CN102952230B - 一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法，室温下将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N-羟甲基丙烯酰胺、有机硅烷偶联剂、过硫酸铵和蒸馏水高速剪切以配置完成预乳化液引发剂；将乳化剂、丙烯酸类单体和含乙烯基的多羟基单体、溶解有过硫酸铵的蒸馏水，在75-80℃温度下高速剪切15分钟，完成原料溶液的制备；取出部分预乳化液引发剂，滴加到原料溶液中，滴加结束后，继续保温30-60分钟后冷却至室温范围时，用25%的氨水进行调节，当溶液体pH值为7时，完成粘合剂制备。

Description

一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法

技术领域

本发明涉及纺织品印刷粘合剂相关技术领域，特别涉及一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法，用于纺织品涂料印花的低温粘合。 

背景技术

纺织品工业是传统技术行业，人们对于纺织品的需求也从未间断过，随着社会的发展，经济的加速，对于纺织品的要求也越来越高，织物涂料印花由于具有操作方便、适应性好和易于配色等特点，已经在全世界范围内得到广泛应用。但随着合纤工业的发展，各类混纺织物数量的增加，其在织物印花中所占比例将逐年增长。在涂料印花中，颜料是通过粘合剂的作用而在织物上着色，所以，粘合剂直接影响印染质量和印染产品的着色牢度、手感性能。一般来说，牢度性能除与粘合剂本身的性能有关外，还与配制印花色浆的配方及使用的催化剂和焙烘成膜温度有关。 

国外涂料印花粘合剂的发展至今己有四代产品。第一代粘合剂是非交联的高分子成膜共聚物，适宜于低温焙烘(100℃)，如Acramin FWR。这类粘合剂由于刷洗牢度、干摩擦牢度差，很快就被新的产品所替代。 

第二代粘合剂分子中引入了羧基、羟基、胺基等活性基团，在加热及催化作用下能与纤维上的羟基及外加交联剂形成共价交联，所成的膜在耐刷洗和干、湿摩擦性能方面有了较大的提高。到二十世纪六十年代后期，国外开始进入第三代产品的研究和开发，即在组分中加入自交联单体来提高牢度。第二、三代产品均属于高温型，适合于140-150℃焙烘。 

从粘合剂的固化成膜温度来看，常规的粘合剂要求在140-150℃焙烘4-5分钟，属于高温型粘合剂。由于高温焙烘耗能很大，随着低碳、环保、节能减排等趋势进一步深化，低温型粘合剂的开发和应用受到了人们的关注。 

因此又出现了第四代印花粘合剂——低温交联型粘合剂。它的显著特点就是在100℃左右即可交联。国外在发展低温焙烘固型粘合剂方面作了大量的工作。首先是对催化剂进行研究，采用组合催化剂，使其产生倍增效应，从而降低粘合剂的焙烘温度。进而又发展了碱性粘合剂，像AZS化学公司发表的低温焙固印花系统，该系统由一种反应性粘合剂(Seyco Printlok 210)和一种活性催化剂(Azcat A)组成。该反应性粘合剂是全丙烯酸聚合物，而活性催化剂是一种含有多官能活性基团的高效、快速固化剂，二者一起把涂料固定在织物上。但是，低温焙固系统中采用的这些高活性替代品会刺激人体皮肤，甚至会较严重地损害身体健康。针对这一问题，研究者们又提出了紫外线或电子束焙烘技术，它的基本思想是用紫外线代替热量，触发交联反应。但是由于它需要紫外线活性基质才能引发交联，因此离实际的生产应用还有一定的差距。 

目前我国使用的低温粘合剂大多采用外交联方式。其交联途径有如下两种：一是通过外加交联剂与催化剂的共同作用达到低温交联的目的。这类外加交联剂主要是甲醛衍生物，一般交联温度只能降至120℃左右，且牢度不好，使用过量时布会发脆；二是通过外加交联剂本身具有的反应性基团达到低温交联。这类交联剂比较理想的反应性基团如环氮乙烷基、异氰酸酯基-N=C=O和环氧乙烷基等。这些反应性基团能与粘合剂或纤维上的-OH、-NH2等基团发生反应。这些交联剂虽易进行低温交联，但存在着不少问题，如：稳定性差，手感硬，毒性大等。 

