CN105567103B - 一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂，包括以下原料：改性聚乙烯醇、双环戊二烯马来酸单酯、异氰酸酯交联剂乳液、引发剂、表面活性剂；上述原料的质量份数为：改性聚乙烯醇75～90份、双环戊二烯马来酸单酯3～5份、异氰酸酯交联剂乳液10～20份、引发剂1～2份、表面活性剂3～8份；所述的改性聚乙烯醇为多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇。本发明为一种强度高、干/湿牢度好及植绒后的产品手感特别柔软的静电植绒胶粘剂，符合生态纺织面料的使用要求。

Description

一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂
技术领域
本发明涉及高分子胶粘剂领域，具体涉及一种高柔性和强度的纺织用静电植绒胶粘剂。
背景技术
纺织静电植绒胶粘在纺织行业也称为静电纺织，是利用高压静电电场的静电感应原理，将绒毛植到各种物体表面的一种技术，是静电技术在纺织业中的重要应用之一。静电植绒是利用电荷同斥异吸的物理特性，将待植绒毛放在带负电荷的容器中，使其带上负电荷，将需要植绒的物体放于零电位或接地，移动容器靠近被植绒物体，使带负电荷容器与被植绒物体之间形成一个高压电场，绒毛带的是负电荷，受到异电位被植绒物体的吸引，成垂直状态加速飞到需要植绒的物体的表面上，由于被植绒物体涂有胶粘剂，绒毛就被垂直粘植到被植物体上。
静电植绒技术与传统中的老法立体效应织物生产相比，具有生产成本低、工艺简单、速度快、适应性广、花色品种多等优点，为植绒产品展现出广阔的前途和良好的经济效益。在植绒生产中，先将植绒胶粘剂涂到基布上，然后在高压静电场中，将预先处理好的绒毛植于涂层上，经干燥、烘焙，即可得到诸如天鹅绒、丝绒等植绒产品。其中植绒胶粘剂是植绒生产的关键材料之一，不仅要对基材、绒毛有良好的粘结力，而且胶粘剂本身综合胶粘性也要好。
目前纺织静电植绒用的胶粘剂90％以上是丙烯酸酯类及其共聚物乳液，其具有价廉、耐老化性优、制备和使用方便以及对多种纤维都有很好的粘接力的特点。但是，传统的丙烯酸酯类胶粘剂用于纺织类产品时，其耐磨性和柔软性方面还达不到织物使用要求，在织物使用过程中尤其是水洗时容易出现掉绒等现象；另外，大多数丙烯酸酯类植绒胶粘剂的交联料为N-羟甲基丙烯酰胺，采用此交联材料交联后会缓慢释放有害于人体健康的甲醛，其健康环保性得不到保障。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供了一种符合强度高、耐磨和手感柔软的生态纺织面料的使用要求的静电植绒胶粘剂。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂，包括以下原料：改性聚乙烯醇、双环戊二烯马来酸单酯、异氰酸酯交联剂乳液、引发剂、表面活性剂；
进一步地，上述原料的质量份数为：改性聚乙烯醇75～90份、双环戊二烯马来酸单酯3～5份、异氰酸酯交联剂乳液10～20份、引发剂1～2份、表面活性剂3～8份；
所述的改性聚乙烯醇为多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇。
进一步地，所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇的制备方法：水浴加热下获取质量浓度0.12～0.15g/mL的聚乙烯醇(PVA)去离子水乳液，加入为聚乙烯醇去离子水乳液量0.2～0.4％的乳化剂OP-10，搅拌均匀后冷却至室温，然后缓慢滴加为PVA去离子水乳液量0.8～1.2％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯，滴加完成后继续搅拌45～80min得改性聚乙烯醇。
进一步地，所述异氰酸酯交联剂乳液的制备方法：将六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与丙烯酸树脂乳液混合均匀，边搅拌边加入去离子水，搅拌均匀；所述HDI、丙烯酸树脂乳液和去离子水的质量比为2～3:4～6:1。
进一步地，所述引发剂为过硫酸钾、偏重亚硫酸钠的复合物，所述引发剂可在较低的温度(70～100℃)下会分解出初级自由基，并且有合适的半衰期，分解出的初级自由基对聚乙烯醇类及异氰酸酯交联剂乳液中的丙烯酸类分子进行链的引发、增长和终止反应，生成的聚合物相对分子质量较高，聚合物成膜后柔软性良好。
