纺织业是我国经济发展的支柱产业之一,随着我国加入WTO,纺织品出口额增大,但是国际市场的竞争也越来越激烈,这必然对纺织品提出更高的要求。目前,全世界的涂料印花织物占整个印花织物55%以上,有些国家高达70%。白胶浆作为纺织涂料印花的第二代新型印花黏合剂在纺织涂料印花中占据重要地位,它是由白色颜料和成膜基料、助剂等构成。可单独使用也可与各种色浆配合使用罩印于深色或浅色织物上,它与普通涂料印花的不同之处在于能有效地遮盖深色织物的底色而展示花纹图案的鲜艳色彩,这是普通涂料印花无法达到的。性能良好的白胶浆要求具有高的遮盖力、良好的弹性、刷洗牢度、干摩擦牢度湿摩擦牢度、干爽柔软的手感,以及良好的透网性和储存稳定性。成膜基料是决定白胶浆性能的最重要组份,丙烯酸酯共聚乳液具有价格便宜、性能优异、品种变化多等优点而成为应用最广泛白胶浆成膜基料。由于聚丙烯酸酯具有“热粘冷脆”的特点,因此采用丙烯酸酯共聚乳液作为基料时很难同时满足白胶浆的各项性能,尤其是白胶浆的手感,即柔软性与发粘性,这是白胶浆生产中存在的矛盾,也是决定白胶浆性能的重要指标,必须加以解决。在此,我们对改进白胶浆印花手感作一些探讨。

1实验部分

1.1原材料及设备

主要原材料

丙烯酸酯类共聚乳液、乳状石蜡、聚硅氧烷乳液、有机氟乳液、聚乙烯蜡、钛白粉、助剂。

主要设备

高速分散机、三辊研磨机、电热恒温鼓风干燥箱、印花设备。

白胶浆的配制

将丙烯酸酯共聚乳液、钛白粉、助剂等经高速分散机搅拌均匀,用增稠剂调至合适稠度,然后经三辊研磨机研磨至要求的细度。

印花及后处理

白胶浆印花(80-100目丝网)风干热处理(135-140∀,3min)。

1.2白胶浆的性能指标及检测方法

白胶浆的性能指标及检测方法表

1.3成膜基料对白胶浆印花手感的影响

丙烯酸酯共聚乳液是制造白胶浆的成膜基料,品种繁多、性能各异,选择合适的品种是确保白胶浆具有良好综合性能的最重要因素,它把对纤维没有亲和力的不溶性颜料黏着于织物上,直接影响白胶浆的弹性、牢度、网印性和手感等,不同的丙烯酸酯共聚乳液会对白胶浆的性能产生不同的影响。通常在选择成膜基料时,除了考虑其组成结构外,丙烯酸酯共聚物的玻璃化温度(Tg)是一重要的选择依据,Tg值高的基料提供干爽的手感,但偏硬、弹性差;而Tg值低的基料提供良好的柔软性及弹性,但粘性增加。为了达到柔软性与粘性的相对统一,单一的基

料很难满足要求,往往要采用Tg值高的基料与Tg值低的基料进行共混改性。研究中,我们选择Tg值分别为-12℃、25℃的丙烯酸酯共聚物A、B作为基料复合使用,对白胶浆手感的影响见表。

上表中的Tg值是根据Fox公式计算所得,研究结果表明,当基料A、B复合后共混物的Tg值为1.5-2.5∀时胶浆具有良好柔软性和弹性,同时具有较低的粘性。选择不同性能、不同档次的丙烯酸酯乳液作为基料进行复合,可以生产出不同档次要求的白胶浆产品。表3列出了几种定型生产的白胶浆成膜基料的玻璃化转变温度(Tg)。

由上表可见,几种白胶浆产品成膜基料的Tg值均在1.5-2.5的范围。此项研究结果,为白胶浆基料的选择提供了重要依据。

防粘剂对白胶浆印花手感的影响

合理地采用丙烯酸酯共聚乳液进行复合,作为白胶浆的成膜基料,可以使白胶浆的柔软性和粘性相对统一,但基于丙烯酸酯聚合物热粘冷脆的特性,仍然不能解决白胶浆的粘手性问题,必须引入防粘助剂。在此我们采用石蜡、聚乙烯蜡、有机硅、有机氟等助剂进行试验,以改善白胶浆的粘手性。2.2.1乳化石蜡石蜡具有质软、拒水、润滑、抗粘连等性能而被应用于润滑剂、脱模剂等方面,在白胶浆中引入一定量的石蜡,是将石蜡颗粒均匀分散于胶浆体系中,通过减少成膜基料的表面接触从而达到降低胶浆粘连目的。此外,胶浆在印花后成膜,一般要经过130℃以上的热处理,此时,石蜡已处于熔融状态,由于石蜡的密度相对较小、熔融黏度低,存在向成膜物表面迁移的倾向,从而进一步降低胶浆表面的粘性。为了有利于石蜡的分散,我们采用乳化石蜡。乳化石蜡对白胶浆手感的影响结果见表。

