CN111648142B - 聚氨酯类复合活性印花糊料及其制备方法 - Google Patents

聚氨酯类复合活性印花糊料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种聚氨酯类复合活性印花糊料及其制备方法。所述复合糊料如下质量份的组分：聚氨酯增稠剂40‑60份；天然种子胶20‑35份，无机物5‑10份。同时公开了适用于活性印花的高分子聚氨酯的分子式。经大量应用测试，本发明提供的聚氨酯类复合活性印花糊料应用于棉活性印花中，不仅印花织物手感更加柔软，更利于织物手感风格后整理，而且印花织物表观得色量高，复合糊料极高的成糊率很大程度的降低了印花成本，同时减少了废污排放量。

Description

聚氨酯类复合活性印花糊料及其制备方法
技术领域
本发明属于纺织化学与染整工程技术领域，具体涉及一种聚氨酯类复合活性印花糊料及其制备方法。
背景技术
自活性染料问世以来，由于其色谱齐全，便得到棉印花的青睐。纺织品活性印花大多仍采用传统的筛网印花工艺，包括平网和圆网印花。筛网印花色浆一般由染料、助剂与原糊组成。糊料在筛网印花色浆配方中起关键作用，它控制印花浆的流变性、渗透性和迁移性，除染料外，糊料是决定印花质量的最主要因素。
目前国内外仍一直以海藻酸钠为主作为活性染料印花的糊料，随着印花筛网技术的发展，人们需求的提高，海藻酸钠性能已不能满足市场需求，另由于海藻酸钠在食品及医疗等方面的应用，使其价格不断攀升；因此，通常引入增稠剂复配海藻酸钠以提高海藻酸钠的印制性能，降低成本，近年来增稠剂的研究主要集中在聚丙烯酸增稠剂、改性瓜尔胶、改性淀粉及改性纤维素等方面，但结果差强人意，聚丙烯酸钠增稠剂耐盐稳定性差，改性增稠剂手感发硬，在环保要求日趋严格的前提下，开发低成本、高性能的活性印花糊料成为印染行业亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚氨酯类复合活性印花糊料及其制备方法，提供一种高成糊率，低PVI值，高抱水性，得色量高、色泽鲜艳的复合糊料。
本发明所提供的聚氨酯类复合活性印花糊料，包括如下质量份的组分：聚氨酯增稠剂40-60份，天然植物种子胶20-35份和无机物5-10份。
其中，所述聚氨酯增稠剂为含有支链和羧基的高分子化合物，其分子式如式1所示：
Figure BDA0002557316720000011
式1中，a,b,c均表示聚合度，其中a为1-20的任意整数；b为1-10的任意整数；c为1-15的任意整数；
R1为长链脂肪醇残基，所述长链脂肪醇具体可为：十二醇、十六醇和十八醇中的一种；
R2为高分子聚乙二醇残基，所述高分子聚乙二醇具体可为：PEG4000、PEG6000或PEG8000等；
A1为二异氰酸酯残基，所述二异氰酸酯具体可为：甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的一种；
式1所示增稠剂具体可为FK-168C，购自北京中纺化工股份有限公司；
所述天然植物种子胶可为瓜尔胶或瓜尔胶和罗望子胶的混合物，所述混合物中瓜尔胶占40％-50％。
具体地，所述瓜尔胶可为高取代度羧甲基瓜尔胶，具体取代度>1.5；
所述无机物具体可为元明粉、氯化钠中的一种或两种；
本发明中所述羧甲基瓜尔胶、罗望子胶、无机物均为市售商品。
进一步的，所述聚氨酯类复合活性印花糊料为如下(1)-(4)中的任一种：
(1)聚氨酯增稠剂40份；瓜尔胶10份；罗望子胶10份；元明粉5份；
(2)聚氨酯增稠剂60份；瓜尔胶15份；罗望子胶20份；元明粉10份；