发明内容

针对现有涂料印花的低温粘合剂稳定性差、手感硬、毒性大的上述缺陷和 问题，本发明实施例的目的是提供一种稳定性好、毒副作用小、手感更好的涂料印花的低温粘合剂的制备方法。 

为了达到上述目的，本发明实施例提供如下技术方案： 

一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法，包括以下步骤： 

Q1:室温下将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N-羟甲基丙烯酰胺、有机硅烷偶联剂、过硫酸铵和蒸馏水放入高速剪切机中，用10000转/分钟的速率进行高速剪切15分钟，以配置完成预乳化液引发剂，从高速剪切机中取出预乳化液引发剂，并另分出1/3-1/4备用； 

Q2:在高速剪切机中依次加入乳化剂、丙烯酸类单体和含乙烯基的多羟基单体、溶解有过硫酸铵的蒸馏水，在75-80℃温度下，用10000-12000转/分钟的速率进行高速剪切15分钟，完成原料溶液的制备，另分出1/3-1/4备用； 

Q3：取出预乳化液引发剂2/3-3/4的溶液，加入到2/3-3/4的原料溶液中，保持温度在75-80℃之间，控制滴加速度，使滴加时间为0.01-0.02mL/s； 

Q4：滴加结束后，追加剩余1/3-1/4的原料溶液，再次滴加剩余的1/3-1/4的预乳化液引发剂，控制滴加速度，使滴加时间为0.01-0.02mL/s,此时温度仍控制在75-80℃； 

Q5：滴加结束后，继续保温30-60分钟； 

Q6：开始进行冷却，溶液冷却至室温范围时，进行出料，用25%的氨水进行调节，当溶液体pH值为7时，完成粘合剂制备。 

作为上述技术方案的优选，本发明提供一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法，步骤如下： 

Q1:室温下将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N-羟甲基丙烯酰胺、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、过硫酸铵和蒸馏水放入高速剪切机中，用10000转/分钟的速率进行高速剪切15分钟，以配置完成预乳化液引发剂，从高速剪切机中取出 预乳化液引发剂，并另分出1/4备用； 

Q2:在高速剪切机中依次加入聚山梨酯-80、山梨醇酐硬脂酸酯-60、溶解有过硫酸铵的蒸馏水，在75℃温度下，用10000-12000转/分钟的速率进行高速剪切15分钟，完成原料溶液的制备，另分出1/4备用； 

Q3：取出预乳化液引发剂3/4的溶液，加入到3/4的原料溶液中，保持温度在75℃，控制滴加速度，使滴加时间为0.01-0.02mL/s； 

Q4：滴加结束后，追加剩余1/4的原料溶液，再次滴加剩余的1/4的预乳化液引发剂，控制滴加速度，使滴加时间为0.01-0.02mL/s,此时温度仍控制在75℃；Q5：滴加结束后，继续保温30分钟； 

Q6：开始进行冷却，溶液冷却至室温范围时，进行出料，用25%的氨水进行调节，当溶液体pH值为7时，完成粘合剂制备。 

作为上述技术方案的优选，一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法，包括以下步骤： 

Q1:室温下将丙烯酸6g、甲基丙烯酸甲酯5g、N-羟甲基丙烯酰胺0.625g、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷2.5g、25g/L的过硫酸铵溶液1ml和蒸馏水100mL放入高速剪切机中，用10000转/分钟的速率进行高速剪切15分钟，以配置完成预乳化液引发剂，并从高速剪切机中取出预乳化液引发剂； 

