一种环保型可低温自交联的涂料印花粘合剂及其制备方法

徐智中, 杨武利, 毛伟勇

2008年7月16日

2007年11月22日

2007年11月22日

复旦大学

D06P1/44GK101220563SQ20071017079

环保型 交联 印花 涂料 低温

1、一种环保型可低温自交联的涂料印花粘合剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下(1)预乳化将复合乳化剂，碳酸氢钠溶于去离子水中，加入聚合单体，搅拌，得到预乳化液；(2)制备种子乳液在反应釜中加入1/4～1/3的上述预乳化液，升温至70℃～80℃；加入引发剂溶液引发聚合，反应30-45分钟；(3)温度升至80℃～90℃，缓慢滴加剩余预乳化液，其间每隔15～20分钟加入一批引发剂水溶液；(4)滴加完毕，继续反应1～2小时，然后降至室温，加入氨水调pH至7.2～7.8，再加入交联剂，交联剂的加入量为聚合体系质量的8％～12％，出料，即得目标产物；所述复合乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂混合的复配体系；其中，阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠；非离子乳化剂为天然脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基多糖苷、平平加、曲拉通系列、司盘系列或吐温系列，阴离子乳化剂和非离子乳化剂的质量比例为1∶1～1∶3；所述的聚合单体包括主单体、辅助单体和可交联单体；其中，主单体为丙烯酸丁酯、苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯；辅助单体为丙烯酸或甲基丙烯酸；可交联功能性单体为双丙酮丙烯酰胺或乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯；其中主单体质量比例为90％～98％，辅助单体质量比例为1％～5％，功能单体质量比例为1％～5％；所述的交联剂为为己二酸二酰肼、碳酸二酰肼、丙二酸二酰肼、丁二酸二酰肼和戊二酸二酰肼中一种或几种；2、 根据权利要求1所述的环保型可低温自交联涂料印花粘合剂的制备方法，其特征 在于所述的引发剂为过硫酸铵水溶液或过硫酸钾水溶液，重量浓度为0. 2%-0. 6%3、 一种如权利要求1所述方法制备的环保型可低温自交联涂料印花粘合剂，其特征 在于其中，聚合物含量为30% 45%，乳化剂含量为2% 6%，交联剂含量为1% 5%，总固 含量为35% 55%

