一种无甲醛涂料印花遮盖白浆及其制备方法和应用
一、发明领域
本发明涉及一种无甲醛涂料印花遮盖白浆及其制备方法和应用,更特别的是涉及一种遮盖力强、无甲醛、不堵网、不反沾、牢度优良、可用合成增稠剂增稠、存放稳定的低碳环保型涂料印花遮盖白浆及其制备方法和应用。
二、背景技术
涂料印花由于具有工序简单、节约能源、无废水排放、拼色仿样方便、色泽鲜艳、色谱齐全、印花轮廓清晰、正品率高、重演性好、日晒牢度好、不需蒸化和湿处理、不需水洗,还可以做仿防拔染印花的罩印及多种特殊印花,以及与其他染料进行共同印花,同时还不受纤维性质的影响,可在不同纤维混纺或交织织物上印花等优点。并且涂料印花工艺是一个节能、降耗、减排效果特别优良的“节能减排”工艺,其中可节约用水50%左右,节能30%左右,减排90%(与普通染料印花相比)。因而国内外涂料印花的比重不断增加。
涂料印花遮盖白浆是为了满足织物拔白或防白的需要而研究的,即在底色织物上直接印上遮盖白即可达到拔白或防白的效果,而在遮盖白浆中加入一定量的有色涂料还可代替防拔染印花。从而大大简化织物防拔染印花的工序,使多纤维混纺织物的防拔染印花可以通过简单的涂料印花方式实现。因此涂料印花遮盖白浆是一种低碳纺织助剂。
对于遮盖白浆国外自80年代开始即有生产,如日本、德国、英国、意大利等,特别是日本和意大利生产的遮盖白浆的遮盖效果较好,国内从80年代便开始进口意大利生产的45#白等遮盖白浆,近年来国内也有一些产品生产,比较有代表性的产品有:上海美加灵油墨厂生产的M90遮盖白,上海泗联实业总公司生产的遮盖白SLN-1以及广东生产的涂料遮盖白8404等。但总体来说研究的并不多,生产的产品主要存在以下缺点:
(1)含甲醛。当其用于织物印花时便有甲醛溢出的危险。众所周知,甲醛对皮肤和身体健康均有不利作用,易引起皮肤癌,因而许多国家对布面游离甲醛的含量均有严格的限制,我国也制定了相应的法规:《纺织品基本安全技术规范》GB18401-2003中对纺织品甲醛含量也做了很严格的要求。因此甲醛问题不仅仅是关系到纺织品是否能出口的问题,更是直接关系到其是否能上柜销售的大问题。
(2)结膜速度快,易堵网。
(3)不能用合成增稠剂增稠。我们知道在遮盖白浆实际应用时,人们为了节约成本,并不是使用100%的遮盖白浆直接印花,而是常常根据客户需要,将遮盖白浆进行一定的稀释后再印花,这样便存在加水稀释后,色浆粘度下降不能满足印花的需求,从而需加入合成增稠剂或A帮浆进行增稠。而市售的遮盖白浆大都存在不能用合成增稠剂增稠的问题,否则易造成色浆凝胶而报废,因而常常使用A帮浆进行增稠,A帮浆是航空煤油乳化而成,在其使用过程中航空煤油将溢出,不仅成本高,而且造成空气污染。
(4)遮盖性差、牢度差、产品存放稳定性差。
现有技术中的遮盖白浆存在不能用PTF增稠的缺点,只能用A帮浆增稠,从而造成在使用时不仅不方便,而且还会带来众所周知的环保问题。
三、发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的之一是提供一种无甲醛涂料印花遮盖白浆。
本发明的目的之二是提供一种无甲醛涂料印花遮盖白浆的制备方法。
本发明的目的之三是提供一种无甲醛涂料印花遮盖白浆的应用。
