CN103965395B - 改性丙烯酸酯发泡涂层乳液及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明改性丙烯酸酯发泡涂层乳液及制备方法，原料重量比：异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯(40)醚11-11.5，十二烷基硫酸钠1-1.3,丙烯酰胺3.5-3.8，β－丙烯酰氧基丙酸7-7.3,甲基丙烯酸羟乙酯0.4-0.6,甲基丙烯酸异氰基乙酯1.5-1.7，丙烯酸乙酯98-110,丙烯酸丁酯94-105，甲基丙烯酸甲酯18-21，苯乙烯18-20，过硫酸铵2-2.2，亚硫酸氢钠1-1.1，去离子水275-312，经种子乳液聚合后形成聚合乳液。其特别适用于棉、涤棉以及涤纶织物发泡涂层整理，手感柔软、弹性好，透气、耐寒、牢度优。

Description

改性丙烯酸酯发泡涂层乳液及制备方法

技术领域

本发明涉及的是一种纺织品用发泡涂层乳液及其制备方法，其为一种聚氨酯改性丙烯酸酯类聚合物的乳液。其特别适用于棉、涤棉以及涤纶织物的发泡涂层整理。

背景技术

发泡涂层是一种纺织品用后整理技术，经过泡沫涂层整理的织物即防水，又透气、透湿，并且改善织物手感。也可在发泡涂层乳液中添加阻燃剂、防污处理剂、紫外吸收剂、抗静电剂等使用，达到阻燃、防污、防紫外、抗静电等性能。而且发泡涂层具有可节省染化药剂、节能、降低加工成本的优点。

进入21世纪以来，随着能源紧张和水资源缺乏，人们的环保意识大大增强，加之国家大力推行节能减排技术，印染企业也在努力降低生产成本、减少能源消耗和废水排放。因而发泡整理这种高效节能的染整加工技术受到人们重视和青睐，发泡涂层产品的需求量也在不断提高，对发泡涂层产品的质量要求也越来越严格。特别是对发泡涂层产品的柔软性，弹性，耐寒性，牢度等方面的要求越来越高。

丙烯酸酯树脂做为发泡涂层胶使用具有耐候、耐污染，耐酸、耐碱、透明性好等性能，且生产成本低，但是丙烯酸酯树脂做为发泡涂层胶使用在弹性和牢度方面还不是很理想，而且还存在着低温易变脆、高温易变粘等缺点，影响了其装饰效果和使用价值。

聚氨酯树脂具有耐溶剂性、耐磨性、耐划伤性、柔韧性和弹性，但其生产成本较高，限制其广泛使用。

而对于聚氨酯树脂和丙烯酸酯树脂直接混合得到的物理共混体系来说，往往存在两种组分相容性差、分布不均匀、乳液成膜后不透明等问题。这样的把聚氨酯树脂和丙烯酸酯树脂简单的物理混合得到的共混体系难以达到人们对于发泡涂层产品高品质的需求。

专利公开号为CN101498105A,名称为《纺织品用水性发泡阻燃涂层胶及其制备方法》，介绍的是以水性聚氨酯乳液和水性丙烯酸酯乳液组成的水性基体乳液，再填加增稠剂，阻燃剂，发泡剂，稳泡剂，手感剂，防沉剂等，组成发泡阻燃涂层胶。该发明仅说明了水性基体乳液是由水性聚氨酯乳液和水性丙烯酸酯乳液进行简单的物理混合，未涉及到聚氨酯改性丙烯酸酯发泡涂层乳液的合成技术。

