CN115075025A - 一种生物基印花胶浆及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生物基印花胶浆及其制备方法和应用，所述生物基印花胶浆包括生物基有机乳液、植物油、分散剂、消泡剂和增稠剂的组合；通过选择生物基有机乳液作为主体树脂，并搭配加入植物油，有效提高了印花胶浆中生物基碳的含量，进而使所述印花胶浆具有环保特性；同时所述生物基印花胶浆还具备优异的物理适用性，可以使采用其处理后的织物具有较高的耐洗水牢度、优异的干擦拭性能和柔软的手感，能满足大部分织物的使用需求。

Description

一种生物基印花胶浆及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种生物基印花胶浆及其制备方法和应用。
背景技术
随着纺织行业的蓬勃发展，涂料印花工艺因可以带给织物靓丽的色差以及灵活的操作等优点受到越来越多人们的喜爱。目前，全球涂料印花占到印花行业的一半以上，而且呈现逐年上升的趋势，作为涂料印花材料的主要组分部分，树脂乳液的消耗也是随之增加。同时生产纺织印花胶浆时一般分为白色胶浆和透明胶浆，白色胶浆印在纺织品时为白色图案；透明胶浆在使用前，加入一定比例的白胶浆提高其遮盖性，而后根据印花厂家的印花图案要求，加入不同色颜料，印成不同颜色图案的涂层；因此印花白色胶浆和透明胶的质量直接关系印花涂层的质量，特别是白色胶浆的质量，因其成膜物质含量少而粉料多，对水洗牢固度和光泽度要求更高。
目前，常用的树脂乳液包括丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、环氧乳液以及聚酯乳液等。CN102321984A公开了一种高光泽度耐水洗环保型印花胶浆及其制备方法，该印花胶浆包括：水性丙烯酸酯类乳液，改性水性聚氨酯乳液，氨水，消泡剂，防腐剂，水性蜡乳液，润湿流平剂，分散剂，显色粉，保湿剂，增稠剂。制备方法A、搅拌过滤：按配方量将水性丙烯酸酯类乳液、水性聚氨酯乳液加入分散缸内，边搅拌边依次加入氨水、消泡剂、防腐剂、水性蜡乳液、保湿剂、润湿流平剂、分散剂，加入完毕后，搅拌10～20min至完全均匀；用200目过滤网袋过滤；B、分散研磨：向上述混合液加入显色粉体，搅拌分散30～50min后，加入增稠剂，搅拌分散10～20min，然后在三辊研磨机上研磨；C、检测包装：取样检测pH值，粘度和细度。但是，丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、环氧乳液以及聚酯乳液等大多来源于石化资源，而石化资源作为一种不可再生资源，同时伴随着目前对环境保护要求的不断提高，减少使用石化来源的材料的呼声也日趋增加，因此，生物基材料成为近年来研究的热点之一。
生物基材料，是部分或全部以植物油脂、谷物、豆科、秸秆、天然纤维素等可再生生资源为原料，通过生物技术转化得到生物基单体或高分子，然后进一步聚合形成的高分子材料。生物基材料最显著的两个特点是可持续发展和生物基材料来源可持续，由于其使用植物作为初始原料，材料来源广泛，还能扩展玉米、大豆等作物的工业用途，有助于减少碳排放，因为石油在提炼加工过程中，不可避免的要释放大量二氧化碳，减少石油资源的使用有助于减少大气中二氧化碳的净排放。
但是，目前对生物基胶浆的研究鲜有报道，因此，开发一种具有环保特性的生物基印花胶浆是刻不容缓的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生物基印花胶浆及其制备方法和应用，所述生物基印花胶浆的主体树脂来源于生物基材料，进而使其具有良好的环保特性，同时还表现出优异的物理性能和适用性，采用其处理后的织物具有较高的耐洗水牢度、优异的干擦拭性能和柔软的手感，能满足大部分织物的使用需求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种生物基印花胶浆，所述生物基印花胶浆按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003773044810000031
其中，所述生物基有机乳液可以为25重量份、30重量份、35重量份、40重量份、45重量份、50重量份、55重量份、60重量份或65重量份等。
所述植物油可以为5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份或9.5重量份等。