本发明的这些以及其他目的将通过下列详细说明和描述来进一步阐述。
本发明的无甲醛涂料印花遮盖白浆,包括遮盖白浆专用粘合剂、高效螯合分散稳定剂、抗凝胶剂、锐钛型钛白粉和金红石型钛白粉,其各组成的质量百分比为:
进一步的,本发明的无甲醛涂料印花遮盖白浆,各组成的质量百分比为:
较好的,本发明的无甲醛涂料印花遮盖白浆,其各组成的质量百分比为:
在本发明的无甲醛涂料印花遮盖白浆,其中所述的抗凝胶剂由如下质量百分比的原料组成:
进一步的,本发明的无甲醛涂料印花遮盖白浆,其中所述的抗凝胶剂由如下质量百分比的原料组成:
较好的,本发明的无甲醛涂料印花遮盖白浆,其中所述的抗凝胶剂由如下质量百分比的原料组成:
本发明的无甲醛涂料印花遮盖白浆可以按照以下方法制备而成,包括如下步骤:
A、首先制备抗凝胶剂:
在500ml四口烧瓶中加入规定量的衣康酸、甲基丙烯磺酸钠、丙烯磺酸钠、部分去离子水、部分丙烯酸和部分甲基丙烯酸,升温至50-70℃,保温30-60分钟以使原料充分溶解,加入亚硫酸氢钠以及部分过硫酸钾水溶液,反应物自然升温至70-90℃,维持80-90℃,缓慢分别滴加剩余过硫酸钾水溶液以及剩余丙烯酸、甲基丙烯酸和水的混合物,滴加完后将反应物升温到80-100℃反应2-4小时;反应完成后降温至40℃以下,用30%的氢氧化钠水溶液将反应物的pH值调至6-7后过滤即得抗凝胶剂;
B、按ZL 200610081238.7所述的方法制备遮盖白浆专用粘合剂;
C、按ZL 200610127989.8所述的方法制备螯合分散剂;
D、将上述所得遮盖白浆专用粘合剂、螯合分散剂、抗凝胶剂与锐钛型和金红石型钛白粉、乳化剂、保湿剂以及增白剂按所述比例混匀后先经高速乳化,再经三辊机研磨,均质机均质,得到一种细度细、质地均匀的白色细腻膏状遮盖白浆产品,所得粒子的粒径≤1μm。
本发明通过厂商应用证明具有以下特点:可在棉、麻、丝绸、涤纶及腈纶各类纤维及其混纺或交织物的有色或白色织物上的罩印白色花纹。该产品具有遮盖力强、色牢度好、不堵网、可用合成增稠剂增稠等优点,还可加入适量的色涂料用作有色织物上的各种彩色罩印印花。
本发明所采用的粘合剂用于把对纤维无亲和力的不溶性的颜料:钛白粉粘着于织物上,它的好坏直接影响遮盖白浆的弹性、牢度、网印性以及手感等性能。因此要求所加入的粘合剂具有牢度好、不堵网、弹性好、透明性好、不泛黄、手感柔软、不含甲醛等优良性能。为了达到所需性能,本发明采用的遮盖白浆专用粘合剂是采用本发明人的专利ZL200610081238.7中所述的方法制备而成。
同时本发明还采用本发明人的发明专利:ZL200610127989.8中所述的方法制备所述螯合分散剂,该螯合分散剂具有很强的螯合分散能力,将其加入遮盖白浆中后可螯合其中的铁、锰等金属离子,从而避免这些金属离子印制到织物上时引起织物泛黄等缺陷,同时还对各组分有良好的分散作用,可避免钛白粉的团聚,从而使得所制备的遮盖白浆具有很好的遮盖性和良好的白度。
采用本发明所述的方法制备的特殊的抗凝胶剂,将该抗凝胶剂加入后制得的涂料印花遮盖白浆可以用合成增稠剂增稠。
本发明所采用的钛白粉为锐钛型钛白粉和金红石型钛白粉。
本发明所采用高效乳化剂为本领域常规的乳化剂,例如可选择阿拉伯胶、烷基苯磺酸钠或非离子型乳化剂。