进一步地，所述表面活性剂为平平加O-25和直链烷基苯磺酸钠，所述平平加O-25占表面活性剂总量的65～85％；表面活性剂可降低单体油相和水相间的界面张力，在乳液聚合过程中可对改性聚乙烯醇起乳化、增溶和稳定聚合物乳液的作用。非离子表面活性剂平平加O-25临界胶束浓度较低，并且其乳化力较强，但其仅有水化作用，乳液稳定性较低，因此插入少量阴离子表面活性剂直链烷基苯磺酸钠，以增加电荷斥力及乳液的稳定性。
聚乙烯醇(PVA)可溶于热水，无毒、无污染，其分子链上有较多的羟基，对纤维、树脂材料具有一定的粘合力，但是PVA本身强度及耐水、耐潮性差，致使应用范围受到限制。现有的缩醛化改性PVA应用广泛，但其性能仍不够优良，特别是残存的游离甲醛，对人体健康和环境都会产生不利影响。
异氰酸酯交联剂乳液含有高反应活性的-NCO(异氰酸酯基)，可与被胶粘物中的羟基以及水反应，生成含有脲键的物质，而脲键又可与游离-NCO产生三维交联固化反应，进一步提高胶粘强度。
双环戊二烯马来酸单酯是以顺丁烯二酸酐、双环戊二烯和水为原料合成一种新型的功能性单体，具有优异的耐水性、耐热性、耐腐蚀性和低收缩率，避免了作为单体的高活性双环戊二烯发生的一系列副反应，使产品为胶体提供了在静电植绒过程中的稳定性以及贮存即植绒后的稳定性。
多亚甲基多苯基多异氰酸酯分子中苯环上也含有-NCO，在乳化剂OP-10的作用下，在PVA水乳液中能与PVA分子链上的羟基发生反应，生成氨基甲酸酯，使PVA分子链相互交联，大幅增加PVA的相对分子质量，提高PVA胶的强度和耐水性，此反应在常温下进行，无有毒、有刺激性物质产生。
本发明通过多次试验及合理的选料配合，提供了一种强度高、干/湿牢度好及植绒后的产品手感特别柔软的静电植绒胶粘剂，符合生态纺织面料的使用要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对比本发明做进一步的说明。
实施例1：一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂，包括以下质量份数的原料：改性聚乙烯醇80份、双环戊二烯马来酸单酯4份、异氰酸酯交联剂乳液15份、引发剂1.5份、表面活性剂5份；
所述的改性聚乙烯醇为多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇。
进一步地，所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇的制备方法：水浴加热下获取质量浓度0.13g/mL的聚乙烯醇(PVA)去离子水乳液，加入为聚乙烯醇去离子水乳液量0.3％的乳化剂OP-10，搅拌均匀后冷却至室温，然后缓慢滴加为PVA去离子水乳液量1.0％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯，滴加完成后继续搅拌60min得改性聚乙烯醇。
进一步地，所述的双环戊二烯马来酸单酯可以按照如下方法进行制备：按质量份数将顺丁烯二酸酐10份、对羟基苯甲醚1份、催化剂醋酸钠0.2份和双环戊二烯12份加入反应容器中，通N2并开始搅拌升温至120℃；当顺丁烯二酸酐充分熔融于双环戊二烯后，保温状态下匀速缓慢滴加水25份，水滴加完毕后保温1h得粗产物，将粗产物冷却至65℃，蒸馏水洗涤3次，然后减压蒸馏除去水分、未反应完的双环戊二烯及其他杂质，然后降温出料。此方法仅为本发明的优选方法，所述的双环戊二烯马来酸单酯也可以采用其他方法进行制备。
进一步地，所述异氰酸酯交联剂乳液的制备方法：将六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与丙烯酸树脂乳液混合均匀，边搅拌边加入去离子水，搅拌均匀；所述HDI、丙烯酸树脂乳液和去离子水的质量比为2:5:1。
进一步地，所述引发剂为过硫酸钾、偏重亚硫酸钠的复合物，其质量份可以以任意比例进行配比，本发明优选为2:1；所述表面活性剂为平平加O-25和直链烷基苯磺酸钠，所述平平加O-25占表面活性剂总量的75％。
所述的一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂的制备方法，具体为：按照所述的质量份数备取好原料后，将改性聚乙烯醇、双环戊二烯马来酸单酯、异氰酸酯交联剂乳液于75℃下混合均匀，然后加入引发剂和表面活性剂，保温搅拌1～2h，自然冷却、过滤即可。以下实施例中所述的一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂，其制备方法同本实施例。
实施例2：一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂，包括以下质量份数的原料：改性聚乙烯醇75份、双环戊二烯马来酸单酯3份、异氰酸酯交联剂乳液10份、引发剂1份、表面活性剂3份；