所述分散剂可以为0.2重量份、0.4重量份、0.6重量份、0.8重量份、1重量份、1.2重量份或1.4重量份等。
所述消泡剂可以为0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份或0.9重量份等。
所述增稠剂可以为0.7重量份、0.9重量份、1.3重量份、1.6重量份、1.9重量份、2重量份、2.4重量份、2.6重量份或2.8重量份等。
本发明提供的生物基印花胶浆包括生物基有机乳液和植物油，采用生物基树脂搭配生物基助剂，不仅有效减少了石化资源的使用，减少二氧化碳的排放，还有助于提高印花胶浆中生物基碳的含量，进而可以提高所述印花胶浆的环保特性。同时，本发明提供的生物基印花胶浆还具备优异的物理性能和适用性，可以满足大部分织物的印花需求，且可以使采用本发明提供的印花胶浆处理后的织物具有较高的耐洗水牢度、优异的干擦拭性能和柔软的手感。
优选地，所述生物基有机乳液包括生物基丙烯酸酯乳液、生物基聚氨酯乳液或生物基丙烯酸改性聚氨酯乳液中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述生物基有机乳液还包括生物基聚酯树脂。
需要说明的是，本发明提供的生物基有机乳液均可购自市售产品，或者可以根据现有技术中提供的方法自行合成。
优选地，所述生物基有机乳液包括生物基丙烯酸酯乳液和生物基聚氨酯乳液的组合。
作为本发明的优选技术方案，选择生物基丙烯酸酯乳液和生物基聚氨酯乳液的作为生物基树脂乳液制备得到的印花胶浆具备最优异的综合性能，是因为一方面，如果仅采用生物基丙烯酸酯乳液作为生物基乳液，会使得到的印花胶浆的耐水性和附着力较差；而另一方面，如果仅采用生物基聚氨酯乳液作为生物基有机乳液，则会导致得到的印花胶浆的手感偏硬且成本压力较大。
优选地，所述生物基丙烯酸酯乳液和生物基聚氨酯乳液的质量比为(4～6):1，例如4.2:1、4.4:1、4.6:1、4.8:1、5:1、5.2:1、5.4:1、5.6:1或5.8:1等。
作为本发明的优选技术方案，限定生物基丙烯酸酯乳液和生物基聚氨酯乳液的质量比为(4～6):1，能够充分发挥二者的优势，进而可以使得到的生物基印花胶浆的综合性能最优异。
优选地，所述生物基印花胶浆中生物基有机乳液的含量为40～65重量份。
优选地，所述生物基有机乳液的固含量为40～50％，例如41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％或49％等。
优选地，所述植物油包括大豆油、蓖麻油、棕榈油、花生油、菜籽油或亚麻油中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为蓖麻油和亚麻油的组合。
优选地，所述生物基印花胶浆中植物油的含量为5～8重量份。
优选地，所述分散剂包括聚丙烯酸酯类分散剂、改性羧酸胺类分散剂、聚氨酯类分散剂、聚酰胺类分散剂、聚羧酸铵盐类分散剂或长链脂肪酸类分散剂中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为聚丙烯酸酯类分散剂和/或改性羧酸胺类分散剂。
优选地，所述生物基印花胶浆中分散剂的含量为0.5～1.2重量份。
优选地，所述消泡剂包括聚硅氧烷类消泡剂、改性聚硅氧烷类消泡剂、脂肪酸类消泡剂或脂肪酸酯类消泡剂中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为聚硅氧烷消泡剂和/改性聚硅氧烷类消泡剂。
优选地，所述生物基印花胶浆中消泡剂的含量为0.5～1重量份。
优选地，所述增稠剂包括聚丙烯酸盐类增稠剂、聚丙烯酸酯类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、淀粉、阿拉伯胶、果胶、海藻胶、羟甲基纤维素、甲基纤维素或羟甲基纤维素钠中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为羟甲基纤维素、甲基纤维素或羟甲基纤维素钠中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述生物基印花胶浆中增稠剂的含量为1～2重量份。
优选地，所述生物基印花胶浆中还包括钛白粉和/或水。
本发明提供的生物基印花胶浆中不添加钛白粉时为透明产品。
