高分子材料在印花涂料中的应用

2015-07-28雪蒙刘国栋尹萌

读写算·素质教育论坛 2015年16期

雪蒙　刘国栋　尹萌

摘要本文从涂料的主要成分上来详细讨论了高分子材料在印花涂料上的应用。从高分子连结料（树脂）、增稠剂和交联剂三个方面探讨了目前高分子材料的使用类型和作用。

关键词印花涂料高分子连结料（树脂）增稠剂交联剂

中图分类号：G644 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2015）16-0001-03

印花涂料的成分主要包括：有机颜料、无机颜料、阴离子分散剂、非离子分散剂、乳化剂、增稠剂、高分子连结料（树脂）、交联剂、水及部分有机溶剂等成分。其中使用高分子材料作为增稠剂、交联剂的研究越来越多，高分子连接料因本身的成膜性能好、耐磨性强，并且具有一定的弹性和柔软性，是印花印料中不可缺少的部分。近年来对于一些特种涂料，高分子材料的应用起到了特殊的功能效果，因此高分子材料在印花涂料中的作用越来越明显。

一、高分子材料连接料（树脂）

1.高分子材料在丝网上的作用

圆网制版感光胶主要是由光敏剂、感光乳液胶体两个组份组成和分别包装的。其机理主要是重氮光敏剂经紫外光作用与PVA分子产生交联反应，与重氮树脂的交联形成了PVA的网络结构，曝光部分变硬具有耐水性，保留下来作为网版的覆盖层，未曝光部分保持其水溶性，在显影过程中可以被溶解掉。使用时将光敏剂按一定比例加入到感光乳液胶体中，一般是即用即配，光敏剂对紫外光敏感，不能长久保存。PVA具有很好的水溶性，有一定的粘度，并且极易与重氮类的光敏剂反应，形成致密的膜层，具有很好的耐水性和一定的硬度。因此PVA长期以来是制作丝网的主要高分子材料。

2.高分子材料做粘合剂的作用

在印花的制造过程中，颜色和图案是产品最后显示的结果，是商业上的要求，但是印花中的颜料和纤维没有任何的亲和力，要使颜料固着在纤维表面，需借助于粘合剂，而粘合剂大多是由两种或三种单体共聚而成的高分子聚合物，或者是由几种高聚物组成，在印花实施过程中，由于溶剂和溶液的挥发或蒸发，利用交联剂或高温的作用，在织物上形成几微米厚的坚牢薄膜，颜料颗粒或其他的填料可以固着在纤维上。

目前印花涂料中常用的粘合剂主要有丁苯或丁腈合成乳液与其他线性高聚物的复配物、丙烯酸衍生物，特别是酯类以及丁二烯、苯乙烯、醋酸乙烯酯等，还有以聚氨酯为主要组分的水性乳液、含有异氰酸酯端基的预聚体离子基团。在基本的粘合剂的使用品中上，有不少新型的粘合剂被研究和使用。

杨建军，吴庆云等采用辐射聚合工艺制备出一种水性丙烯酸酯-聚氨酯涂料印花粘合剂，这种采用原位乳液聚合工艺，利用钴60-y辐射制备出水性丙烯酸酯，聚氨酯无醛涂料印花粘合剂AH-2A，反应过程易于控制，其产品质量稳定，贮存稳定性好，是一种新型的无醛、无APEO的绿色产品。该产品耐电解质性能较好，印花织物手感柔软，各项性能指标均能满足涂料印花工艺的要求，且使用过程中不会产生游离甲醛和APEO，应用于出口纺织品和服装，具有较大的市场潜力。