Q2:室温下在250mL烧杯中将吐温-80和司班-60各0.5g，蒸馏水100g，过硫酸铵0.25g混合，放入高速剪切机中，用12000转/分钟的速率进行高速剪切15分钟，得到混合好的原料溶液； 

Q3：将上述混合好的原料溶液的2/3加入到装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的三口烧瓶中，升温至75-80℃后，滴加预乳化液引发剂的2/3，并控制滴加速度，使全部单体的滴加时间为2h； 

Q4：滴加结束后，追加剩余1/3的原料溶液，再次滴加剩余的1/4的预乳化液 引发剂，控制滴加速度，使滴加时间为0.01-0.02mL/s,此时温度仍控制在75℃； 

Q5：结束后继续保温1小时； 

Q6：冷却、出料，用25%的氨水调节体系pH值为7，即得粘合剂。 

同时，本发明还提供一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法，包括以下步骤： 

Q1：在室温下，将乳化剂，丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N-羟甲基丙烯酰胺、有机硅烷偶联剂、过硫酸铵、蒸馏水混合，用10000转/分钟的速率，在高速剪切机中剪切15分钟得到预乳化液引发剂； 

Q2：在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的三口烧瓶中加入约预乳化液引发剂一半体积的蒸馏水，以及上述预乳化液的1/4，氮气保护下，搅拌并升温至75℃，搅拌速率设置在300-500转/分钟； 

Q3：滴加剩余3/4的预乳化液引发剂，控制滴加速度，使全部单体的滴加时间为2h，单体滴完后追加过硫酸铵，结束后继续保温1h； 

Q4：冷却至室温，出料，用25%的氨水调节体系pH值为7，即得粘合剂。 

作为上述技术方案的优选，一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法，包括以下步骤： 

Q1：室温下，在250mL烧杯中将吐温-80和司班-60各0.5g，丙烯酸6g，甲基丙烯酸甲酯5g，N-羟甲基丙烯酰胺0.625g，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷2.5g，过硫酸铵0.225g，以及蒸馏水70mL混合，在高速剪切机中，以10000转/分钟的速率剪切15分钟，得到预乳化液； 

Q2：在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的三口烧瓶中加入30mL蒸馏水，以及上述预乳化液的1/4，氮气保护下，500转/分钟的搅拌速率，并升温至75℃； 

Q3：滴加剩余3/4的预乳化液。控制滴加速度，使全部单体的滴加时间为2h。单体滴完后追加25g/L过硫酸铵1mL，结束后继续保温1h； 

Q4：冷却至室温，出料，用25%的氨水调节体系pH值为7，即得粘合剂。 

作为上述技术方案的优选，所述乳化剂为聚山梨酯-80或山梨醇酐硬脂酸酯-60的任意一种或几种组合。 

作为上述技术方案的优选，所述有机硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。 

作为上述技术方案的优选，所述Q1步骤中的过硫酸铵分2次加入，加入的重量比为9:1。 

本发明实施例制备的低温粘合剂，克服了使用传统高温粘合剂涂料工艺带来的高能耗、纤维强力损伤较大等弊端，并且不存在致癌性的甲醛气体释放问题，制备的粘合剂粘度为0.154Pa·S，黏着强度可达1.06×109Pa，用所述的粘合剂在棉织物上涂料印花并经110℃烘干5分钟，湿摩擦牢度达到3.5级，具有较明显的优点。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明实施例的制备流程的步骤示意图。 

图2为本发明实施例的粘合剂粘结木片的应力-应变曲线示意图。 

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

吐温-80（Tween-80），即聚山梨酯-80，为油酸酯，有乳化作用。 

司班-60（Span 60），即山梨醇酐硬脂酸酯，白色或浅黄色蜡状固体，溶于醇类、四氯化碳、甲苯，微溶于液体石蜡，在热水中分散后即成乳状溶液。 

实施例1 

室温下将丙烯酸6g、甲基丙烯酸甲酯5g、N-羟甲基丙烯酰胺0.625g、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷2.5g、25g/L的过硫酸铵溶液1ml和蒸馏水100mL放入高速剪切机中，用10000转/分钟的速率进行高速剪切15分钟，以配置完成预乳化液引发剂，并从高速剪切机中取出预乳化液引发剂； 