优选地，所述生物基印花胶浆中钛白粉的含量为0～30重量份且不等于0，进一步优选为18～25重量份，例如19重量份、20重量份、21重量份、22重量份、23重量份或24重量份等。
优选地，所述钛白粉包括金红石型钛白粉和/或锐钛型钛白粉，进一步优选为金红石型钛白粉。
优选地，所述钛白粉的粒径为1000～2000目，例如1100目、1200目、1300目、1400目、1500目、1600目、1700目、1800目或1900目等。
优选地，所述生物基印花胶浆中水的含量为0～5重量份且不等于0，例如0.5重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述生物基印花胶浆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将生物基有机乳液、植物油、分散剂和消泡剂混合，得到第一混合物；
(2)将步骤(1)得到的第一混合物和增稠剂混合，得到所述生物基印花胶浆。
优选地，步骤(1)和步骤(2)所述混合均在搅拌的条件下进行。
优选地，所述搅拌的转速为1800～2200rpm，例如1850rpm、1900rpm、1950rpm、2000rpm、2050rpm、2100rpm或2150rpm等。
优选地，步骤(2)所述混合后还包括加入水和钛白粉进行混合的步骤。
优选地，所述生物基印花胶浆的粘度为15000～25000mpa·s，例如17000mpa·s、19000mpa·s、21000mpa·s、23000mpa·s或25000mpa·s等。
优选地，所述加入水和钛白粉进行混合后还包括过滤的步骤。
作为本发明的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将生物基有机乳液、植物油、分散剂和消泡剂在转速为1800～2200rpm的条件下混合，得到第一混合物；
(2)将步骤(1)得到的第一混合物和增稠剂在转速为1800～2200rpm的条件下混合，加入水和钛白粉进行混合，过滤，得到粘度为15000～25000mpa·s的生物基印花胶浆。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的生物基印花胶浆在织物中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的生物基印花胶浆包括生物基有机乳液、植物油、分散剂、消泡剂和增稠剂，采用生物基树脂搭配生物基助剂，不仅有效减少了石化资源的使用，减少了二氧化碳的排放，还有助于提高印花胶浆中生物基碳的含量，进而可以提高所述印花胶浆的环保特性。同时，本发明提供的生物基印花胶浆还具备优异的物理性能和适用性，可以满足大部分织物的印花需求，且可以使采用本发明提供的印花胶浆处理后的织物具有较高的耐洗水牢度、优异的干擦拭性能和柔软的手感。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种生物基印花胶浆，其按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003773044810000071
其中，生物基丙烯酸酯乳液来源于(长联科技、MPB-001)，固含量为50％，生物基聚氨酯乳液来源于(科思创、DL1878)，固含量为50％，聚丙烯酸酯类分散剂来源于(埃夫科纳、AFCONA-4701)，聚硅氧烷消泡剂来源于(大田化学、AT470)，金红石型钛白粉的粒径为1500目；
本实施例提供的生物基印花胶浆的制备方法包括如下步骤：
(1)将生物基丙烯酸酯乳液、生物基聚氨酯乳液、蓖麻油、亚麻油、聚丙烯酸酯类分散剂和聚硅氧烷消泡剂在转速为2000rpm的条件下混合，得到第一混合物；
(2)将步骤(1)得到的第一混合物和羟甲基纤维素在转速为2000rpm的条件下混合，加入水和金红石型钛白粉混合，得到粘度为20000mpa·s的生物基印花胶浆。
实施例2
一种生物基印花胶浆，其按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003773044810000081
其中，生物基丙烯酸酯乳液来源于(长联科技、EB-40)，固含量为40％，生物基聚氨酯乳液来源于(科思创、DL519)，固含量为40％，聚丙烯酸酯类分散剂来源于(埃夫卡、4560)，聚硅氧烷消泡剂来源于(四海化工、K18)，金红石型钛白粉的粒径为1500目；
