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概要： 涂料印花是一種清潔生產(chǎn)工藝，無需蒸化和水洗，工藝簡(jiǎn)單，具有很多優(yōu)點(diǎn)，深受印花工作者的青睞。涂料印花主要是依靠粘合劑成膜把顏料固著在織物上，因此粘合劑的質(zhì)量是制約涂料印花發(fā)展的主要因素。目前，紡織用涂料粘合劑組成成分中多含有羥甲基丙烯酰胺類的活性基團(tuán)，在使用的過程中需要經(jīng)高溫焙烘后才能使得織物獲得理想的干、濕摩擦牢度。高溫焙烘會(huì)使染色織物的物理性能受到損傷。
涂料印花是一種清潔生產(chǎn)工藝，無需蒸化和水洗，工 藝簡(jiǎn)單，具有很多優(yōu)點(diǎn)，深受印花工作者的青睞。涂料印 花主要是依靠粘合劑成膜把顏料固著在織物上，因此粘合 劑的質(zhì)量是制約涂料印花發(fā)展的主要因素。目前，紡織用 涂料粘合劑組成成分中多含有羥甲基丙烯酰胺類的活性基 團(tuán)，在使用的過程中需要經(jīng)高溫焙烘后才能使得織物獲得 理想的干、濕摩擦牢度。高溫焙烘會(huì)使染色織物的物理性 能受到損傷。另一方面，依靠羥甲基丙烯酰胺類活性基團(tuán) 在高溫作用后產(chǎn)生交聯(lián)以及在服用過程中不可避免地要伴 隨著甲醛的釋放，環(huán)境受到污染。最近也有報(bào)道可以生產(chǎn) 低溫?zé)o甲醛印花粘合劑，但仍然需要焙烘，只是溫度較低 （100～130℃），且多數(shù)是用環(huán)氧氯丙烷類代替N—羥甲 基丙烯酰胺類的作為后期焙烘交聯(lián)用的活性基團(tuán)。這種改 進(jìn)方法不僅不能從根本上解決高溫處理所帶來的產(chǎn)品性能 上的不利因素，而且還伴隨有可吸收有機(jī)鹵素的污染隱患。 近年來，國內(nèi)外致力于尋求制備新的粘合劑，其要求 具有耐磨、耐水性，較高的拉伸強(qiáng)度和粘合能力，特別要 符合環(huán)保要求，達(dá)到解決涂料印花的手感、牢度和環(huán)保多 方面的綜合平衡目的。因此，涂料印花粘合劑必須具有下 列基本特征：（1）結(jié)膜無色透明，加熱不會(huì)泛黃，皮膜堅(jiān) 固且彈性好，粘著力強(qiáng)，耐水洗及干洗，耐日曬及老化； （2）柔軟，手感好，且不發(fā)粘；（3）印花織物的各項(xiàng)色牢 度不低于染料印花標(biāo)準(zhǔn)；（4）符合環(huán)保要求。傳統(tǒng)的外交 聯(lián)或自交聯(lián)粘合劑往往不能滿足以上要求。
互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（IPN）是一種新的復(fù)合材料技 術(shù)，即兩種或兩種以上的共混聚合物，分子鏈相互貫穿，并 至少有一種聚合物分子鏈以化學(xué)鍵的方式交聯(lián)而形成網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)。IPN不同于簡(jiǎn)單的共混、嵌段或接枝，由于存在著 化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)，IPN在任何溶劑中都只能溶脹，不能溶解，IPN 也不會(huì)發(fā)生蠕變和流動(dòng)，使得IPN具有更好的粘接力。由 于IPN的各種聚合物的T g （玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）可選擇：選 擇其中一相有較低的T g ，使得粘合劑具有較好的彈性和柔 軟性；另一相的T g 較高，用以防止粘合劑發(fā)粘。這些特性 對(duì)于涂料印花用的粘合劑來說都是十分有用的性質(zhì)，利用 此類結(jié)構(gòu)的粘合劑進(jìn)行涂料印花，手感好、不發(fā)粘，而且 色牢度高。
本文嘗試用丙烯酸酯類單體和有機(jī)硅類功能性單體， 制備具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的新型環(huán)保粘合劑，探討該粘合劑 在涂料印花中的應(yīng)用工藝。由于選用丙烯酸酯類單體和有 機(jī)硅類功能性單體，粘合劑在后續(xù)加工過程中不釋放甲醛， 符合環(huán)保要求；在合成過程中還添加了一定量的交聯(lián)單體， 使得聚合物大分子在聚合過程中就有一定程度的交聯(lián)，經(jīng) 過低溫焙烘就能成膜，符合當(dāng)前節(jié)約能耗的要求。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1材料與儀器
材料：涂料大紅FFG（麗王化工南通有限公司）、粘合 劑（自制）、增稠劑JS—RHA（上海錦山化工有限公司）、純棉漂白平布（14.5 tex，河北省饒陽縣孔店織布廠）。