(3)聚氨酯增稠剂50份；瓜尔胶27份；元明粉8份；
(4)聚氨酯增稠剂60份；瓜尔胶8份；罗望子胶12份；氯化钠10份。
本发明还提供上述聚氨酯类复合活性印花糊料的制备方法。
本发明所提供的聚氨酯类复合活性印花糊料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将瓜尔胶加入到粉料混料机中搅拌，加入聚氨酯增稠剂，继续搅拌20-30min；
(2)在所述混料机中加入元明粉，搅拌均匀，即得聚氨酯类复合活性印花糊料。
上述方法步骤(1)中所述混料机可为双螺旋锥形混合机和双螺带混合搅拌机中的一种。
上述方法步骤(2)中还可进一步加入罗望子胶。
上述聚氨酯增稠剂在配制复合活性印花糊料中的应用也属于本发明的保护范围。
本发明还提供了上述聚氨酯类复合活性印花糊料在棉活性印花中的应用。
利用所述聚氨酯类复合活性印花糊料进行棉活性印花时，所述聚氨酯类复合活性印花糊料在色浆中的添加量可为0.8％-1.2％(根据实际需要粘度调整)。
本发明具有以下效益：
1)本发明提供的聚氨酯增稠剂是具有支链的高分子化合物，三维结构的缔合，使其具有较高的增稠能力，较低的PVI值，在棉活性印花中更容易印制清晰度高的花纹，复配高成糊率的羧甲基瓜尔胶及罗望子胶极大程度的降低了印花成本，同时，减少了废污排放量。
2)本发明提供的聚氨酯类复合糊料含有大量羧基及少量的羟基，与活性染料不反应，得色量最高可比海藻酸钠提升20％左右，节约了染化料成本，同时羧基的存在为脱糊提供了便利条件，使得印花织物手感更加柔软，有利于织物手感风格的后整理。
3)本发明提供的聚氨酯类复合糊料不仅符合环保的要求，而且印制效果全面超越市售海藻酸钠，同时可节省成本20％-30％，是可完全取代海藻酸钠的高性价比复合活性糊料。
附图说明
图1为本发明实施例5中各糊料的成糊率曲线。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、生物材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中所使用的聚氨酯增稠剂为FK-168C，购自北京中纺化工股份有限公司；
下述实施例中所使用的丙烯酸类复合糊料为丙烯酸增稠剂F-RP与海藻酸钠质量比为1:2的混合物，丙烯酸增稠剂F-RP购自巴斯夫公司；
下述实施例中制备的复合糊料及海藻酸钠印花性能指标测试方法如下：
印花实验
1.布料：所使用的纺织品是经退煮漂的纯棉平纹织物
2.印花配方：
名称 印花处方
染料 5％
防染盐 3％
尿素 5％
小苏打 3％
水 x％
糊料 y％
总计 100％
注：各物料用量为占色浆总量的百分比
3.印花工艺
制糊→配色浆(色浆粘度为800Pa.s)→平网印花(网版120目，磁棒压力35，车速25)→烘干(100-105℃*4min)→汽蒸(103℃*8min)→冷水洗皂煮(4min，脱糊剂FK-0134*1g/l)→冷水洗烘干(80℃)→静置10min→测试。
4.指标测试
4.1粘度测试
将糊料按比例称好，在搅拌器搅拌下分散到冷水中，继续搅拌1h，膨化4小时，然后使用NDJ-8S粘度计测试不同转速下原糊粘度，并按式PVI＝η60/η10计算原糊的PVI值。
4.2抱水性测试
首先配制浓度为1％的原糊，然后将长*宽为10cm*lcm的划有插入线标记的定量滤纸插入糊内lcm处(刚好使糊面与刻线一致)。插入后立即开始记时，在30min时记录水分上升高度。
4.3储存稳定性及耐盐稳定性测试