本实施例提供的生物基印花胶浆的制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种生物基印花胶浆，其按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003773044810000091
其中，生物基丙烯酸酯乳液来源于(万华、Archsol 8177)，固含量为50％，生物基聚氨酯乳液来源于(科思创、DLS/1)，固含量为50％，聚丙烯酸酯类分散剂来源于(罗地亚、DP270)，聚硅氧烷消泡剂来源于(大洋新材料、A1610)，金红石型钛白粉的粒径为1500目；
本实施例提供的生物基印花胶浆的制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种生物基印花胶浆，其与实施例1的区别仅在于，没有添加生物基丙烯酸酯乳液，生物基聚氨酯乳液的添加量为60重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例5
一种生物基印花胶浆，其与实施例1的区别仅在于，没有添加生物基聚氨酯乳液，生物基丙烯酸酯乳的添加量为60重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例6
一种生物基印花胶浆，其与实施例1的区别仅在于，采用生物基聚酯树脂(SK化学、PCTG YH101)替换生物基聚氨酯乳液，并增加5重量份水，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例7
一种生物基印花胶浆，其与实施例1的区别仅在于，采用生物基聚酯树脂(SK化学、PCTG YH101)替换生物基丙烯酸酯乳液，并增加25重量份水，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例8
一种生物基印花胶浆，其与实施例1的区别仅在于，不添加蓖麻油，亚麻油的添加量为6重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例9
一种生物基印花胶浆，其与实施例1的区别仅在于，不添加亚麻油，蓖麻油的添加量为6重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例1
一种生物基印花胶浆，其与实施例1的区别仅在于，采用丙烯酸酯乳液(长联科技、JC-45)替换生物基丙烯酸酯乳液，采用聚氨酯乳液(思沃化学、HG16F)替换生物基聚氨酯乳液，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例2
一种生物基印花胶浆，其与实施例1的区别仅在于，没有添加蓖麻油和亚麻油，水的添加量为8.5重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
性能测试：
(1)洗水牢度：将采用生物基印花胶浆处理后得到的印制品在60℃的水温下，60r/min的转速下进行水洗，水洗2.5h，观察图形完整情况，如果图形完整，没有脱落痕迹，则记为优，如果图形完整，但是与棉布出现缝隙，则为良，如果图形发生脱落，则为差；
(2)色牢度：根据国家标准GB/T 3920-2008《纺织品耐摩擦色牢度测试方法》提供的测试方法进行测试；
(3)手感：触摸法。
按照上述测试方法对实施例1～9和对比例1～2提供的生物基印花胶浆进行测试，测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003773044810000111
Figure BDA0003773044810000121
根据表1数据可以看出：
首先，采用本发明提供的生物基印花胶浆处理后得到的织物的手感较好，洗水牢度测试显示均为优或良，且干色牢度可以达到3或4，而湿色牢度为2或3。
其次，具体比较实施例1和对比例1可以发现，实施例1提供的生物基印花胶浆的性能可以达到常规不具有生物降解性的印花胶浆的水平；比较实施例1和对比例2可以发现，没有添加蓖麻油和亚麻油得到的生物基印花胶浆处理后的织物手感上发粘，且湿色牢度也有所降低。