本发明所采用的保湿剂为本领域常用的保湿剂,例如可选择丙三醇。
本发明所采用的增白剂为本领域常用的增白剂,例如可选择DZB-1或钛白粉。
本发明所采用消泡剂为本领域常用的消泡剂,例如可选择磷酸三丁酯。
本发明所采用的柔软剂为本领域常用的柔软剂,例如可选择烷基酚环氧化碳氢化合物。
通过本发明的方法制得的遮盖白浆可通过下面的测试方法检测产品的各项性能。
(1)遮盖白浆牢度的测定:将遮盖白浆对涤/棉(80/)织物进行手工台板印花,印花后按照GB/T420-2009《纺织品色牢度试验颜料印染纺织品耐刷洗色牢度》测试印花织物的耐刷洗牢度。
(2)遮盖白浆遮盖力的测定:按GB/T1726-79测定,数据越大说明要遮盖单位面积的黑格所需的遮盖白浆越多,因此其遮盖力越差。
(3)遮盖白浆白度的测定:将各种遮盖白浆直接印于涤棉或纯棉织物上,然后用配色仪SCT电脑测色系统测量遮盖白部分的白度,白度值越大,白度越好。
(4)遮盖白浆粒度及其分布的测定:将遮盖白浆稀释成0.5‰的水溶液,然后经英国马尔文公司Zatastzer Nano S90型纳米粒度及Zeta电位分析仪测定本发明所研制的遮盖白浆的粒度及粒度分布。
(5)遮盖白浆结膜速度的测定:将样品置于自制的测量仪器中,观察其结膜的快慢,记下开始结膜的时间,然后根据结膜时间比较结膜速度。(测量遮盖白浆结膜速度的仪器:在厚玻璃板上,用双组份胶均匀地将四个盖玻片平整地粘于玻璃板上,中间留出一个空心的正方形,该正方形的大小与盖玻片的大小大致形同)。结膜时间越小,说明结膜速度快,越容易堵网。
(6)遮盖白浆流变性的测定:将遮盖白浆送四川大学高分子研究所用进口的熔体流变仪测量其流变性。
(7)遮盖白浆的含固量测定:用预先于100-105℃干燥至恒重的称量瓶称取约2克左右的试样(精确至0.0001),置于100-105℃的电热恒温干燥箱中,烘至恒重,然后移至玻璃干燥器中,冷却30分钟后准确称量。则其含固量为:
含固量=m1/m2×100%
其中:m1-干燥后试样的质量,克
m2-干燥前试样的质量,克
(8)无火油增稠性:将遮盖白浆加入一定量的水稀释,然后用合成增稠剂对其进行增稠,观察其相溶性及增稠性。
(9)手搓牢度的测定:在实际应用过程中,应用厂商常常采用下述方法测定遮盖白浆的手搓牢度来测定其牢度。这种方法更简便、更直接、也更快速。
取印花布样50×200mm先用水打湿,然后放上少量洗衣粉,用手沿横纹方向进行搓洗100次,观察花纹及脱落程度,以级表示。Ⅰ级,有严重裂纹及脱落;Ⅱ级,有裂纹及脱落;Ⅲ级,有少许裂纹及脱落;Ⅳ级,无裂纹无脱落。
通过上述方法测试本发明产品的技术指标如下:
外观:白色极细腻膏状物
PH值:7.0~8.0
离子型:阴离子
固含量:≥60%
粒度:≤1μm
白度:86~95
遮盖力:50~80(g/m2)
色牢度:达到国标
手搓牢度:Ⅲ-Ⅳ级
结膜速度:≥15,(20℃)
焙烘条件:140~160℃*2~3min
PTF相溶性:相溶性良好。
本发明制备的无甲醛涂料印花遮盖白浆在印染中的应用工艺方法如下:
白色罩印 彩色罩印
①原浆:遮盖白100% 遮盖白90~99%
②稀释:遮盖白40~99% 色涂料1~10%
合成增稠剂浆或A浆1~60%
③可作为普通白涂料使用
