CN117229448A - 烫金用水性丙烯酸乳液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烫金用水性丙烯酸乳液，以质量计，包括以下组分：软单体20％‑30％，硬单体5％‑10％，功能性单体0.1％‑1.7％；非离子型乳化剂0.2％‑0.6％，交联剂0.5％‑0.6％；固化剂0.05％‑0.1％，引发剂0.1％‑0.2％，去离子水60％‑75％。基础乳液在添加功能性单体后，明显减少了由本乳液制得的烫金印花的掉粉现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种纺织品印花用浆料，尤其涉及一种烫金用水性丙烯酸乳液。
背景技术
烫金浆是专门用于纺织品烫金的特殊浆料，热塑型丙烯酸酯乳液作为烫金浆使用时，普遍存在附着力差，不耐水洗的缺点。现有技术中，为了提高烫金浆的质感，采用的方案是添加不同的添加剂，通过提高箔纸与织物之间的连接牢度提升烫金图案的质感。例如专利文件CN 105463882 A公开了一种烫金浆及其制备方法，该技术方案中，通过联用磷酸酯和聚合型乳化剂提高烫金纸间附着力，其中，聚合型乳化剂增强耐水性，含磷酸酯类乳化剂提高胶膜与烫金纸间的附着力；通过使用甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯(AAEM)或者酮肼交联体系，羰基与烫金纸的电化铝产生键合赋予印花产品更好的牢度和弹性；通过添加热熔粉，调节牢度和柔软度。该方案中，使用的添加剂类型多，在一定程度上提高了烫金印花的牢度，但最终的烫金浆耐水洗次数较少，并且磷酸酯类乳化剂不环保，省去磷酸酯类乳化剂，烫金浆的牢度明显下降。专利文件CN 107880208 A公开了一种烫金浆乳液及其制备方法，该技术方案中添加了亚甲基丁二酸，丙烯酸，丙烯晴三种含有不饱和键的单体以对烫金乳液进行改性，其原理是，在丙烯酸乳液的丙烯酸丁酯、甲基丙酸的衍生酯、硫酸盐和苯乙烯等主反应物参加反应时，丙烯酸和丙烯腈发生聚合，形成长链结构，增强了分子间的键合力，从而在烫金浆乳液最终成品印制后能够紧密附着在被印制物的表面上，达到加强牢固度的效果，乳化剂的添加也对牢度有一定的影响，但是该类烫金浆的制备方法繁琐，存在单体丙烯酸暴露于空气中易变质，丙烯腈及其化合物的转化对人体有较大毒性的问题。增加烫金浆的附着力，还可以通过增加交联剂的量来实现，但是，交联剂的量增加，经热压冷却后，烫金图案手感会变硬，影响产品档次和使用舒适度，通过增加箔纸与织物的连接牢度提高印花质感，由于织物表面存在纹理，在烫印完成后会存在掉粉问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够防止掉粉的烫金用水性丙烯酸乳液。
技术方案：本发明的所述的一种烫金用水性丙烯酸乳液，其特征在于，以质量计，包括以下组分：软单体20％-30％，硬单体5％-10％，功能性单体0.1％-1.7％；非离子型乳化剂0.2％-0.6％，交联剂0.5％-0.6％；固化剂0.05％-0.1％，引发剂0.1％-0.2％，去离子水60％-75％。添加功能性单体后，明显有助于减少乳液使用后的掉粉现象。
优选地，为了平衡提升乳液防掉粉性能，烫金印花的手感和抗磨损效果，所述乳液包括以下组分：软单体20％-27％，硬单体0.5％-5％，功能性单体0.9％-1.7％；非离子型乳化剂0.2％-0.5％，交联剂0.5％-0.6％；固化剂0.05％-0.1％，引发剂0.1％-0.2％，去离子水60％-75％，所述软单体为甲基丙烯酸丁酯15％-17％和甲基丙烯酸异辛酯5％-10％的混合物。本发明的烫金用丙烯酸乳液，与市售的烫金浆相比，明显减少了掉粉现象，可能是由于乳液中加入了功能性单体，明显降低了交联剂和固化剂的比例，减少了软、硬单体的比例，由此，在烫印过程中，乳液的流动性增加，有助于乳液进入织物的纹理，烫金图案与织物之间的结合牢度增加，可以明显减少掉粉；另一方面，乳液流动性增加，也有一定的自流平效果，有助于最终图案在织物表面平整分布，从而显著减少了掉粉现象。
优选地，所述功能性单体为封端型异氰酸酯丙烯酸酯单体、丙烯酸、衣康酸中的一种或多种。
优选地，所述非离子性乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐、烯丙氧基异构醇聚氧乙烯醚中一种或两种混合。
优选地，为了提升形成烫金印花触感，所述乳液还包括0.5％-1％的阴-非离子型乳化剂。