最后，再比较实施例1和实施例4～9可以发现，不添加生物基丙烯酸酯乳液(实施例4)会导致织物手感偏硬；不添加生物基聚氨酯乳液(实施例5)会导致织物湿色牢度较差；而采用生物基聚酯树脂搭配生物基丙烯酸酯乳液(实施例6)或采用生物基聚酯树脂搭配生物基聚氨酯乳液(实施例7)均会导致处理后的织物手感偏硬；而不添加蓖麻油(实施例8)以及不添加亚麻油(实施例9)，则均会导致处理后的织物轻微发粘，湿色牢度也不高。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种生物基印花胶浆及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种生物基印花胶浆，其特征在于，所述生物基印花胶浆按照重量份包括如下组分：
Figure FDA0003773044800000011
2.根据权利要求1所述的生物基印花胶浆，其特征在于，所述生物基有机乳液包括生物基丙烯酸酯乳液、生物基聚氨酯乳液或生物基丙烯酸改性聚氨酯乳液中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述生物基有机乳液还包括生物基聚酯树脂；
优选地，所述生物基有机乳液包括生物基丙烯酸酯乳液和生物基聚氨酯乳液的组合；
优选地，所述生物基丙烯酸酯乳液和生物基聚氨酯乳液的质量比为(4～6):1；
优选地，所述生物基印花胶浆中生物基有机乳液的含量为40～65重量份；
优选地，所述生物基有机乳液的固含量为40～50％。
3.根据权利要求1或2所述的生物基印花胶浆，其特征在于，所述植物油包括大豆油、蓖麻油、棕榈油、花生油、菜籽油或亚麻油中的任意一种或至少两种的组合，优选为蓖麻油和亚麻油的组合；
优选地，所述生物基印花胶浆中植物油的含量为5～8重量份。
4.根据权利要求1～3任一项所述的生物基印花胶浆，其特征在于，所述分散剂包括聚丙烯酸酯类分散剂、改性羧酸胺类分散剂、聚氨酯类分散剂、聚酰胺类分散剂或聚羧酸铵盐类分散剂中的任意一种或至少两种的组合，优选为聚丙烯酸酯类分散剂和/或改性羧酸胺类分散剂；
优选地，所述分散剂还包括碳链长度不低于14的脂肪酸类分散剂；
优选地，所述生物基印花胶浆中分散剂的含量为0.5～1.2重量份。
5.根据权利要求1～4任一项所述的生物基印花胶浆，其特征在于，所述消泡剂包括聚硅氧烷类消泡剂、改性聚硅氧烷类消泡剂、脂肪酸类消泡剂或脂肪酸酯类消泡剂中的任意一种或至少两种的组合，优选为聚硅氧烷消泡剂和/改性聚硅氧烷类消泡剂；
优选地，所述生物基印花胶浆中消泡剂的含量为0.5～1重量份。
6.根据权利要求1～5任一项所述的生物基印花胶浆，其特征在于，所述增稠剂包括聚丙烯酸盐类增稠剂、聚丙烯酸酯类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、淀粉、阿拉伯胶、果胶、海藻胶、羟甲基纤维素、甲基纤维素或羟甲基纤维素钠中的任意一种或至少两种的组合，优选为羟甲基纤维素、甲基纤维素或羟甲基纤维素钠中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述生物基印花胶浆中增稠剂的含量为1～2重量份。
7.根据权利要求1～6任一项所述的生物基印花胶浆，其特征在于，所述生物基印花胶浆中还包括钛白粉和/或水；
优选地，所述生物基印花胶浆中钛白粉的含量为0～30重量份且不等于0，进一步优选为18～25重量份；
优选地，所述钛白粉包括金红石型钛白粉和/或锐钛型钛白粉，进一步优选为金红石型钛白粉；
优选地，所述钛白粉的粒径为1000～2000目；
优选地，所述生物基印花胶浆中水的含量为0～5重量份且不等于0。
8.一种如权利要求1～7任一项所述生物基印花胶浆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将生物基有机乳液、植物油、分散剂和消泡剂混合，得到第一混合物；
(2)将步骤(1)得到的第一混合物和增稠剂混合，得到所述生物基印花胶浆。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述混合均在搅拌的条件下进行；
优选地，所述搅拌的转速为1800～2200rpm；
优选地，步骤(2)所述混合后还包括加入水和钛白粉进行混合的步骤；
优选地，所述生物基印花胶浆的粘度为15000～25000mpa·s；
优选地，所述加入水和钛白粉进行混合后还包括过滤的步骤。
10.一种如权利要求1～7任一项所述的生物基印花胶浆在织物中的应用。
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