而其它有关发泡涂层胶的相关技术文献资料，对采用聚氨酯改性丙烯酸发泡涂层乳液的合成技术未见有公开。

发明内容

本发明的目的是提供一种手感柔软、弹性好，透气、耐寒、牢度优的发泡涂层乳液及其制备方法，其特别适用于棉、涤棉以及涤纶织物的发泡涂层整理。

本发明改性丙烯酸酯发泡涂层乳液，是由下列原料经种子乳液聚合后形成的聚合物乳液。

原料重量比为：异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯(40)醚11-11.5，十二烷基硫酸钠1-1.3,丙烯酰胺3.5-3.8，β－丙烯酰氧基丙酸7-7.3,甲基丙烯酸羟乙酯0.4-0.6,甲基丙烯酸异氰基乙酯（CAS号：30674-80-7）1.5-1.7，丙烯酸乙酯98-110,丙烯酸丁酯94-105，甲基丙烯酸甲酯18-21，苯乙烯18-20，过硫酸铵2-2.2，亚硫酸氢钠1-1.1，去离子水275-312，经种子乳液聚合后形成聚合乳液；

技术指标：

外观：白色乳液

固含量：45±1%

pH值：7-8

离子性：阴。

本发明改性丙烯酸酯发泡涂层乳液的制备方法(原料重量配比）：

1、将去离子水133-170、十二烷基硫酸钠1-1.3、异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯（40）醚11-11.5加入到预乳釜中，充分搅拌溶解；再将丙烯酰胺3.5-3.8、β－丙烯酰氧基丙酸7-7.3、甲基丙烯酸羟乙酯0.4-0.6、丙烯酸乙酯98-110、丙烯酸丁酯94-105、甲基丙烯酸甲酯18-21、苯乙烯18-20加入到预乳釜中，充分搅拌乳化，得预乳液；

2、将过硫酸铵2-2.2和去离子水16混合，得过硫酸铵水溶液，待用；

3、将亚硫酸氢钠1-1.1和去离子水16混合，得亚硫酸氢钠水溶液，待用；

4、在反应釜中加入去离子水110和5%重量的预乳液，升温至50-55℃，再加入过硫酸铵水溶液5和亚硫酸氢钠水溶液5，引发反应；当乳液出现蓝光时，同时滴加70%重量的预乳液、过硫酸铵水溶液8和亚硫酸氢钠水溶液7，在2-2.5小时滴加完毕，反应过程中温度控制在60-65℃；

5、将甲基丙烯酸异氰基乙酯1.5-1.7，加入到预乳釜中同剩余的预乳液搅拌均匀；步骤4之后同时滴加该预乳液、剩余的过硫酸铵水溶液和剩余的亚硫酸氢钠水溶液，在0.5-1小时滴加完毕，反应过程中温度控制在60-65℃；

6、预乳液和引发剂全部滴加完毕后，在60-65℃保温1-2小时，再降温到30-40℃，用三乙胺中和，pH值调到7-8，再用去离子水将乳液的固含量调到45±1%，得改性丙烯酸酯发泡涂层乳液。

本发明改性丙烯酸酯发泡涂层乳液选用丙烯酸丁酯，丙烯酸乙酯提高聚合物成膜后的耐寒性、柔软性和弹性；选用甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯，增强了共聚物的内聚力，提高了聚合物成膜的韧性和耐磨性。

β－丙烯酰氧基丙酸具有较长的侧羧酸链，给予了聚合物良好的挠曲性，促使聚合物和基布间产生更有效的相互作用，从而增强粘结力和剥离强度。而且β－丙烯酰氧基丙酸和配方中的羟基、异氰酸酯官能团能够发生交联反应，进一步增强了聚合物的粘结力。

甲基丙烯酸异氰基乙酯通过不饱和双键能够接到丙烯酸酯主链上，并且又可以同配方中的交联基团羟基、酰胺基发生反应，因而甲基丙烯酸异氰基乙酯和丙烯酸酯能更好的相容,提高了两者的综合性能。同时甲基丙烯酸异氰基乙酯同交联基团的反应，使聚合物对织物的附着力得到进一步提升，并且甲基丙烯酸异氰基乙酯的应用也提高了聚合物成膜后的弹性，使手感更加活泼。