将配制好的原糊放置于40℃的恒温水浴锅中，同时按50％原糊、4％小苏打及46％去离子水的比例配制耐盐测定糊，并放置于25℃的恒温水浴锅中，分别测试24h前后原糊和耐盐测定糊粘度，并计算粘度下降率，粘度下降率越大，表示原糊储存稳定性或耐盐稳定性越差。
4.4脱糊率测试
脱糊率是表征印花织物手感的重要指标之一，脱糊率不仅与印花工艺相关，更主要的是取决于糊料本身特性，脱糊率高印花织物手感柔软，按式脱糊率％＝(m2-m3)/(m2-m1)*100％计算脱糊率，其中m1、m2、m3分别是织物印花前、织物印花后、织物经皂煮后的干重/g。
4.5表观得色量及渗透率测试
使用测色仪在D65光源和10°标准的条件下分别测试印花织物正面得色深度(K/S正)和反面得色深度(K/S反)，K/S值越大，表观得色量越深，并通过式渗透率％＝(K/S反)/(K/S正)*100％计算糊料的渗透率。
4.6耐摩擦色牢度测试
参照GB/T 3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》进行评级
实施例1
聚氨酯类复合活性印花糊料各原料具体为：质量份，聚氨酯增稠剂40份；羧甲基瓜尔胶10份；罗望子胶10份；元明粉5份。
本实施例的聚氨酯类复合活性印花糊料按以下步骤制备：
将10份瓜尔胶投入双螺带混合搅拌机中搅拌，加入40份聚氨酯增稠剂继续搅拌20min，加入10份罗望子胶、5份元明粉继续搅拌30min，即得聚氨酯类复合糊料。
实施例2
合成聚氨酯类复合活性印花糊料各原料具体为：质量份，聚氨酯增稠剂60份；羧甲基瓜尔胶15份；罗望子胶20份；元明粉10份。
本实施例的聚氨酯类复合活性印花糊料按以下步骤制备：
将15份瓜尔胶投入双螺带混合搅拌机中搅拌，加入60份聚氨酯增稠剂继续搅拌20min，加入20份罗望子胶、10份元明粉继续搅拌30min，即得聚氨酯类复合糊料。
实施例3
合成聚氨酯类复合活性印花糊料各原料具体为：质量份，聚氨酯增稠剂50份；瓜尔胶27份；元明粉8份。
本实施例的聚氨酯类复合活性印花糊料按以下步骤制备：
将27份瓜尔胶投入双螺带混合搅拌机中搅拌，加入50份聚氨酯增稠剂继续搅拌20min，8份元明粉继续搅拌30min，即得聚氨酯类复合糊料。
实施例4
合成聚氨酯类复合活性印花糊料各原料具体为：质量份，聚氨酯增稠剂60份；瓜尔胶8份；罗望子胶12份；氯化钠10份。
本实施例的聚氨酯类复合活性印花糊料按以下步骤制备：
将8份瓜尔胶投入双螺带混合搅拌机中搅拌，加入60份聚氨酯增稠剂继续搅拌20min，加入12份罗望子胶、10份氯化钠继续搅拌30min，即得聚氨酯类复合糊料。
实施例5
实施例聚氨酯类复合糊料(实施例1)的粘度实验
首先配制6％的海藻酸钠和丙烯酸类复合糊料的原糊，实施例1糊料为3％的原糊，然后分别将其稀释成0.5-3％的原糊，并使用粘度计分别测试其粘度，并绘制成糊率曲线，如图1所示。从图1可知，实施例1糊料、海藻酸钠和丙烯酸类复合糊料粘度均随着固含量的提高而增加，但是实施例1糊料的增长率更大，粘度在3000Pa.s时，实施例1糊料用量不到海藻酸钠的1/3。因此实施例1糊料成糊率高于海藻酸钠及丙烯酸类复合糊料，而且，固含量越高差别越显著，实施例1糊料的高成糊率可以极大程度的节省成本，同时降低废污排放量。
实施例6
实施例聚氨酯类复合糊料(实施例1)的储存稳定性及耐盐稳定性测试实验数据如表1。从表1可以看出，实施例1、海藻酸钠原糊及丙烯酸类复合糊料粘度均有下降。但实施例1原糊粘度下降率为47.7％，海藻酸钠原糊粘度下降率为53.9％，实施例1的储存稳定性稍好于海藻酸钠。值得注意的是，海藻酸钠及丙烯酸类复合糊料耐电解质稳定性较差，下降幅度均超过50％，而实施例1的耐电解质稳定性优异。
