高效环保涂料印花增稠剂的合成及性能改善

2016-10-20宋金星顾丽娜施洪坤张小伟

杭州化工 2016年1期

关键词：增稠剂丙烯酸稳定剂

杨　欣，宋金星，乐　翔，顾丽娜，施洪坤，张小伟

（浙江传化股份有限公司，浙江杭州311215）

高效环保涂料印花增稠剂的合成及性能改善

杨欣，宋金星，乐翔，顾丽娜，施洪坤，张小伟

（浙江传化股份有限公司，浙江杭州311215）

介绍了成品增稠剂TF-312的分子设计思路、合成方法和应用性能的显著提升效果。该增稠剂的增稠性能与国外先进产品Ciba-PTF相比，更加平稳，耐盐性能也大幅提高，综合性能更加突出。

增稠剂；涂料印花；高效；黏度

涂料印花是一种利用粘合剂将没有亲和性和反应性的涂料黏附在织物上的印花工艺。涂料印花同传统的染料印花工艺相比，具有不受织物纤维的限制、不受织造方法的影响和无需水洗等优点，从而缩短了工艺流程，节约了大量水、电、气，减少了印染废水对环境的污染，因此该工艺在印染行业有广泛的应用，国家工信部也将涂料印花列入纺织行业清洁生产的工艺之一。

近年来，我国涂料印花布的比例也呈上升趋势，约占总量的20%～25%水平。但国内目前仍有大量厂家使用染料印花［1］，主要原因一是染料印花企业还没有转型升级，二是国内的涂料印花助剂［2-3］（增稠剂、粘合剂、交联剂等）档次较低，缺少涂料印花所需要的高档涂料印花增稠剂等助剂，目前市场上的助剂存在印花牢度差［4］、大面积印花手感较硬和印花膜热黏冷脆等缺陷。国外市场［5］的Goodrich的Carbopol-4089、Ciba的PTF和BASF的Lutexal-HEF等高档印花助剂能够使涂料印花达到与染料印花相当的效果和手感，但价格昂贵，国内较少使用。

为了适应国际发展趋势、响应国家节能减排号召，给染料印花企业转型升级提供降本增效的涂料印花清洁生产技术，我们研发制备了高效环保涂料印花增稠剂TF-312新产品。

本研究针对现有涂料印花增稠剂所存在的性能缺陷，通过调整完善稳定剂、乳化剂、交联剂和引发剂等种类和用量，显著提升了稳定性和黏度等，制备出高效且环保的涂料印花增稠剂TF-312新产品。

1　实验部分

1.1原料及仪器

原料：衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酰胺、乙烯吡咯烷酮、二甲苯、去离子水、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵阳离子单体和特种可聚合的缔合单体。

仪器：四口烧瓶，恒温加热套。

1.2涂料印花增稠剂的制备

1.2.1高分子稳定剂的合成

以衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸十八酯为共聚单体，采用溶液聚合法合成了含有亲水基团和亲油基团的双亲性高分子稳定剂（见图1）。

图1　中间体稳定剂结构示意图

1.2.2增稠剂TF-312的制备

以中和后的丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯吡咯烷酮、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵阳离子单体和特种可聚合的缔合单体为主要原料［6］，添加了乳化剂、溶剂（二甲苯）和稳定剂，采用热引发反相聚合［7］，聚合结束后蒸馏出二甲苯和水，再加入乳化剂得到成品增稠剂TF-312。其结构示意图如图2。

图2　增稠剂TF-312分子结构示意图

2　产品性能

通过分子结构设计，我们预期合成的稳定剂和增稠剂能够具备以下性能［8］：（1）酸性单体和长碳链烷基酯共聚合成的高分子稳定剂，在聚合剧烈放热时可以起到保护胶体的作用。（2）含有的可电离基团可以形成静电斥力，取得分子链延展而增稠的效果。（3）含有一定的亲水基团能使抱水性好。（4）含有一定的交联基团，可在提高聚合物的网络密度的同时，增强分子增稠性能［9］。（5）含有一定的缔合单体［10］，可提高产品的抗盐性。（6）含有如甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵等可聚合阳离子单体，可使聚合物大分子链中两性部分含量增加，在盐溶液中呈现出明显的反聚电解质溶液特性，可补偿由于外加电解质而降低的黏度。

本研究产品的性能主要包括理化性能和应用性能，各阶段产品性能见表1和表2，主要性能除非特别说明，均依据行标HG/T4442—2012测定。

2.1理化性能

产品的理化性能列于表1。

表1　各阶段样品的理化性能

2.2应用性能

产品的应用性能列于表2。

表2　TF-312与国外先进产品PTF等及添加TF-320粘合剂的应用性能对比

从表2可以看出，传化TF-312已与Ciba的PTF各项性能相当，在耐盐性、抱水性和得色鲜艳度上具有较为明显的优势。

3　结论

本研究以衣康酸、丙烯酸和甲基丙烯酸十八酯为共聚单体，采用溶液聚合法合成了高分子稳定剂；以中和后的丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯吡咯烷酮和特种可聚合的缔合单体丙烯酸十八酯为主要原料，添加了乳化剂、溶剂和稳定剂，采用热引发反向聚合法合成了成品增稠剂TF-312。增稠剂TF-312在耐盐性、抱水性和得色鲜艳度等性能指标上已经超越国外先进产品PTF。

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