室温下在250mL烧杯中将吐温-80和司班-60各0.5g，蒸馏水100g，过硫酸铵0.25g混合，放入高速剪切机中，用12000转/分钟的速率进行高速剪切15分钟，得到混合好的原料溶液； 

将上述混合好的原料溶液的2/3加入到装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的三口烧瓶中，升温至75-80℃后，滴加预乳化液引发剂的2/3，并控制滴加速度，使全部单体的滴加时间为2h； 

滴加结束后，追加剩余1/3的原料溶液，再次滴加剩余的1/4的预乳化液引发剂，控制滴加速度，使滴加时间为0.01-0.02mL/s,此时温度仍控制在75℃； 

结束后继续保温1小时； 

冷却、出料，用25%的氨水调节体系pH值为7，即得粘合剂。 

实施例2 

室温下，在250mL烧杯中将吐温-80和司班-60各0.5g，丙烯酸6g，甲基丙烯酸甲酯5g，N-羟甲基丙烯酰胺0.625g，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷2.5g，过硫酸铵0.225g，以及蒸馏水70mL混合，在高速剪切机中，以10000转/分钟的速率剪切15分钟，得到预乳化液； 

在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的三口烧瓶中加入30mL蒸馏水，以 及上述预乳化液的1/4，氮气保护下，500转/分钟的搅拌速率，并升温至75℃； 

滴加剩余3/4的预乳化液。控制滴加速度，使全部单体的滴加时间为2h。单体滴完后追加25g/L过硫酸铵1mL，结束后继续保温1h； 

冷却至室温，出料，用25%的氨水调节体系pH值为7，即得粘合剂。 

使用时，将粘合剂以1：4冲稀，在离心机上以2000转/分的离心速度离心半小时，无沉淀及分层现象。将粘合剂涂于两片薄木片并采用ISO 6133粘结强力标准测试，强度达0.92MPa,如图2所示，粘合剂粘结木片的应力-应变曲线表，ε-应变（%）；σ-应力，（MPa）。 

用所述的粘合剂在棉织物上涂料印花并经100℃-110℃烘干5分钟，湿摩擦牢度达到3.5级，如下表所示，涂料印花样品在不同焙烘温度下的湿摩擦牢度。 

涂料印花样品在不同焙烘温度下的湿摩擦牢度表 

焙烘温度/℃	100	110	120	140
					湿磨擦牢度/级	3	3-4	3-4	3-4

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。 

Claims (7)

1.一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

Q1:室温下将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N-羟甲基丙烯酰胺、有机硅烷偶联剂、过硫酸铵和蒸馏水放入高速剪切机中，用10000转/分钟的速率进行高速剪切15分钟，以配置完成预乳化液引发剂，从高速剪切机中取出预乳化液引发剂，并另分出1/3-1/4备用；

Q2:在高速剪切机中依次加入乳化剂、丙烯酸类单体和含乙烯基的多羟基单体、溶解有过硫酸铵的蒸馏水，在75-80℃温度下，用10000-12000转/分钟的速率进行高速剪切15分钟，完成原料溶液的制备，另分出1/3-1/4备用；

Q3：取出预乳化液引发剂2/3-3/4的溶液，加入到2/3-3/4的原料溶液中，保持温度在75-80℃之间，控制滴加速度，使滴加时间为0.01-0.02mL/s；

Q4：滴加结束后，追加剩余1/3-1/4的原料溶液，再次滴加剩余的1/3-1/4的预乳化液引发剂，控制滴加速度，使滴加时间为0.01-0.02mL/s,此时温度仍控制在75-80℃；