所述的改性聚乙烯醇为多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇。
进一步地，所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇的制备方法：水浴加热下获取质量浓度0.12g/mL的聚乙烯醇(PVA)去离子水乳液，加入为聚乙烯醇去离子水乳液量0.2％的乳化剂OP-10，搅拌均匀后冷却至室温，然后缓慢滴加为PVA去离子水乳液量0.8％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯，滴加完成后继续搅拌45min得改性聚乙烯醇。
进一步地，所述异氰酸酯交联剂乳液的制备方法：将六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与丙烯酸树脂乳液混合均匀，边搅拌边加入去离子水，搅拌均匀；所述HDI、丙烯酸树脂乳液和去离子水的质量比为2:4:1。
进一步地，所述引发剂为过硫酸钾、偏重亚硫酸钠的复合物；所述表面活性剂为平平加O-25和直链烷基苯磺酸钠，所述平平加O-25占表面活性剂总量的65％。
实施例3：一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂，包括以下质量份数的原料：改性聚乙烯醇90份、双环戊二烯马来酸单酯5份、异氰酸酯交联剂乳液20份、引发剂2份、表面活性剂8份；
所述的改性聚乙烯醇为多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇。
进一步地，所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇的制备方法：水浴加热下获取质量浓度0.15g/mL的聚乙烯醇(PVA)去离子水乳液，加入为聚乙烯醇去离子水乳液量0.4％的乳化剂OP-10，搅拌均匀后冷却至室温，然后缓慢滴加为PVA去离子水乳液量1.2％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯，滴加完成后继续搅拌80min得改性聚乙烯醇。
进一步地，所述异氰酸酯交联剂乳液的制备方法：将六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与丙烯酸树脂乳液混合均匀，边搅拌边加入去离子水，搅拌均匀；所述HDI、丙烯酸树脂乳液和去离子水的质量比为3:6:1。
进一步地，所述引发剂为过硫酸钾、偏重亚硫酸钠的复合物；所述表面活性剂为平平加O-25和直链烷基苯磺酸钠，所述平平加O-25占表面活性剂总量的85％。
实施例4：一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂，包括以下质量份数的原料：改性聚乙烯醇80份、双环戊二烯马来酸单酯4份、异氰酸酯交联剂乳液12份、引发剂1份、表面活性剂4份；
所述的改性聚乙烯醇为多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇。
进一步地，所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇的制备方法：水浴加热下获取质量浓度0.14g/mL的聚乙烯醇(PVA)去离子水乳液，加入为聚乙烯醇去离子水乳液量0.3％的乳化剂OP-10，搅拌均匀后冷却至室温，然后缓慢滴加为PVA去离子水乳液量0.9％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯，滴加完成后继续搅拌50min得改性聚乙烯醇。
进一步地，所述异氰酸酯交联剂乳液的制备方法：将六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与丙烯酸树脂乳液混合均匀，边搅拌边加入去离子水，搅拌均匀；所述HDI、丙烯酸树脂乳液和去离子水的质量比为5:9:2。
进一步地，所述引发剂为过硫酸钾、偏重亚硫酸钠的复合物；所述表面活性剂为平平加O-25和直链烷基苯磺酸钠，所述平平加O-25占表面活性剂总量的80％。
实施例5：一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂，包括以下质量份数的原料：改性聚乙烯醇85份、双环戊二烯马来酸单酯4份、异氰酸酯交联剂乳液18份、引发剂2份、表面活性剂7份；
所述的改性聚乙烯醇为多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇。