在聚合反应过程中为了避免异氰酸酯基团因水解而导致损耗，所以将甲基丙烯酸异氰基乙酯放在聚合反应后期加入。这样不仅可以避免异氰酸酯基团的损耗，而且也能同配方中的交联基团发生反应，从而可以使聚氨酯和丙烯酸酯这两种组分能够更好的相容，并且相分离低，乳胶膜也兼具了二者的优点。

异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯（40）醚和十二烷基硫酸钠不仅是作为一种乳化剂，还起到发泡剂的作用，利用高速电动搅拌机发泡，能够形成稳定、均匀的泡沫，因而使聚合物成膜后透气性好，同时也提高了聚合物成膜的弹性。

本发明的聚合温度在60-65℃，在此温度下进行聚合反应，使聚合乳液的分子量变大，乳液粒子的粒径变大，从而进一步提高了成膜物质的抗撕裂强度和平滑度。

具体实施方式

实施例1：

原料重量配比为：异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯（40）醚11克，十二烷基硫酸钠1克,丙烯酰胺3.5克，β－丙烯酰氧基丙酸7克,甲基丙烯酸羟乙酯0.4克,甲基丙烯酸异氰基乙酯1.5克，丙烯酸乙酯98克,丙烯酸丁酯94克，甲基丙烯酸甲酯18克，苯乙烯18克，过硫酸铵2克，亚硫酸氢钠1克，去离子水275克。

制备方法：

1、将去离子水133克，十二烷基硫酸钠1克，异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯（40）醚11克，加入到预乳釜中，充分搅拌溶解；再将丙烯酰胺3.5克，β－丙烯酰氧基丙酸7克，甲基丙烯酸羟乙酯0.4克，丙烯酸乙酯98克，丙烯酸丁酯94克，甲基丙烯酸甲酯18克，苯乙烯18克也都加入到预乳釜中，充分搅拌乳化，得预乳液；

2、将过硫酸铵2克和去离子水16克混合，得过硫酸铵水溶液，待用；

3、将亚硫酸氢钠1克和去离子水16克混合，得亚硫酸氢钠水溶液，待用；

4、在反应釜中加入110克去离子水和5%重量的预乳液，升温至50-55℃，再加入过硫酸铵水溶液5克和亚硫酸氢钠水溶液5克，引发反应。当乳液出现蓝光，同时滴加70%重量的预乳液，过硫酸铵水溶液8克和亚硫酸氢钠水溶液7克，在2-2.5小时滴加完毕，反应过程中温度控制在60-65℃；

5、将甲基丙烯酸异氰基乙酯1.5克，加入到预乳釜中同剩余的预乳液搅拌均匀，在步骤4之后同时滴加该预乳液、剩余的过硫酸铵水溶液和剩余的亚硫酸氢钠水溶液，在0.5-1小时滴加完毕，反应过程中温度控制在60-65℃；

6、预乳液和引发剂全部滴加完毕，温度在60-65℃保持1.5小时，再降温到30-40℃，用三乙胺中和，pH值调到7-8，用去离子水将乳液的固含量调到45±1%，得改性丙烯酸酯发泡涂层乳液。

实施例2：

原料重量配比为：异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯（40）醚11.1克，十二烷基硫酸钠1.1克,丙烯酰胺3.6克，β－丙烯酰氧基丙酸7.1克,甲基丙烯酸羟乙酯0.45克,甲基丙烯酸异氰基乙酯1.55克，丙烯酸乙酯102克,丙烯酸丁酯98克，甲基丙烯酸甲酯19克，苯乙烯19克，过硫酸铵2.06克，亚硫酸氢钠1.03克，去离子水287克。其中预乳釜使用去离水为145克，生产工艺过程同实施例1.

实施例3：

原料重量配比为：异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯（40）醚11.3克，十二烷基硫酸钠1.2克,丙烯酰胺3.7克，β－丙烯酰氧基丙酸7.2克,甲基丙烯酸羟乙酯0.5克,甲基丙烯酸异氰基乙酯1.6克，丙烯酸乙酯106克,丙烯酸丁酯102克，甲基丙烯酸甲酯20克，苯乙烯19.5克，过硫酸铵2.16克，亚硫酸氢钠1.08克，去离子水300克。其中预乳釜使用去离子水为158克，生产工艺过程同实施例1.