优选地，为了降低乳液的成本，所述交联剂为双丙酮丙烯酰胺，所述固化剂为癸二酸二酰肼。
优选地，为了保证烫金印花效果，平衡成本，所述功能性单体添加量为1.0～1.5％。优选地，所述阴-非离子型乳化剂为烯丙氧基异构醇醚硫酸酯氨盐。
优选地，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯。
优选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或多种，更优选地，所述引发剂为过硫酸铵。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：1、成本低，防掉粉效果明显；2、经由本乳液制得的烫金印花触感好；3、制备过程简单。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1：乳液性能优化
1.1试剂名称及来源：
烯丙氧基异构醇醚硫酸酯氨盐，产品编号MX-010，购于铭骧化工科技(上海)有限公司；烯丙氧基异构醇聚氧乙烯醚，产品编号TO-8/1308，购于广州富飞化工；双丙酮丙烯酰胺2873-97-4(CAS号，下同)购于重庆元源亨科技发展有限公司，封端型异氰酸酯丙烯酸酯乙酯13641-96-8购于北京百灵威科技有限公司，甲基丙烯酸79-41-4，购于济南洁奥化工有限公司，衣康酸97-65-4，丙烯酸79-10-7购于麦克林，甲基丙烯酸丁酯97-88-1，购于抚顺东联安信化学有限公司；甲基丙烯酸异辛酯688-84-6购于抚顺东联安信化学有限公司；甲基丙烯酸甲酯80-62-6购于默克；过硫酸铵7727-54-0，购于山东西亚化学有限公司，癸二酸二酰肼925-83-7购于宇林化工，去离子水为自制。
1.2基础乳液制备：以质量计，在预乳化瓶中加入一部分去离子水、非离子乳化剂0.5％，搅拌，待乳化剂分散均匀后加入混合好的软单体30％、硬单体10％、交联剂0.5％、固化剂0.05％，分散充分后预乳液呈现乳白色，静置不分层。
在反应器中继续加入剩余的去离子水，匀速搅拌并升温，待温度达到50℃后，投入过硫酸铵引发剂0.1％和预乳液，反应直至乳液出现蓝光且冷凝管没有回流时,升温至64±1℃并开始滴加剩余的低温引发剂和预乳化液,滴加时间为3h，滴完升温至68℃并保温1.5h,降温至40℃以下，得基础乳液，作为空白对照。
1.3乳液性能测试
烫金印花制备：将基础乳液和获取改性乳液，在箔纸的表面通过花辊过胶水槽，使乳液在烫金膜上形成花型，乳液烘干，温度75-80℃，烫金膜与面料一起通过热滚与轧车加压，使烫金膜与面料平整的贴合。
耐水洗性能：测试方法参考GB/T8629-2017，4N法水洗10次，洗完，平铺晾干。
耐磨性能：测试方法参考GB/T21196.2-2007，摩擦负荷总有效质量9Kpa，摩擦次数20000r，记录试样结果。
柔软度：取养护好的样品，根据目视、手触综合判断柔软度，评分，最高为5分。
1.4不同功能性单体对乳液性能影响
以基础乳液作为参照，分别添加不同类型的功能性单体，考察参加功能性单体对乳液性能的影响。
表2：不同类型和剂量的功能性单体对乳液性能的影响
基于以上实验数据，空白照组可知，直接降低乳液中的交联剂和固化剂的量制得乳液，相应的烫金印花会明显出现掉粉现象，触感不佳。添加一定量的封端型异氰酸酯丙烯酸酯单体、丙烯酸或者衣康酸作为功能性单体，有助于减少掉粉现象，提升乳液的抗磨损性性能。此时尝试减少乳液中的软、硬单体添加量，会掉粉，因而，继续对乳液中的其他组分进行优化。
1.6乳化剂对乳液性能影响
基于表2中的数据，在基础乳液中添加1.2％的封端型异氰酸酯丙烯酸酯单体作为功能性单体，采用控制变量法，考察乳化剂对乳液性能的影响。
表3：不同类型和添加量的乳化剂对乳液性能的影响
由实验1-4可知，单一的非离子型乳化剂、增加乳化剂的用量，或者是单一添阴-非一体型乳化剂，加对乳液的防掉粉性能有改进，但是性能提升有限。由实验5-7可知，非离子型表与阴-非一体的表面活性剂共同作为乳化剂，可以进一步改进乳液的防掉粉性能，其中，非离子型乳化剂的添加量多于阴-非一体乳化剂的量，不仅可以改进乳液的防掉粉性能，还有助于改进乳液的抗磨损性能。
1.7软硬单体添加比量对乳液性能影响
基于表3中的数据，添加封端型异氰酸酯丙烯酸酯单体作为功能性单体，添加量为1.2％，添加烯丙氧基异构醇醚硫酸酯氨盐，添加量0.6％、烯丙氧基异构醇聚氧乙烯醚，添加量0.4％，作为乳化剂，采用控制变量法，考察降低软硬单体添加量对乳液性能的影响。