Q5：滴加结束后，继续保温30-60分钟；

Q6：开始进行冷却，溶液冷却至室温范围时，进行出料，用25％的氨水进行调节，当溶液体pH值为7时，完成粘合剂制备。

2.根据权利要求1所述的一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

Q1:室温下将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N-羟甲基丙烯酰胺、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、过硫酸铵和蒸馏水放入高速剪切机中，用10000转/分钟的速率进行高速剪切15分钟，以配置完成预乳化液引发剂，从高速剪切机中取出预乳化液引发剂，并另分出1/4备用；

Q2:在高速剪切机中依次加入聚山梨酯-80、山梨醇酐硬脂酸酯-60、溶解有过硫酸铵的蒸馏水，在75℃温度下，用10000-12000转/分钟的速率进行高速剪切15分钟，完成原料溶液的制备，另分出1/4备用；

Q3：取出预乳化液引发剂3/4的溶液，加入到3/4的原料溶液中，保持温度在75℃，控制滴加速度，使滴加时间为0.01-0.02mL/s；

Q4：滴加结束后，追加剩余1/4的原料溶液，再次滴加剩余的1/4的预乳化液引发剂，控制滴加速度，使滴加时间为0.01-0.02mL/s,此时温度仍控制在75℃；

Q5：滴加结束后，继续保温30分钟；

Q6：开始进行冷却，溶液冷却至室温范围时，进行出料，用25％的氨水进行调节，当溶液体pH值为7时，完成粘合剂制备。

3.根据权利要求1所述的一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

Q1:室温下将丙烯酸6g、甲基丙烯酸甲酯5g、N-羟甲基丙烯酰胺0.625g、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷2.5g、25g/L的过硫酸铵溶液1ml和蒸馏水100mL放入高速剪切机中，用10000转/分钟的速率进行高速剪切15分钟，以配置完成预乳化液引发剂，并从高速剪切机中取出预乳化液引发剂；

Q2:室温下在250mL烧杯中将吐温-80和司班-60各0.5g，蒸馏水100g，过硫酸铵0.25g混合，放入高速剪切机中，用12000转/分钟的速率进行高速剪切15分钟，得到混合好的原料溶液；

Q3：将上述混合好的原料溶液的2/3加入到装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的三口烧瓶中，升温至75-80℃后，滴加预乳化液引发剂的2/3，并控制滴加速度，使全部单体的滴加时间为2h；

Q4：滴加结束后，追加剩余1/3的原料溶液，再次滴加剩余的1/4的预乳化液引发剂，控制滴加速度，使滴加时间为0.01-0.02mL/s,此时温度仍控制在75℃；

Q5：结束后继续保温1小时；

Q6：冷却、出料，用25％的氨水调节体系pH值为7，即得粘合剂。

4.一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

Q1：室温下，在250mL烧杯中将吐温-80和司班-60各0.5g，丙烯酸6g，甲基丙烯酸甲酯5g，N-羟甲基丙烯酰胺0.625g，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷2.5g，过硫酸铵0.225g，以及蒸馏水70mL混合，在高速剪切机中，以10000转/分钟的速率剪切15分钟，得到预乳化液；

Q2：在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的三口烧瓶中加入30mL蒸馏水，以及上述预乳化液的1/4，氮气保护下，500转/分钟的搅拌速率，并升温至75℃；

Q3：滴加剩余3/4的预乳化液，控制滴加速度，使全部单体的滴加时间为2h，单体滴完后追加25g/L过硫酸铵1mL，结束后继续保温1h；

Q4：冷却至室温，出料，用25％的氨水调节体系pH值为7，即得粘合剂。

5.根据权利要求1或4所述的一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为聚山梨酯-80或山梨醇酐硬脂酸酯-60的任意一种或几种组合。

6.根据权利要求1或4所述的一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法，其特征在于，所述有机硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。

7.根据权利要求1或4所述的一种涂料印花的低温粘合剂的制备方法，其特征在于，所述Q1步骤中的过硫酸铵分2次加入，加入的重量比为9:1。