杨蓓蓓，杨建军等介绍了制备水性聚氨酯涂料印花粘合剂在聚合工艺上的改进措施（包括壳核乳液聚合、无皂乳液聚合、辐照聚合，互穿网络聚合）和研究进展（包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性及有机硅改性）。水性聚氨酯涂料印花粘合剂是一种新型的环保型涂料印花粘合剂，在使用过程中无甲醛释放，而且在性能上解决了丙烯酸酯类涂料印花粘合剂存在热粘冷脆的缺陷，有效地改善了印染织物的摩擦牢度、皂洗牢度和柔软性，并指出了水性聚氨酯涂料印花粘合剂的发展趋势。特别是对未来水性聚氨酯的发展方向给出了建设性的观点和建议：（1）根据水性聚氨酯分子的可设计性，在水性聚氨酯分子链上引入特殊功能的分子结构，提高水性聚氯酯涂料印花粘合剂的牢度、色泽及手感等性能：（2）加强水性聚氨酯复合改性技术，提高水性聚氨酯涂料印花粘合剂的综合性能，并降低水性聚氨酯做涂料印花粘合剂的成本。（3）完善合成方法和聚合工艺，如：互穿网络聚合、无皂乳液聚合和辐射聚合，并将这些技术产业化。

吴庆云，杨建军，王小君等研究了采用单体预乳化的乳液聚合工艺，利用丙烯酸酯单体、有机氟单体、双丙酮丙烯酰胺合成含有活性酮羰基的氟化丙烯酸酯乳液；然后同合成的含有酰肼基的聚氨酯乳液按一定的比例混合制备出酮肼交联型聚氨酯一氟化聚丙烯酸酯（FPUA）复合乳液的制备方法。所制得的含氟基团已接入到FPUA复合乳液的链段结构中，且在复合乳胶膜表面进行一定程度的富集；FPUA复合乳胶膜比常规纯PU胶膜具有更强的表面疏水性和更好的耐溶剂性能。并且基于该复合乳液制备的涂料印花黏合剂为无醛、无APEO的绿色环保型产品。织物成品手感柔软、耐刷洗色牢度和耐摩擦色牢度高。

二、增稠剂

增稠剂在印花涂料中起到的作用是提高涂料的粘度，降低涂料在印花过程中的流动性，使其具有假塑性，在剪切力的作用下可以比较容易的由网眼漏到印染织物上来，使之无上的花纹轮廓更加清晰。同时要注意增稠剂与粘合剂混合后所得层膜必须是透明的，不影响涂料色泽的鲜艳度、牢度和手感。常用的增稠剂主要包括：石油溶剂型增稠剂（乳化浆）、无石油溶剂型的合成增稠剂和低含量石油溶剂型的何曾增稠剂，还有部分天然多糖类的增稠剂。

董艳春，沈一丁对印花中的增稠剂的研究和发展进行了总结。介绍了国内外涂料印花增稠剂的研究状况及发展趋势，合成增稠剂的类型、制备方法及性能等，详述了合成高分子增稠剂的制备及应用。增稠剂的种类主要分为非离子型和阴离子型，阴离子型主要是聚丙烯酸盐，并且对阴离子型的增稠剂的制备方法反相乳液聚合、乳液聚合和沉淀聚合进行了详细的介绍。

李青，闫蕾，邢铁玲等介绍了增稠剂在纺织品印花中起维持花型轮廓、分散传递染料、保持色浆黏性及吸湿并溶解染料等重要作用。文中从天然多糖类增稠剂的改性、增稠剂流变性与印花性能的关系、增稠剂与染化料间的相互作用等三方面对印花增稠剂的研究进展进行概述，并提出其今后可开展的研究方向。

倪成涛，张悦，周明等研究了活性染料印花增稠剂FS-165的制备与应用。在研究中详细介绍了增稠剂FS-165种子乳液聚合的工艺条件以及单体、引发剂用量、交联剂用量等影响因素，确定了合成FS-165的最佳工艺条件，并将FS-165与亨斯迈7860以及海藻酸钠做了应用性能对比，结果表明，FS-165在柔软度、增稠能力、脱糊手感、印花粘度指数PVI等方面达到了进口产品的性能。

何平，谢洪泉，侯笃冠等讨论了有关反相乳液聚合法制备聚丙烯酸增稠剂的几个问题。研究中主要讨论了以两性共聚物为稳定剂，亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，引发丙烯酸铵进行反相乳液聚合，以制备高性能的涂料印花增稠剂。研究了稳定剂结构、引发剂种类对乳液聚合的影响；共聚单体丙烯酰胺对产物粘度及耐盐性的影响以及共聚单体丙烯酰胺对产物粘度及耐盐性的影响。