儀器：水浴鍋（北京長(zhǎng)安科學(xué)儀器廠）、T18 basic型 攪拌機(jī)（德國IKA實(shí)驗(yàn)室技術(shù)公司）、Y571L染色摩擦色 牢度儀（紹興市元茂機(jī)電設(shè)備有限公司）、Xrite—8400測(cè)色 配色儀（美國X—rite公司）、M507織物自動(dòng)硬挺度測(cè)試儀 （青島山紡儀器有限公司）、Nano—ZS90粒徑分析儀（英國 馬爾文公司）。
1.2涂料印花工藝
為了便于測(cè)試摩擦牢度及柔軟性，從而判斷粘合劑的 性能，采用涂料印花進(jìn)行性能測(cè)試。印花漿處方：涂料大 紅5 g；粘合劑2～20 g；增稠劑4 g；去離子水X；總質(zhì) 量100 g。
印花工藝流程：配制印花色漿→印花→預(yù)烘（80℃ ×3 min）→焙烘（150℃×3 min）。
1.3摩擦牢度
在Y571L染色摩擦色牢度儀上，將5 cm×5 cm的漂 白棉細(xì)布的經(jīng)緯紗方向與試樣的經(jīng)緯紗方向呈45°，試樣 摩擦部分長(zhǎng)度為10 cm，然后沿其徑向往返摩擦10次，每 次往返時(shí)間為1 s，干摩擦色牢度試驗(yàn)采用干試樣、干的漂 白棉細(xì)布，濕摩擦色牢度試驗(yàn)采用干試樣、濕的漂白棉細(xì) 布（含水率為（100±5）%），在室溫條件下干燥，最后 將沾色漂白棉細(xì)布Xrite—8400測(cè)色配色儀測(cè)沾色牢度，按 照ISO A04標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定等級(jí)。
1.4印花織物顏色性能的測(cè)定
將印花織物Xrite—8400測(cè)色配色儀上進(jìn)行測(cè)試，選取 不同地方的三點(diǎn)測(cè)量，取平均值。L值、C值代表顏色的明 度和彩度；K/S值代表顏色的深度。C值越大，表明織物越 鮮艷；L值越大表明，織物顏色越亮；K/S值越大，表明織 物得色越深。
1.5織物手感
將印花織物剪成2.6 cm×11.5 cm的布條，使用M507 織物自動(dòng)硬挺度測(cè)試儀按照ZB W04003—87《織物硬挺度 試驗(yàn)方法斜面懸臂法》測(cè)定涂料印花織物的剛?cè)嵝?，以?度表示，數(shù)值越大，手感越硬；數(shù)值越小，手感越軟。
2結(jié)果與討論
2.1粘合劑用量對(duì)干濕摩擦牢度、K/S值和柔軟度的 影響
粘合劑是涂料印花色漿的主要成分，其用量對(duì)印花效 果有著極其重要的影響。在印花色漿中加入不同量的粘合 劑，對(duì)織物印花后測(cè)定印花效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示.
從表1可以看出，隨著粘合劑用量的增加，印花織物 的干濕摩擦牢度總體在提高；印花織物的K/S值呈現(xiàn)出先 增大后減小的變化趨勢(shì)；印花織物的剛度逐漸增大，手感 逐漸變硬。隨著粘合劑用量的提高，體系中形成的互穿網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，從而增強(qiáng)粘合劑的成膜性能，提高粘合劑 對(duì)顏料顆粒的包覆能力。粘合劑用量增加可以增強(qiáng)成膜性 能，同時(shí)所成膜的厚度也會(huì)隨之增加，將發(fā)出色光的顏料 粒子包覆，從而降低顏料粒子對(duì)可見光的反射，導(dǎo)致K/S 值呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì)。粘合劑用量過大，必 然致使手感有所下降，依據(jù)表1，綜合考慮，粘合劑用量 應(yīng)為體系總質(zhì)量的15%，印花織物具有較好的摩擦牢度、 表觀得色量和手感。
2.2焙烘條件對(duì)干濕摩擦牢度、K/S值和柔軟度的影 響
各種粘合劑均有自己較為適合的焙烘條件，不同的焙 烘溫度和焙烘時(shí)間會(huì)使粘合劑的成膜性能發(fā)生較大的變化。 采用同種配方進(jìn)行涂料印花，在不同焙烘條件下進(jìn)行處理， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2和表3所示。
從表2可見，隨著焙烘溫度的提高，印花織物的摩擦 牢度逐漸提高，濕摩擦牢度提高更為明顯，K/S值有所增 加，手感稍有下降。高溫焙烘下，互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越發(fā)致密， 增強(qiáng)粘合劑的成膜性能，導(dǎo)致摩擦牢度逐漸提高有所提 高；焙烘溫度的提高，使得粘合劑的成膜性能增強(qiáng)，使得 顏料粒子在粘合劑薄膜中的分布狀態(tài)以及與粘合劑之間的 相容性變得更好，表現(xiàn)出印花織物顏色有所加深，從而使 得K/S值呈現(xiàn)出增大的變化趨勢(shì)。在80～150℃下焙烘， 印花織物的摩擦牢度、手感以及K/S值都在服用范圍，說 明該粘合劑即可著低溫粘合劑又可作為高溫粘合劑。