表1原糊粘度下降率
Figure BDA0002557316720000061
实施例7
实施例聚氨酯类复合糊料(实施例2-4)的印花效果见表2。
由表2可知，实施例聚氨酯类复合糊料具有棉活性印花更合适的PVI值，较高的抱水性，可印制更精细的花纹；实施例聚氨酯类复合糊料相较于市售海藻酸钠和市售丙烯酸类复合糊料具有更高的脱糊率，可以制备手感更加柔软的织物，并赋予织物手感后整理更多的空间；实施例聚氨酯类复合糊料得色量明显高于市售海藻酸钠及市售丙烯酸类复合糊料，具有降低染料成本，节能减排的优势；实施例聚氨酯类复合糊料赋予印花织物更好的湿摩擦牢度。
表2不同糊料的印花效果对比
Figure BDA0002557316720000062
本发明不限于上述可选实施方式，任何在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、替换、改进等形成的技术方案，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.聚氨酯类复合活性印花糊料，包括如下质量份的组分：聚氨酯增稠剂40-60份，天然植物种子胶20-35份和无机物5-10份；
所述聚氨酯增稠剂为含有支链和羧基的高分子化合物，其分子式如式1所示：
Figure FDA0003803825090000011
式1中，a,b,c均表示聚合度，其中a为1-20的任意整数；b为1-10的任意整数；c为1-15的任意整数；
R1为长链脂肪醇残基；
R2为高分子聚乙二醇残基；所述高分子聚乙二醇为：PEG4000、PEG6000或PEG8000；
A1为二异氰酸酯残基；
所述天然植物种子胶为瓜尔胶或瓜尔胶和罗望子胶的混合物，所述混合物中瓜尔胶占40％-50％；
所述无机物为元明粉、氯化钠中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯类复合活性印花糊料，其特征在于：所述瓜尔胶为高取代度羧甲基瓜尔胶，取代度>1.5。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯类复合活性印花糊料，其特征在于：所述聚氨酯类复合活性印花糊料为如下(1)-(4)中的任一种：
(1)聚氨酯增稠剂40份；瓜尔胶10份；罗望子胶10份；元明粉5份；
(2)聚氨酯增稠剂60份；瓜尔胶15份；罗望子胶20份；元明粉10份；
(3)聚氨酯增稠剂50份；瓜尔胶27份；元明粉8份；
(4)聚氨酯增稠剂60份；瓜尔胶8份；罗望子胶12份；氯化钠10份。
4.制备权利要求1-3中任一项所述的聚氨酯类复合活性印花糊料的方法，包括：(1)将瓜尔胶加入到粉料混料机中搅拌，加入聚氨酯增稠剂，继续搅拌20-30min；
(2)在所述混料机中加入元明粉，搅拌均匀，即得聚氨酯类复合活性印花糊料；
或步骤(2)为在所述混料机中加入罗望子胶和元明粉，搅拌均匀，即得聚氨酯类复合活性印花糊料。
5.权利要求1-3中任一项所述的聚氨酯类复合活性印花糊料在棉活性印花中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：利用权利要求1-3中任一项所述的聚氨酯类复合活性印花糊料进行棉活性印花时，所述聚氨酯类复合活性印花糊料在色浆中的添加量为0.8％-1.2％。
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