CN101245561B - 环保型微乳液互穿网络涂料印花粘合剂及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型微乳液互穿网络涂料印花粘合剂及生产方法，由软单体、硬单体、功能单体、乳化剂、引发剂、去离子水制成。采用本发明制备的互穿网络结构的涂料印花用环保型粘合剂的乳胶粒子分布均匀，产品质量稳定，利用此类结构的粘合剂进行涂料印花，手感好、色牢度高；在后续加工过程中不释放甲醛，符合环保要求。

Description

环保型微乳液互穿网络涂料印花粘合剂及生产方法

技术领域：

本发明涉及一种粘合剂的制备方法，属于精细化工领域。

背景技术：

涂料印花是一种清洁生产工艺，无需蒸化和水洗，工艺简单，具有很多优点，深受印花工作者的青睐。我国的印花技术发展飞速，就印花产量而言，2002年我国的印花布产量就达到43.67万米，占世界首位。目前我国所采用的印花工艺技术和设备，与国际水平差距并不大，可以说，国际上最先进的设备，在我国都能看到，传统的印花工艺在方法上也没有大的变化，但是就印花产品品质而言，与国际先进水平差距却很大，之所以有这样大的差别，关键是涂料印花助剂，特别像粘合剂、交链剂、增稠剂等助剂质量得不到根本解决，容易造成涂料印花堵网，手感不如染料印花，还存在释放甲醛等问题，其中，涂料印花粘合剂是涂料印花浆的主要成分、关键品种，用量很大，涂料印花品质的优劣直接受印花粘合剂性能的影响。目前，纺织用涂料粘合剂组成成分中多含有羟甲基丙稀酰胺类的活性基团，在使用的过程中需要经高温焙烘后才能使得织物获得理想的干、湿摩擦牢度。高温焙烘会使染色织物的物理性能受到损伤，另一方面，依靠羟甲基丙稀酰胺类活性基团在高温作用后产生交联以及在服用过程中不可避免地要伴随着甲醛的释放，环境受到污染。最近也有报道可以生产低温无甲醛印花粘合剂，但仍然需要焙烘，只是温度较低(100℃～130℃)，且多数是用环氧氯丙烷类代替N-羟甲基丙稀酰胺类的作为后期焙烘交联用的活性基团。这种改进方法不仅不能从根本上解决高温处理所带来的产品性能上的不利因素，而且还伴随有可吸收有机卤素的污染隐患。

近年来，国内外致力于寻求制备新的粘合剂，其要求具有耐磨、耐水性，较高的拉伸强度和粘合能力，特别要符合环保要求，达到解决涂料印花的手感、牢度和环保多方面的综合平衡目的，因此合成出涂料印花粘合剂，它必须具有的基本特征：1、结膜无色透明，加热不会泛黄，皮膜坚固且弹性好，粘着力强，耐水洗及干洗，耐日晒及老化；2、柔软，手感好，且不发粘；3、印花织物的各项色牢度不低于染料印花标准；4、符合环保要求。传统的外交联或自交联粘合剂往往不能满足以上要求。

互穿聚合物网络结构(Interpenetrating Polymer Network，IPN)，是一种新的复合材料技术，即两种或两种以上的共混聚合物，分子链相互贯穿，并至少有一种聚合物分子链以化学键的方式交联而形成网络结构。IPN不同于简单的共混、嵌段或接枝，由于存在着化学交联点，IPN在任何溶剂中都只能溶胀，不能溶解，IPN也不会发生蠕变和流动，使得IPN具有更好的粘接力。IPN的各种聚合物的Tg(玻璃化转变温度)可以选择的，其中一相有较低的Tg，使得粘合剂具有较好的弹性和柔软性；另一相的Tg较高，用以防止粘合剂发粘。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种使涂料印花，手感好、色牢度高、环保的环保型微乳液互穿网络涂料印花粘合剂及生产方法。

本发明的技术解决方案是：

一种环保型微乳液互穿网络涂料印花粘合剂，其特征是：由下列重量百分比的成分制成：

软单体         20～40％

硬单体         5～15％

功能单体       2～10％

乳化剂         1～3％

引发剂         0.1～0.4％

去离子水       45～60％。

软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或两种混合单体。

硬单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯中的一种或两种混合单体。

功能性单体为丙烯酸环氧丙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、乙烯基七甲基环四硅氧烷中的一种或两种混合单体。