表4：软硬单体添加比量对乳液性能的影响
由实验1可知，在添加功能性单体、变更乳化剂后直接降低软硬单体的添加比例，获得的乳液会出现掉粉现象，抗磨损性能也下降，改用混合类型的软单体，如实验2，可以进一步降低软、硬单体的添加比量。进一步降低软硬单体的添加量，乳液的防掉粉性能不会降低，但是耐磨性能会降低，如实验4。采用混合型软单体，甲基丙烯酸异辛酯添加量多于甲基丙烯酸丁酯时，乳液防掉粉和抗磨损性能性能不变，但手感略微下降，如实验3。
1.8交联剂对乳液性能影响
基于表3中的数据，添加封端型异氰酸酯丙烯酸酯单体，添加量1.2％，作为功能性单体，烯丙氧基异构醇醚硫酸酯氨盐，添加量0.6％、烯丙氧基异构醇聚氧乙烯醚，添加量0.4％，作为乳化剂，采用控制变量法，考察交联剂对乳液性能的影响。
表5：交联单体添加量对乳液性能的影响
基于上表中的数据，可以得知，更换交联剂的种类，乳液性能会下降。
实施例2：改性乳液的最佳数值范围
根据实施例1中的数据，调整乳液中各个组分添加比例，考察乳液中的多组分调整对乳液性能的影响。
表6：乳液中的多组分调整对乳液性能的影响
对表6中获得的乳液进行性能测试，测试结果见表7。
表7：实验1-8技术效果汇总：
| 序号 | 烫印温度/℃ | 水洗牢度/(10次) | 耐磨牢度/(20000r) | 触感 |
| 1 | 130 | 无掉粉 | 轻微磨损 | 5 |
| 2 | 130 | 无掉粉 | 无磨损 | 5 |
| 3 | 135 | 无掉粉 | 无磨损 | 4 |
| 4 | 130 | 略变暗 | 无磨损 | 5 |
| 5 | 135 | 无掉粉 | 轻微磨损 | 5 |
| 6 | 130 | 略变暗 | 轻微磨损 | 5 |
| 7 | 130 | 有掉粉 | 轻微磨损 | 4 |
由实验1-6可知，在添加功能性单体，调整乳化剂类型、比例，软、硬单体配比之后，适当调整乳液中其他组分的范围，所获得的乳液仍能保持很好的防掉粉性能和抗磨损性能，也能保证烫金印花的触感。由实验7可知，功能性单体的添加量不宜过多，过度添加仍会引起掉粉。
Claims (10)
1.一种烫金用水性丙烯酸乳液，其特征在于，以质量计，包括以下组分：软单体20％-30％，硬单体5％-10％，功能性单体0.1％-1.7％；非离子型乳化剂0.2％-0.6％，交联剂0.5％-0.6％；固化剂0.05％-0.1％，引发剂0.1％-0.2％，去离子水60％-75％。
2.根据权利要求1所述的烫金用水性丙烯酸乳液，其特征在于，以质量计，包括以下组分：软单体20％-27％，硬单体0.5％-5％，功能性单体0.9％-1.7％；非离子型乳化剂0.2％-0.5％，交联剂0.5％-0.6％；固化剂0.05％-0.1％，引发剂0.1％-0.2％，去离子水60％-75％，所述软单体为甲基丙烯酸丁酯15％-17％和甲基丙烯酸异辛酯5％-10％的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的烫金用水性丙烯酸乳液，其特征在于，所述功能性单体为封端型异氰酸酯丙烯酸酯单体、丙烯酸、衣康酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的烫金用水性丙烯酸乳液，其特征在于，所述非离子性乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐、烯丙氧基异构醇聚氧乙烯醚中一种或两种混合。
5.根据权利要求1或2所述的烫金用水性丙烯酸乳液，其特征在于，所述乳液还包括0.5％-1％的阴-非离子型乳化剂。
6.根据权利要求1或2所述的烫金用水性丙烯酸乳液，其特征在于，所述交联剂为双丙酮丙烯酰胺，所述固化剂为癸二酸二酰肼。
7.根据权利要求5所述的烫金用水性丙烯酸乳液，其特征在于，所述阴-非离子型乳化剂为烯丙氧基异构醇醚硫酸酯氨盐。
8.根据权利要求1或2所述的烫金用水性丙烯酸乳液，其特征在于，所述功能性单体添加量为1.0～1.5％。
9.根据权利要求1或2所述的烫金用水性丙烯酸乳液，其特征在于，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯。
10.根据权利要求1或2所述的烫金用水性丙烯酸乳液，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或多种。
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