本发明属于水性粘合剂技术领域，具体涉及一种环保型可低温交联的涂料印花粘合剂 及其制备方法 技术背景涂料印花是指使用高分子化合物(粘合剂)在织物上形成薄膜，把颜料固着在织物上的 印花方法近年来，随着合成纤维工业的发展，人们的服装衣着发生了巨大变化，从原来 以天然纤维织物为主的纤维纺织品变为以各种合成纤维及其与天然纤维的混纺交织物为代表的多组分纤维纺织品，有的纺织品甚至由多达四种以上的纤维织成因此，原先那些 基于染料与纤维之间亲和力的印染技术已不能满足花样繁多的织物的染色特别是印花的需要由于涂料本身对纤维没有亲合力，只借助于粘合剂的帮助机械地附着在纤维表面着 色形成图案，因而不存在用染料印花那样往往需要两种以上不同性质的染料对混纺织物进 行印花和固色因此，涂料印花的优越性显得更为突出此外，涂料印花的工艺简单、色 谱齐全、拼色容易，固色后一般无需水洗，因此具有节能、节水的特点，也使得涂料印花 有很大发展在世界印花市场中涂料印花占有的份额正在逐年增加，尤其在美国，由于大 量的聚酯/棉混纺织物的生产，涂料印花所占比例高达80%我国近年来，因工艺趋向简单 化、降低能耗等因素，涂料印花的比例也呈上升趋势，至今也已占总印花量的50%左右 随着人民生活水平的不断提高，消费者不仅对服装面料的要求越来越高，而且对室内纺织 装饰用布的要求也逐步向中、高档发展，为了适应不同消费者的需求，涂料印花将进一步 得到发展涂料印花虽然省去了水洗，使废水大大减少，但却把所有的助剂留在织物上，在印花 织物烘干和焙烘时， 一部分挥发性物质会以废气形式排出，另一部分残留在织物上，如果 其中含有有毒物质，在以后的服用穿着过程中还会对人的健康产生危害另一方面，水洗 印花衬布和色浆桶时都会将涂料印花色浆带入废水中由此可知，涂料印花发展，总是会 与环境问题相联系，它的处方、应用方法及生产工艺将不断地向着环保的方向发展作为 影响印花产品质量的最主要的因素一印花粘合剂来说，今后的发展必然也是在保证印花品 的手感、着色牢度以及鲜艳度的基础上，朝着有利于环保的方向进行另外，目前应用的 粘合剂多属于高温型自交联粘合剂，为了节约能源，也应加大开发新型的低温印花粘合剂，同时，新的粘合剂应该是生物可降解的，而且粘合剂应具有优良的成膜性能，成膜坚牢而 柔软、牢度好等特点，新的粘合剂也应减少印花浆中所需要的添加剂，提高家庭水洗耐久 性因此，研究和开发无毒、无甲醛或低甲醛的环保型可低温交联的粘合剂不仅具有重要 的意义，而且符合未来发展的需要最近，有人报道了使用聚氨酯-丙烯酸酯乳液为基料制备环保型涂料印花粘合剂(中 国专利，公开号CN1936172A)，但是该方法制备工艺比较复杂，成本较高，不利于大规模 生产 发明内容本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低廉、易于工业化生产的环保型可低温自 交联的涂料印花粘合剂及其制备方法本发明提出的涂料印花粘合剂制备方法，具体步骤如下 (1)预乳化将复合乳化剂，碳酸氢钠溶于去离子水中，加入聚合单体，搅拌，得到预乳化液；(2) 制备种子乳液在反应釜中加入1/4 1/3的上述预乳化液，升温至70°C 80°C;加入引发剂溶液引 发聚合，反应30 -45分钟；(3) 温度升至80°C 90°C，缓慢滴加剩余预乳化液，其间每隔15 20分钟加入一批 引发剂水溶液；(4) 滴加完毕，继续反应1 2小时然后降至室温，加入氨水调pH至7.2 7.8， 再加入交联剂，交联剂的加入量为聚合体系质量的8% 12%，出料，即得目标产物本发明中，所述的聚合单体包括主单体、辅助单体和可交联单体其中，主单体为丙 烯酸丁酯、苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯；辅助单体为丙烯酸或甲基丙烯酸等；可交联功能性 单体为双丙酮丙烯酰胺或乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯；其中主单体质量比例为90% 98%， 辅助单体质量比例为1% 5%，功能单体质量比例为1% 5%，三者总量满足100%;主单体 中丙烯酸丁酯、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的重量比为(4-30) (1-3) (0. 1 1)本发明中，所述的复合乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂按一定比例混合的复配 体系其中，阴离子乳化剂为十二垸基硫酸钠或十二垸基苯磺酸钠；非离子乳化剂为天然 脂肪醇聚氧乙烯醚(FAEO)，烷基多糖苷(APG)，平平加，曲拉通(TX)系列，司盘(span) 系列，以及吐温(TVeen)系列阴离子乳化剂和非离子乳化剂的质量比例可为1 1 1 3本发明中，所述的引发剂为过硫酸铵水溶液或过硫酸钾水溶液，重量浓度0.2%-0.6%，在步骤(2)中加入l /4左右，在步骤(3)中加入剩余的3/4左右本发明中，所述的交联剂为多元酰肼化合物，具体可为己二酸二酰肼、碳酸二酰肼、 丙二酸二酰肼、丁二酸二酰肼和戊二酸二酰肼中的一种或几种本发明制备的涂料印花粘合剂，其组成成分和配比为聚合物含量为30°/ 45%，乳化 剂含量为2% 6%，交联剂含量为1% 5%，总固含量为35% 55%本发明制备的产品理化参数如下固含量(％) 35% 55% 外观 淡蓝色乳白体系 粘度(MPa s) 300 3000 手感 柔软不粘手 游离甲醛(ppm) <5ppm 摩擦牢度/级干 4 5湿 3 4 本发明制备得到了一种完全无甲醛释放、不含烷基酚聚氧乙烯醚(APE0)的环保型可 低温自交联涂料印花粘合剂本发明工艺简单，使用一般的乳液聚合装置即可生产，成本 也较为低廉，易于进行工业化生产