乳化剂是为阴离子型乳化剂或非离子乳化剂。

阴离子型乳化剂为油酸钾、松香酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或烷基萘磺酸钠；非离子乳化剂为Tween60、Tween 65、Tween80、Tween 85、Span40、Span 60、Span 80、平平加A-10、平平加O-25、平平加OS-15、SG-10、LAE-9、OP-20、OE-15、SE-10中的一种或几种混合物。

引发剂是偶氮类引发剂、有机过氧类引发剂或无机过氧类引发剂。

偶氮类引发剂是偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈；有机过氧类引发剂是异丙苯过氧化氢、过氧化二异丙苯或过氧化二苯甲酰；无机过氧类引发剂是过氧化氢、过硫酸胺、过氧化硫酸钾或偏重亚硫酸钠。

一种环保型微乳液互穿网络涂料印花粘合剂的生产方法，其特征是：将软单体、硬单体、功能单体及去离子水中的1/3～2/3重量混合制成预乳液，再加入乳化剂及余下的去离子水，搅拌升温到35℃～45℃，加入预乳液中的1/3～2/3重量，继续加热到50℃～60℃，停止加热，加入引发剂中的1/3～2/3重量，升温至65℃～75℃，滴加剩下的预乳液、引发剂，3～5小时内滴完，保温反应1～3小时，冷却，调节pH值到6.5～7.0；上述各组分的重量百分比为：

软单体             20～40％

硬单体             5～15％

功能单体           2～10％

乳化剂             1～3％

引发剂             0.1～0.4％

去离子水           45～60％。

本发明的有益效果：采用本发明制备的互穿网络结构的涂料印花用环保型粘合剂的乳胶粒子分布均匀，产品质量稳定，利用此类结构的粘合剂进行涂料印花，手感好、色牢度高；在后续加工过程中不释放甲醛，符合环保要求；在合成过程中还添加了一定量的交联单体，使得聚合物大分子在聚合过程中就有一定程度的交联，经过低温焙烘就能成膜，符合当前节约能耗的要求。本发明所述的制备方法工艺流程简短、设备投资小、反应可在较低的温度下进行，不会出现凝胶现象和自动加速现象。

下面结合实施例对本发明将作进一步说明：

具体实施方式：

实施例1：

一种环保型微乳液互穿网络涂料印花粘合剂的制备方法，采用以下工艺步骤：

配方：(均为质量百分比)

丙烯酸丁酯                25％

丙烯酸乙酯                12％

丙烯酸                    7.2％

丙烯腈                    4.3％

八甲基环四硅氧烷          4.2％

平平加OS-15               0.5％

十二烷基硫酸钠            1.2％

过硫酸胺                  0.2％

去离子水                  45.4％

操作过程：将丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、丙烯腈、八甲基环四硅氧烷、1/2的去离子水一起搅拌0.5h，制成预乳液。向反应釜中加入1/2的去离子水、平平加OS-15、十二烷基硫酸钠，混合搅拌10分钟，慢慢升温。当反应釜温度上升到40℃，加入2/3的预乳液，再升温到55℃，停止加热。然后加入2/3的过硫酸胺。升温至70℃，保温20分钟。滴加剩下预乳液、过硫酸胺，3～3.5小时内滴完。滴加结束，保温反应2小时。冷却到45～50℃，加氨水调节PH值6.5～7.0，继续搅拌15分钟，得产品。

实施例2：

一种环保型微乳液互穿网络涂料印花粘合剂的制备方法，采用以下工艺步骤：配方：(均为质量百分比)

丙烯酸丁酯                  20％

丙烯酸异辛酯                8％

丙烯酸甲酯                  5％

丙烯腈                      6.2％

乙烯基七甲基环四硅氧烷      3.3％

Tween 60                    0.6％

烷基萘磺酸钠                1.2％

偏重亚硫酸钠                0.18％

去离子水                    55.52％

操作过程：将丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲酯、丙烯腈、乙烯基七甲基环四硅氧烷、1/3的去离子水一起搅拌0.5h，制成预乳液。向反应釜中加入水2/3的去离子水、Tween 60、烷基萘磺酸钠，混合搅拌10分钟，升温。当反应釜温度上升到35℃，加入1/3的预乳液，再升温到50℃，停止加热。然后加入1/3的偏重亚硫酸钠。升温至65℃，保温20分钟。滴加剩下预乳、偏重亚硫酸钠，4～4.5小时内滴完。滴加结束，保温反应1小时。冷却到45～50℃，加氢氧化钠水溶液调节PH值6.5～7.0，继续搅拌15分钟，得产品。