结果表明,当乳化石蜡的加入量为3%-4%时,对胶浆起到显著的防粘作用,而加入量大于5%时,防粘作用变化不明显,并且会导致胶浆手感变硬、弹性降低、牢度变差。

有机氟乳液

基于有机氟化合物结构的特殊性,含有C-F键,键能高、键长短、表面能很小,赋予有机氟化合物许多独特性,如优异热稳定性、耐化学药品性、憎水憎油、不粘性等,因此,有机氟化合物应该是很好的防粘剂,当然,氟含量不同其不粘性也存在差异。全氟氟油是效果很好的防粘剂,但是供选择的品种较少,而且价格昂贵,不适宜应用于白胶浆的防改性。有机氟乳液,选择的品种也不多,我们采用PTFE乳液及用作防水剂的氟丙乳液进行试验。结果发现,即使PTFE乳液的用量达到6%,白胶浆防粘效果仍不明显,而胶浆的硬度明显提高。分析原因,可能是由于PTFE的熔融温度很高,在白胶浆的热处理中未能通过熔融成膜,从而一直以颗粒状态存在于白胶浆中充当填料,即使含氟量较高,其不粘性也得不到体现。用作防水剂的氟丙乳液,由于其固含量低(20%左右),而其含氟量则更低,因此,其用量达10%时仍未能显著改善白胶浆的防粘性能。综合分析上述结果,乳化石蜡是一种较理想的防粘剂,已应用于白胶浆的生产中。

聚硅氧烷

聚硅氧烷的结构中,具有硅氧链主链,硅原子又通过侧链与其他有机基团形成独特的结构,有机基团朝外排列,Si-O链键能高达1014.2KJ/mol、键长较长、键角较大,Si-O之间容易旋转,其链一般为螺旋结构,决定了聚硅氧烷具有优良的热稳定性、憎水性、润滑性及柔软性,用途广泛,如用作防水剂、柔软剂、脱模剂等,在白胶浆中引入聚硅氧烷,有助于提高胶浆的耐水性、柔软性及防粘性。我们采用乳化甲基硅油及自乳化硅油进行试验,结果发现,用量大于3%时白胶浆的防粘性才有一定改善;当用量大于5%时,白胶浆有较好的防粘性、柔软性也有明显提高;但是,即使用量再增加,白胶浆总有一种湿滑感,不能给胶浆提供干爽的手感,因此,聚硅氧烷不是生产白胶浆理想的防粘剂。

聚乙烯蜡

聚乙烯蜡为低分子量聚乙烯,由于其具有低表面能及非极性的特点,已作为抗磨及防粘连被广泛应用到涂料中。在白胶浆中引入聚乙烯蜡,其防粘作用的机理与石蜡类防粘剂相近。我们采用粉状聚乙烯蜡及乳状聚乙烯蜡进行试验.采用粉状聚乙烯蜡时当其用量达到2%时,具有较明显的防粘效果,但是由于聚乙烯的硬度较高,在提高白胶浆防粘性能的同时,却降低了白胶浆的柔软性。粉末聚乙烯蜡在白胶浆中分散也存在一定难度。乳液状聚乙烯蜡在白胶浆中容易分散,但其固含量较低(20%~30%),加入量达到6%以上时,防粘效果才较明显。由于该类防粘剂用量相对较多,对柔软性产生负面作用,而且价格较高,因此,在白胶浆生产中不予采用。

影响白胶浆手感的其他因素

通常,高档次的白胶浆产品要求具有很好的遮盖力、牢度、弹性、以及干爽柔软的手感,中低档次的白胶浆对遮盖力、弹性及柔软性的要求相对低些,因此,除了成膜基料、防粘剂的合理使用外,品种繁多的颜料(钛白粉、立得粉等)及填料的选择及其用量也是影响白胶浆手感的重要因素。选择高性能的颜料(如金红石型钛白粉),有利于提高白胶浆的遮盖力,减少颜料用量同时提高胶浆的柔软性;而对于中低档次白胶浆,由于成本的限制,往往选择锐钛型钛白粉、立得粉,并引入相当用量的填料(如碳酸钙、硫酸钡等),颜基比也较高档次白胶浆高,相应会降低白胶浆的柔软性。加入一些助剂如增塑剂、柔软剂有利于提高柔软性,但同时可能增加白胶浆的粘手性。

结论

(1)通过研究成膜基料玻璃化温度(Tg)对白胶浆手感的影响,确定了成膜基料的适用Tg值为1.5℃-2.5℃,为白胶浆基料的选择,提供了重要依据。

(2)通过研究不同防粘剂对白胶浆手感的影响,确定了乳化石蜡为生产白胶浆较理想的防粘剂及其用量。

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