1.中南林業(yè)科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙410004; 2.杭州宏華數(shù)碼科技股份有限公司,浙江杭州310052; 3.佛山傳化富聯(lián)精細(xì)化工有限公司,廣東佛山528329
0 前言
涂料印花技術(shù)可應(yīng)用于各類織物,其印花增稠劑是印花色漿中的重要組分,直接影響著涂料印花的質(zhì)量和成本。但部分增稠劑由于含有烴類化合物,會(huì)帶來(lái)生態(tài)環(huán)保問(wèn)題[1]。國(guó)內(nèi)外紡織品生態(tài)標(biāo)簽以及一系列法規(guī),均對(duì)涂料印花提出了生態(tài)環(huán)保的要求。因此, 從20世紀(jì)90年代開始,國(guó)內(nèi)許多科研單位和企業(yè)都 致力于環(huán)保型合成增稠劑的開發(fā)與應(yīng)用[2-6]。合成增稠劑用量少、增稠效果強(qiáng)、觸變性能良好、印制花紋清晰,能部分或全部替代油/水乳化糊,克服乳化糊帶來(lái) 的污染環(huán)境問(wèn)題。
本試驗(yàn)研制的增稠劑CP,屬陰離子型合成增稠劑,以下簡(jiǎn)單介紹其合成工藝以及在涂料印花工藝中的應(yīng)用性能。
1 試驗(yàn)
1.1 材料
試劑 丙烯酸(AA),甲基丙烯酸十六酯(自制), N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM),偶氮二異丁腈(化 學(xué)純), Span-80(食品級(jí)),氨水,白礦油,二甲苯(均為 工業(yè)級(jí));黏合劑ET(BASF),涂料藍(lán)8301(上海泗 聯(lián))。
設(shè)備 NDJ-4旋轉(zhuǎn)黏度計(jì); Brookfield DV-Ⅱ+Pro 黏度計(jì);Rc-mP200磁棒印花機(jī)。
織物規(guī)格 14. 8 tex×14. 8 tex 524根/10 cm× 283根/10 cm全棉府綢。
1.2 印花增稠劑CP的合成
將適量乳化劑Span-80,引發(fā)劑偶氮二異丁腈,共聚單體,二甲苯及白礦油組成油相;氨水中和的丙烯酸和交聯(lián)劑MBAM溶于蒸餾水組成水相。
先在乳化釜中加入水相,再加入油相,乳化30 min 后,抽入反應(yīng)釜,控制攪拌速率110r/min,在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至60℃引發(fā)聚合,最后抽真空將水和二甲苯分離,得到增稠劑CP。
1.3 合成增稠劑CP性能測(cè)試
測(cè)定合成增稠劑CP的增稠性能、流變性、耐電解質(zhì)性能及抱水性。
1.4 涂料印花工藝
色漿處方/(g/200 g)
增稠劑 3
黏合劑ET 60 涂料藍(lán) 16
水 161
工藝流程
配制色漿→印花→烘干(100℃×2 min)→焙烘 (150℃×3 min)
1.5 印制性能測(cè)試
(1)K/S值、滲透率和色澤不勻度用電子測(cè)色配色儀測(cè)定印花織物(大塊面)花紋處的K/S值,計(jì)算滲透率和色澤不勻度指標(biāo)。
(2)印花織物色牢度
按GB/T 3920—1997《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取泛虶B/T 420—1990《紡織品耐洗色牢度試驗(yàn)方法》測(cè)試。 2 結(jié)果與討論
2.1 增稠性能
配制不同濃度的增稠劑原糊,用NDJ-4旋轉(zhuǎn)黏度 計(jì)4#轉(zhuǎn)子,于轉(zhuǎn)速6 r/min(室溫)條件下測(cè)定其黏度, 結(jié)果見圖1。 由圖1可知,合成增稠劑用量不同,黏度會(huì)發(fā)生較 大變化,且隨用量增加而提高。兩種合成增稠劑均具有優(yōu)異的成糊性能,相同用量下,增稠劑CP比對(duì)照樣 的增稠能力強(qiáng)。
2.2 流變性能
用NDJ-4型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)4#轉(zhuǎn)子在不同轉(zhuǎn)速下測(cè) 定1%用量增稠劑原糊的黏度,結(jié)果見圖2。 由圖2知,兩種合成增稠劑的原糊黏度隨剪切應(yīng)力增加而急劇下降,顯示出良好的流變性。具該性能的增稠劑的流變性良好,適用于平網(wǎng)和圓網(wǎng)印花。印花原糊的流變性以印花黏度指數(shù)PVI值表示,增稠劑 CP的PVI值為0. 20,對(duì)照樣PVI值為0. 215。
2.3 耐電解質(zhì)性能
配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 5%的增稠劑原糊,加入不同 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氯化鈉溶液,攪拌均勻,分別用NDJ-4黏度 計(jì)4#轉(zhuǎn)子于6 r/min條件下測(cè)其黏度變化,見圖3。 陰離子合成增稠劑耐電解質(zhì)性能普遍較差,加鹽后黏度會(huì)明顯下降。由圖3可知,合成增稠劑CP具有較好的耐電解質(zhì)性能,有利于提高印花色漿的穩(wěn)定性。 2.4 抱水性能
將合成增稠劑配制成1. 5%原糊,將帶有刻度的層析濾紙(寬約2 cm)垂直插入原糊中,測(cè)定一定時(shí)間后濾紙上的滲水高度,結(jié)果見圖4。 抱水性能指原糊對(duì)水分子的抱合能力。糊料抱水性越好,其中可自由運(yùn)動(dòng)構(gòu)成滲化的游離水就越少,越利于印制精細(xì)圖案和清晰花紋。由圖4可知,增稠劑 CP表現(xiàn)出更好的抱水性能。
2.5 印制性能
2. 5. 1 與印花助劑的相容性
用Brookfield DV-Ⅱ+Pro 6#轉(zhuǎn)子于10 r/min條件下分別測(cè)定1. 5%增稠劑原糊和添加印花黏合劑或涂料色漿后的黏度,測(cè)試其與黏合劑、涂料色漿的相容性,結(jié)果見表1。 配制涂料印花色漿時(shí),加入黏合劑和涂料色漿會(huì)使糊料黏度有一定下降,因而涂料印花增稠劑必須與印花黏合劑和涂料色漿有較好的相容性。由表1可知,增稠劑CP和對(duì)照樣與印花黏合劑、涂料色漿均具有良好的相容性。
2. 5. 2 印花效果 比較表2和表3,增稠劑CP印花產(chǎn)品的各項(xiàng)印花指標(biāo)均與對(duì)照樣接近。 3 結(jié)論
(1)合成增稠劑CP增稠能力強(qiáng),具有良好的抱水性和耐電解質(zhì)性能,與印花黏合劑、涂料及印花助劑相容性好,是制備涂料印花色漿的高效增稠劑。
(2)合成增稠劑CP調(diào)制的色漿具有良好的穩(wěn)定性,印制的花型輪廓清晰、色澤鮮艷、得色量高,各項(xiàng)性能指標(biāo)較優(yōu)。 參考文獻(xiàn):
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