倪成涛，周明介绍了采用种子乳液聚合方法，选用丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、2-丙烯酰基-2甲基丙磺酸单体进行共聚反应，温度80～85℃，时间3～4h，合成了可替代海藻酸钠的活性染料印花增稠剂FS-160，并将其与国内外同类产品进行对比。结果显示，FS-160具有较好的触变性，更适合圆网、平网印花的要求，其增稠能力强、不易腐败变质、流变性好、抱水能力强，与海藻酸钠相比，脱糊更容易且织物手感更加柔软。

李勇研究采用丙烯酸十二酯活性单体和丙烯酸作为主要原料，通过反相乳液聚合法合成涂料印花用增稠剂。考察了活性单体、交联剂、反应时间等因素对产物性能的影响。结果显示活性单体用量占共聚单体摩尔数的0.5%，交联剂占共聚单体质量的0.3%，反应时间为1.5小时，增稠剂的综合效果较优。

三、交联剂

印花涂料中常用的交联剂多为多胺类、多醇类的小分子和低聚物。它的作用主要是促进涂料中高分子连接成分的成膜，提高粘结剂的牢度和和降低成膜温度。

魏雨，孙培勤，赵科等研究了醚化三聚氰胺树脂的制备及其在涂料中的应用。对其作为交联剂与基体树脂的交联机理、反应条件进行了阐述，重点介绍了不同种类、不同醚化度三聚氰胺树脂的制备工艺，并对醚化三聚氰胺树脂在在丙烯酸树脂、环氧树脂、醇酸树脂、聚酯树脂涂料中的应用涂料中的应用进行了研究。其成膜性较好，得到的涂膜具有良好的性能。

啸吟，冯汉保撰写的书中详细介绍了超支化聚合物做为交联剂的内容。超支化聚合物末端具有密集的官能团，因此可用作涂料交联剂。超支化聚合物由于其独特的球状结构，应用于涂料中具有粘度低、固化速度快和成膜性好等优点。主要包括以酸酐与二异丙醇胺为起始原料合成AB：型中间体，再以AB：为单体合成的含末端异氰酸酯基的超支化聚合物。超支化聚酰胺是以丙烯酸甲酯和二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺进行Mich∞l加成反应，生成甲氧基多胺中间体，中间体再进行自缩聚即可生成超支化聚酰胺，产物含大量氨基，水溶性良好，可用作水性交联剂。

洪啸吟，肖善强对六甲氧基甲基三聚氰胺一多元醇一丙烯酸酯混杂聚合体系进行了研究。将商品化的Pe加rp型超支化聚酯部分丙烯酰化后，可制得既含乙烯基又含羟基的双官能团交联剂。

四、结束语

印花涂料从字面来看是属于涂料的一种，因为在应用的过程中属于纺织化学中的一部分，所以很少有人把它和高分子材料相提并论。因此本文从涂料的主要成分上来详细讨论了高分子材料在印花涂料上的应用。从高分子连结料（树脂）、增稠剂和交联剂三个方面探讨了目前高分子材料的使用类型和作用。

参考文献：

[1]董艳春，沈一丁.涂料印花增稠剂的研究概况及发展趋势[J].印染助剂，2006，（10）.

[2]杨建军，吴庆云，张建安等.环保型印花粘合剂的辐射聚合及其性能研究[J].染整技术，2006，（07）.

[3]杨蓓蓓，杨建军，吴庆云等.水性聚氨酯涂料印花粘合剂的合成工艺及研究进展[J].涂料技术与文摘，2013，（07）.

[4]吴庆云，杨建军，王小君等.酮肼交联型聚氨酯一氟化聚丙烯酸酯乳液的制备[J].安徽大学学报（自然科学版），2009，（04）.

[5]李青，闫蕾，邢铁玲等.纺织品印花增稠剂研究进展纺织品印花增稠剂研究进展[J].印染，2014，（14）.

[6]倪成涛，张悦，周明等.活性染料印花增稠剂FS-165的制备与应用[J].染整技术，2013，（04）.

[7]何平，谢洪泉，侯笃冠等.有关反相乳液聚合法制备聚丙烯酸增稠剂的几个问题[J].高分子材料与工程，2002，（18）.

[8]倪成涛，周明.可替代海藻酸钠的印花增稠剂FS-160[J].针织工业，2012，（11）.