焙烘条件:140~160℃焙烘2~3分钟。
应用工艺流程:
织物→遮盖白浆印花→80~130℃烘干→140~160℃焙烘2~3分钟。
在本发明中使用的所有原材料和添加剂等均是常规使用的,可以从市场购得。在本发明中,如非特指,所有的量、百分比、份均为重量单位。
下面结合实施例对本发明进行具体的描述。由技术常识可知,本发明可以通过其他的不脱离其精神实质或必要特征的的实施方案来实现。因此,下列实施方案,就各方面而言,都只是举例说明,并不是仅有的。所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包含。
四、具体实施方式:
(一)制备本发明的抗凝胶剂:
实施例1:
在500ml四口烧瓶中加入4.2克衣康酸、0.2克甲基丙烯磺酸钠、0.3克丙烯磺酸钠、35克去离子水、10克丙烯酸和3克甲基丙烯酸,升温至50-70℃,保温30-60分钟以使原料充分溶解,加入0.2克亚硫酸氢钠以及0.05克过硫酸钾水溶液,反应物自然升温至70-90℃,维持80-90℃,缓慢分别滴加0.05克过硫酸钾水溶液以及10克丙烯酸、2克甲基丙烯酸和35克去离子水的混合物,滴加完后将反应物升温到80-100℃反应2-4小时;反应完成后降温至40℃以下,用30%的氢氧化钠水溶液将反应物的pH值调至6-7后过滤即得抗凝胶剂。
实施例2:
在500ml四口烧瓶中加入8克衣康酸、1克甲基丙烯磺酸钠、0.2克丙烯磺酸钠、35克去离子水、7.1克丙烯酸和3克甲基丙烯酸,升温至50-70℃,保温30-60分钟以使原料充分溶解,加入0.4克亚硫酸氢钠以及0.1克过硫酸钾水溶液,反应物自然升温至70-90℃,维持80-90℃,缓慢分别滴加0.1克过硫酸钾水溶液以及7.1克丙烯酸、3克甲基丙烯酸和35克去离子水的混合物,滴加完后将反应物升温到80-100℃反应2-4小时;反应完成后降温至40℃以下,用35%的氢氧化钠水溶液将反应物的pH值调至6-7后过滤即得抗凝胶剂。
实施例3:
在500ml四口烧瓶中加入7克衣康酸、2克甲基丙烯磺酸钠、1克丙烯磺酸钠、35克去离子水、5克丙烯酸和4克甲基丙烯酸,升温至50-70℃,保温30-60分钟以使原料充分溶解,加入0.6克亚硫酸氢钠以及0.15克过硫酸钾水溶液,反应物自然升温至70-90℃,维持80-90℃,缓慢分别滴加0.15克过硫酸钾水溶液以及6.1克丙烯酸、4克甲基丙烯酸和35克去离子水的混合物,滴加完后将反应物升温到80-100℃反应2-4小时;反应完成后降温至40℃以下,用35%的氢氧化钠水溶液将反应物的pH值调至6-7后过滤即得抗凝胶剂。
实施例4:
在500ml四口烧瓶中加入2克衣康酸、1.5克甲基丙烯磺酸钠、2克丙烯磺酸钠、35克去离子水、10克丙烯酸和5克甲基丙烯酸,升温至50-70℃,保温30-60分钟以使原料充分溶解,加入0.8克亚硫酸氢钠以及0.2克过硫酸钾水溶液,反应物自然升温至70-90℃,维持80-90℃,缓慢分别滴加0.2克过硫酸钾水溶液以及3.3克丙烯酸、5克甲基丙烯酸和35克去离子水的混合物,滴加完后将反应物升温到80-100℃反应2-4小时;反应完成后降温至40℃以下,用30%的氢氧化钠水溶液将反应物的pH值调至6-7后过滤即得抗凝胶剂。