进一步地，所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇的制备方法：水浴加热下获取质量浓度0.14g/mL的聚乙烯醇(PVA)去离子水乳液，加入为聚乙烯醇去离子水乳液量0.3％的乳化剂OP-10，搅拌均匀后冷却至室温，然后缓慢滴加为PVA去离子水乳液量1.1％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯，滴加完成后继续搅拌70min得改性聚乙烯醇。
进一步地，所述异氰酸酯交联剂乳液的制备方法：将六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与丙烯酸树脂乳液混合均匀，边搅拌边加入去离子水，搅拌均匀；所述HDI、丙烯酸树脂乳液和去离子水的质量比为3:5:1。
进一步地，所述引发剂为过硫酸钾、偏重亚硫酸钠的复合物；所述表面活性剂为平平加O-25和直链烷基苯磺酸钠，所述平平加O-25占表面活性剂总量的80％。
对比例1：一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂，包括以下质量份数的原料：改性聚乙烯醇85份、异氰酸酯交联剂乳液18份、引发剂2份、表面活性剂7份。
进一步，所述改性聚乙烯醇、异氰酸酯交联剂乳液及引发剂同实施例5。
对比例2：一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂，包括以下质量份数的原料：改性聚乙烯醇85份、双环戊二烯马来酸单酯4份:、引发剂2份、表面活性剂7份。
进一步地，所述改性聚乙烯醇及引发剂同实施例5。
本发明实施例1-5及对比例1-2所得的植绒胶粘剂用于静电植绒织物，采用GB/T21196.2-2007标准方法测试其干磨牢度及湿磨牢度，并采用行业标准FZ/T01007-2008测试其手感，结果如下表所示：
上表中的测试结果表明，采用本发明的改性聚乙烯醇、双环戊二烯马来酸单酯、异氰酸酯交联剂乳液、引发剂、表面活性剂的配方原料经合理配置可作为一种强度高、干/湿牢度好及植绒后的产品手感特别柔软的静电植绒胶粘剂，其中双环戊二烯马来酸单酯和异氰酸酯交联剂乳液对PVA胶的强度、耐水性及手感都起到良好的改进作用；同时本发明的环保、健康性良好。

Claims (4)

1.一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂，其特征在于，包括以下原料：改性聚乙烯醇、双环戊二烯马来酸单酯、异氰酸酯交联剂乳液、引发剂、表面活性剂；
上述原料的质量份数为：改性聚乙烯醇75～90份、双环戊二烯马来酸单酯3～5份、异氰酸酯交联剂乳液10～20份、引发剂1～2份、表面活性剂3～8份；
所述的改性聚乙烯醇为多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇；
所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇的制备方法：水浴加热下获取质量浓度0.12～0.15g/mL的聚乙烯醇(PVA)去离子水乳液，加入为聚乙烯醇去离子水乳液量0.2～0.4％的乳化剂OP-10，搅拌均匀后冷却至室温，然后缓慢滴加为PVA去离子水乳液量0.8～1.2％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯，滴加完成后继续搅拌45～80min得多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联改性聚乙烯醇。
2.根据权利要求1所述的一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂，其特征在于：所述异氰酸酯交联剂乳液的制备方法：将六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与丙烯酸树脂乳液混合均匀，边搅拌边加入去离子水，搅拌均匀；所述HDI、丙烯酸树脂乳液和去离子水的质量比为2～3:4～6:1。
3.根据权利要求1所述的一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾、偏重亚硫酸钠的复合物。
4.根据权利要求1所述的一种高柔性和强度的纺织静电植绒胶粘剂，其特征在于：所述表面活性剂为平平加O-25和直链烷基苯磺酸钠，所述平平加O-25占表面活性剂总量的65～85％。
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