從表3可見，隨著焙烘時(shí)間的延長(zhǎng)，印花織物的摩擦 牢度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)；焙烘時(shí)間3min后，濕摩擦 牢度降低更為明顯，K/S值有所下降加，手感變硬。出現(xiàn)這 種現(xiàn)象的原因是在一定的焙烘溫度下，焙烘時(shí)間的延長(zhǎng)， 使得交聯(lián)密度增加，交聯(lián)點(diǎn)之間的鏈段運(yùn)動(dòng)變得困難，形 成的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過于致密而不利于分子鏈段的運(yùn)動(dòng)和相 互纏結(jié)，粘合劑的膜變得更脆，降低膜對(duì)顏料粒子的包覆 能力，從而使得印花織物的摩擦牢度降低，K/S值變小，手 感變硬。
2.3 pH值對(duì)干濕摩擦牢度、K/S值和柔軟度的影響
印花色漿中的酸堿性對(duì)印花織物的摩擦牢度、手感會(huì) 產(chǎn)生一定的影響，對(duì)印花色漿中調(diào)節(jié)不同的pH值，對(duì)織物 印花后測(cè)定印花效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。
從表4可見，隨pH值的增大，摩擦牢度有所提高， K/S值有所增大，出現(xiàn)這樣的原因是在酸性條件下高溫焙 烘時(shí)，氫離子能夠催化交聯(lián)之間的水解，使得交聯(lián)點(diǎn)之間 的鏈段發(fā)生斷裂，致使摩擦牢度有所有所降低；隨著pH值 的增大，氫離子減少，降低水解程度，提高粘合劑對(duì)顏料 粒子的包覆能力，使得摩擦牢度提高，K/S值增大。
2.4粘合劑中有機(jī)硅含量對(duì)涂料印花織物手感和顏色 性能的影響
所合成產(chǎn)物中有機(jī)硅的含量是影響印花織物手感和 顏色性能的關(guān)鍵因素，本實(shí)驗(yàn)中將所合成的粘合劑用于 涂料印花，測(cè)定有機(jī)硅用量對(duì)織物性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果 見表5。
由表5可見，印花后，所測(cè)織物的L值、C值和K/S值都隨著有機(jī)硅用量的增加而增加，充分說明粘合劑中有機(jī) 硅含量的增加能夠提高印花織物的顏色鮮艷度和顏色深度， 提高了粘合劑的應(yīng)用性能。隨著有機(jī)硅用量的增加，干摩 擦牢度顯著提高，濕摩擦牢度反而有所降低，印花織物的 剛度逐漸降低，手感越發(fā)柔軟。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是使 用一定量的粘合劑，有機(jī)硅含量的增加導(dǎo)致粘合劑中的 —Si—O—Si—鍵增多，這樣可以降低織物摩擦?xí)r得摩擦 系數(shù)，從而干摩擦牢度顯著提高；有機(jī)硅含量的增加使膜 的親水性能有所提高，從而濕摩擦牢度下降；粘合劑中的 —Si—O—Si—鍵越多，所成膜的柔順性較強(qiáng)，印花織物 的柔軟度越高。綜合考慮，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，采用的八甲基環(huán) 四硅氧烷用量為6%～10%，印花織物具有較好的摩擦 牢度、表觀得色量和手感。
3結(jié)論
（1）隨著粘合劑用量的增加，印花織物的干濕摩擦牢 度總體在提高；印花織物的K/S值呈現(xiàn)出先增大后減小的 變化趨勢(shì)；印花織物的剛度逐漸增大，手感逐漸變硬。粘 合劑用量應(yīng)為體系總質(zhì)量的15%，印花織物具有較好的摩 擦牢度、表觀得色量和手感。
（2）隨著焙烘溫度的提高，印花織物的摩擦牢度逐漸 提高，濕摩擦牢度提高更為明顯，K/S值有所增加，手感稍 有下降。在80～150℃下焙烘，印花織物的摩擦牢度、手 感以及K/S值都在服用范圍，說明該粘合劑即可著低溫粘 合劑又可作為高溫粘合劑。
（3）隨pH值的增大，摩擦牢度有所提高，K/S值有所 增大。
（4）印花后，所測(cè)織物的L值、C值和K/S值都隨著 有機(jī)硅用量的增加而增加隨著有機(jī)硅用量的增加，干摩擦 牢度顯著提高，濕摩擦牢度反而有所降低，印花織物的剛 度逐漸降低，手感越發(fā)柔軟。采用的八甲基環(huán)四硅氧烷用 量為6%～10%，印花織物具有較好的摩擦牢度、表觀 得色量和手感。