实施例3：一种环保型微乳液互穿网络涂料印花粘合剂的制备方法，采用以下工艺步骤：

配方：(均为质量百分比)

丙烯酸2-乙基己酯              20％

甲基丙烯酸丁酯                16％

苯乙烯                        7.2％

丙烯腈                        4.3％

甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧      4.2％

基硅烷

OP-20                         0.7％

十二烷基硫酸钠                1.2％

过硫酸胺                      0.2％

去离子水                      46.2％

操作过程：丙烯酸2-乙基己酯甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、1/3的去离子水一起搅拌0.5h，制成预乳液。向反应釜中加入2/3的去离子水、OP-20、十二烷基硫酸钠，混合搅拌10分钟，升温。当反应釜温度上升到45℃，加入1/2预乳液，再升温到60℃，停止加热。然后分别加入1/2的过硫酸胺。升温至75℃，保温20分钟。滴加剩下预乳液、过硫酸胺，3～4小时内滴完。滴加结束，保温反应3小时。冷却到45～50℃，加三乙醇胺水溶液调节PH值6.5～7.0，继续搅拌15分钟，得产品。

实施例4：

一种环保型微乳液互穿网络涂料印花粘合剂的生产方法，将软单体、硬单体、功能单体及去离子水中的1/3～2/3重量混合制成预乳液，再加入乳化剂及余下的去离子水，搅拌升温到35℃～45℃，加入预乳液中的1/3～2/3重量，继续加热到50℃～60℃，停止加热，加入引发剂中的1/3～2/3重量，升温至65℃～75℃，滴加剩下的预乳液、引发剂，3～5小时内滴完，保温反应1～3小时，冷却，调节pH值到6.5～7.0；上述各组分的重量百分比为：

软单体             20～40％(例20％、30％、40％)

硬单体             5～15％(例5％、10％、15％)

功能单体           2～10％(例2％、6％、10％)

乳化剂             1～3％(例1％、2％、3％)

引发剂             0.1～0.4％(例0.1％、0.3％、0.4％)

去离子水           45～60％，(例45％、55％、60％)

上述各组分之和为100％。

软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或两种混合单体。

硬单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯中的一种或两种混合单体。

功能性单体为丙烯酸环氧丙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、乙烯基七甲基环四硅氧烷中的一种或两种混合单体。

乳化剂是为阴离子型乳化剂或非离子乳化剂。

阴离子型乳化剂为油酸钾、松香酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或烷基萘磺酸钠；非离子乳化剂为Tween60、Tween 65、Tween80、Tween 85、Span40、Span 60、Span 80、平平加A-10、平平加O-25、平平加OS-15、SG-10、LAE-9、OP-20、OE-15、SE-10中的一种或几种混合物。

引发剂是偶氮类引发剂、有机过氧类引发剂或无机过氧类引发剂。

偶氮类引发剂是偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈；有机过氧类引发剂是异丙苯过氧化氢、过氧化二异丙苯或过氧化二苯甲酰；无机过氧类引发剂是过氧化氢、过硫酸胺、过氧化硫酸钾或偏重亚硫酸钠。

Claims (1)

1.一种环保型微乳液互穿网络涂料印花粘合剂的生产方法，其特征是：将软单体、硬单体、功能单体及去离子水中的1/3～2/3重量混合制成预乳液，再向反应釜中加入乳化剂及余下的去离子水，搅拌升温到35℃～45℃，加入预乳液中的1/3～2/3重量，继续加热到50℃～60℃，停止加热，加入引发剂中的1/3～2/3重量，升温至65℃～75℃，滴加剩下的预乳液、引发剂，3～5小时内滴完，保温反应1～3小时，冷却，调节pH值到6.5～7.0；上述各组分的重量百分比为：

软单体          20～40％

硬单体          5～15％

功能单体        2～10％

乳化剂          1～3％

引发剂          0.1～0.4％

去离子水        45～60％。