实施例4：

原料重量配比为：异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯（40）醚11.5克，十二烷基硫酸钠1.3克,丙烯酰胺3.8克，β－丙烯酰氧基丙酸7.3克,甲基丙烯酸羟乙酯0.6克,甲基丙烯酸异氰基乙酯1.7克，丙烯酸乙酯110克,丙烯酸丁酯105克，甲基丙烯酸甲酯21克，苯乙烯20克，过硫酸铵2.2克，亚硫酸氢钠1.1克，去离子312克。其中预乳釜使用去离子水为170克，生产工艺过程同实施例1.

试验例：

按重量比，分别取本实施例1-4产品、对比例产品EPS-50B和LJ100份，各加入2.5份的稳泡剂RJ(十八酸铵），通过高速电动搅拌机进行发泡，泡沫密度为200g/l，制成发泡涂层胶。选用基布均为210T塔夫绸，上胶量为50g/㎡,用刮刀式涂层机直接涂布，150℃焙烘3分钟。

本产品与同类产品在同等条件下性能检测对比如下：

透气性按照GB/T5453-1997《纺织品织物透气性的测定》规定的方法测试。

耐寒性：按照国家纺织行业标准FZ/T01007-2008测试。

干摩擦牢度：按照国家标准GB/T21196.2-2007测试。

结果表明，本发明产品的耐寒性，耐磨次数，柔软性，弹性及透气性这些指标与对比样品相比具有比较明显的优势。

关于异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯（40）醚它是由异构十三碳脂肪醇和环氧乙烷经加成聚合后得到的一种产品，括号中的数字代表分子内环氧乙烷的加成数，比如40就代表这是一个加成了40个环氧乙烷的异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚。

Claims (2)

1.改性丙烯酸酯发泡涂层乳液制备方法，其特征是：

原料重量配比：

(1)、将去离子水133-170、十二烷基硫酸钠1-1.3、异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯（40）醚11-11.5加入到预乳釜中，充分搅拌溶解；再将丙烯酰胺3.5-3.8、β－丙烯酰氧基丙酸7-7.3、甲基丙烯酸羟乙酯0.4-0.6、丙烯酸乙酯98-110、丙烯酸丁酯94-105、甲基丙烯酸甲酯18-21、苯乙烯18-20加入到预乳釜中，充分搅拌乳化，得预乳液；

(2)、将过硫酸铵2-2.2和去离子水16混合，得过硫酸铵水溶液，待用；

(3)、将亚硫酸氢钠1-1.1和去离子水16混合，得亚硫酸氢钠水溶液，待用；

(4)、在反应釜中加入去离子水110和5%重量的预乳液，升温至50-55℃，再加入过硫酸铵水溶液5和亚硫酸氢钠水溶液5，引发反应；当乳液出现蓝光时，同时滴加70%重量的预乳液、过硫酸铵水溶液8和亚硫酸氢钠水溶液7，在2-2.5小时滴加完毕，反应过程中温度控制在60-65℃；

(5)、将甲基丙烯酸异氰基乙酯1.5-1.7，加入到预乳釜中同剩余的预乳液搅拌均匀；在步骤(4)之后同时滴加该预乳液、剩余的过硫酸铵水溶液和剩余的亚硫酸氢钠水溶液，在0.5-1小时滴加完毕，反应过程中温度控制在60-65℃；

(6)、预乳液和引发剂全部滴加完毕后，在60-65℃保温1-2小时，再降温到30-40℃，用三乙胺中和，pH值调到7-8，再用去离子水将乳液的固含量调到45±1%，得改性丙烯酸酯发泡涂层乳液。

2.权利要求1方法得到的改性丙烯酸酯发泡涂层乳液。