实施例5:
在500ml四口烧瓶中加入5.22克衣康酸、1.8克甲基丙烯磺酸钠、1.5克丙烯磺酸钠、35克去离子水、5克丙烯酸和5克甲基丙烯酸,升温至50-70℃,保温30-60分钟以使原料充分溶解,加入1.0克亚硫酸氢钠以及0.25克过硫酸钾水溶液,反应物自然升温至70-90℃,维持80-90℃,缓慢分别滴加0.25克过硫酸钾水溶液以及5克丙烯酸、5克甲基丙烯酸和35克去离子水的混合物,滴加完后将反应物升温到80-100℃反应2-4小时;反应完成后降温至40℃以下,用30%的氢氧化钠水溶液将反应物的pH值调至6-7后过滤即得抗凝胶剂。
(二)制备本发明的无甲醛涂料印花遮盖白浆
实施例6
1、按ZL 200610081238.7所述的方法制备遮盖白浆专用粘合剂;
2、按ZL 200610127989.8所述的方法制备螯合分散剂;
3、将根据步骤1制备的遮盖白浆专用粘合剂25重量%、步骤2制备的高效螯合分散稳定剂8重量%、根据实施例1-5之一制备的抗凝胶剂3重量%、锐钛型钛白粉25重量%、金红石型钛白粉15重量%、乳化剂5重量%、增白剂1重量%以及18重量%的水混匀后先经高速乳化机乳化,再经三辊机研磨,均质机均质,得到本发明的高细度、质地均匀的白色细腻膏状遮盖白浆产品,所得粒子的粒径≤1μm。
实施例7
1、按ZL 200610081238.7所述的方法制备遮盖白浆专用粘合剂;
2、按ZL 200610127989.8所述的方法制备螯合分散剂;
3、将根据步骤1制备的遮盖白浆专用粘合剂30重量%、步骤2制备的高效螯合分散稳定剂6重量%、根据实施例1-5之一制备的抗凝胶剂4重量%、锐钛型钛白粉30重量%、金红石型钛白粉10重量%、乳化剂7重量%、保湿剂1重量%、增白剂3重量%、消泡剂1重量%、柔软剂2重量%以及6重量%的水混匀后先经高速乳化机乳化,再经三辊机研磨,均质机均质,得到本发明的高细度、质地均匀的白色细腻膏状遮盖白浆产品,所得粒子的粒径≤1μm。
实施例8
1、按ZL 200610081238.7所述的方法制备遮盖白浆专用粘合剂;
2、按ZL 200610127989.8所述的方法制备螯合分散剂;
3、将根据步骤1制备的遮盖白浆专用粘合剂35重量%、步骤2制备的高效螯合分散稳定剂5重量%、根据实施例1-5之一制备的抗凝胶剂5重量%、锐钛型钛白粉35重量%、金红石型钛白粉10重量%、乳化剂5重量%、保湿剂2重量%、增白剂1重量%、消泡剂2重量%混匀后先经高速乳化机乳化,再经三辊机研磨,均质机均质,得到本发明的高细度、质地均匀的白色细腻膏状遮盖白浆产品,所得粒子的粒径≤1μm。
实施例9
1、按ZL 200610081238.7所述的方法制备遮盖白浆专用粘合剂;
2、按ZL 200610127989.8所述的方法制备螯合分散剂;
3、将根据步骤1制备的遮盖白浆专用粘合剂40重量%、步骤2制备的高效螯合分散稳定剂5重量%、根据实施例1-5之一制备的抗凝胶剂3重量%、锐钛型钛白粉35重量%、金红石型钛白粉5重量%、乳化剂5重量%、保湿剂2重量%、增白剂1重量%、消泡剂2重量%、柔软剂2重量%混匀后先经高速乳化机乳化,再经三辊机研磨,均质机均质,得到本发明的高细度、质地均匀的白色细腻膏状遮盖白浆产品,所得粒子的粒径≤1μm。
实施例10
1、按ZL 200610081238.7所述的方法制备遮盖白浆专用粘合剂;
2、按ZL 200610127989.8所述的方法制备螯合分散剂;
3、将根据步骤1制备的遮盖白浆专用粘合剂45重量%、步骤2制备的高效螯合分散稳定剂6重量%、根据实施例1-5之一制备的抗凝胶剂4重量%、锐钛型钛白粉30重量%、金红石型钛白粉8重量%、乳化剂6重量%、消泡剂1重量%混匀后先经高速乳化机乳化,再经三辊机研磨,均质机均质,得到本发明的高细度、质地均匀的白色细腻膏状遮盖白浆产品,所得粒子的粒径≤1μm。
实施例11
1、按ZL 200610081238.7所述的方法制备遮盖白浆专用粘合剂;
2、按ZL 200610127989.8所述的方法制备螯合分散剂;
3、将根据步骤1制备的遮盖白浆专用粘合剂30重量%、步骤2制备的高效螯合分散稳定剂7重量%、根据实施例1-5之一制备的抗凝胶剂3重量%、锐钛型钛白粉25重量%、金红石型钛白粉10重量%、乳化剂8重量%、保湿剂1重量%、增白剂2重量%、消泡剂1重量%、柔软剂5重量%以及8重量%的水混匀后先经高速乳化机乳化,再经三辊机研磨,均质机均质,得到本发明的高细度、质地均匀的白色细腻膏状遮盖白浆产品,所得粒子的粒径≤1μm。
实施例12
1、按ZL 200610081238.7所述的方法制备遮盖白浆专用粘合剂;
2、按ZL 200610127989.8所述的方法制备螯合分散剂;
3、将根据步骤1制备的遮盖白浆专用粘合剂30重量%、步骤2制备的高效螯合分散稳定剂5重量%、根据实施例1-5之一制备的抗凝胶剂5重量%、锐钛型钛白粉40重量%、金红石型钛白粉6重量%、乳化剂5重量%、保湿剂3重量%、增白剂1重量%、柔软剂3重量%以及2重量%的水混匀后先经高速乳化机乳化,再经三辊机研磨,均质机均质,得到本发明的高细度、质地均匀的白色细腻膏状遮盖白浆产品,所得粒子的粒径≤1μm。
实施例13
1、按ZL 200610081238.7所述的方法制备遮盖白浆专用粘合剂;
2、按ZL 200610127989.8所述的方法制备螯合分散剂;
3、将根据步骤1制备的遮盖白浆专用粘合剂30重量%、步骤2制备的高效螯合分散稳定剂5重量%、根据实施例1-5之一制备的抗凝胶剂3重量%、锐钛型钛白粉45重量%、金红石型钛白粉5重量%、乳化剂5重量%、保湿剂1重量%、增白剂1重量%、消泡剂1重量%、柔软剂4重量%混匀后先经高速乳化机乳化,再经三辊机研磨,均质机均质,得到本发明的高细度、质地均匀的白色细腻膏状遮盖白浆产品,所得粒子的粒径≤1μm。
实施例14
1、按ZL 200610081238.7所述的方法制备遮盖白浆专用粘合剂;
2、按ZL 200610127989.8所述的方法制备螯合分散剂;
3、将根据步骤1制备的遮盖白浆专用粘合剂35重量%、步骤2制备的高效螯合分散稳定剂10重量%、根据实施例1-5之一制备的抗凝胶剂3重量%、锐钛型钛白粉30重量%、金红石型钛白粉8重量%、乳化剂10重量%、保湿剂2重量%、增白剂1重量%、消泡剂1重量%混匀后先经高速乳化机乳化,再经三辊机研磨,均质机均质,得到本发明的高细度、质地均匀的白色细腻膏状遮盖白浆产品,所得粒子的粒径≤1μm。