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SL407水性臺板膠的研制

集萃印花網 2010-02-23 00:00:00

【集萃網觀察】0 前言

在紡織品印花過程中，為保證印花順利進行和準確的套印精度，常采用在印花板上涂覆粘合劑的方法，將柔軟的紡織物平整牢固地附著于印花臺板上。工藝要求這種粘合劑只需涂刮一次，即可多次反復使用，并且不含沾污紡織物的物質。常見的臺板膠有淀粉型、蠟脂型和合成樹脂型三類。其中，淀粉類臺板膠重復使用性很差，蠟脂類粘合力低，且受溫度影響很大。因此，這兩類臺板膠已逐漸被淘汰。

聚丙烯酸酯類臺板膠由于粘接強度較高，重復使用性能優(yōu)良，近來發(fā)展很快。其中乳液型丙烯酸酯類臺板膠由于采用水作為溶劑，無毒、無污染，粘結力強，重復使用性好，其加工的產品可直接用于食品包裝和醫(yī)療衛(wèi)生用品，屬環(huán)保型產品，因而逐漸為紡織印花行業(yè)所接受。

1 試驗部分

1.1 原料

丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸-2-乙基己酯、十二烷基硫醇(以上均為工業(yè)純)；N-羥甲基丙烯酰胺、過硫酸胺(以上為分析純)；復合乳化劑(工業(yè)純)。上述產品均為市售。

1.2 聚合工藝

采用預乳化全滴加聚合工藝。

(1)先將部分水、復合乳化劑加人到四口反應瓶中，開啟攪拌，將混合單體慢慢加入反應瓶中，預乳化1h，放出預乳液，待用。

(2)將剩余的水、乳化劑加人反應瓶中，開啟攪拌，升溫至8O℃，開始滴加預乳液，并一次投人引發(fā)劑，加料和保溫時間都為2 h。

1．3 性能測試

表征臺板膠粘結性能即粘結力的指標有四種：初粘力71(tack)、粘結力A(adhesion)、內聚力C(eohesion)和粘基力 (keying)。性能良好的臺板膠必須滿足如下的平衡關系：T<A<C<K。

T—— 又稱快粘力，當粘制品和被粘制品以很輕的壓力接觸后，立即快速分離時所表現(xiàn)出的抗分離能力，參照GB／T 4852-1984測定。

A——一般用膠粘制品的18O°剝離強度來表征，參照GB／T 2792-l981測定。

K——l8O°剝離測試中膠層和基材脫開時所測得的剝離強度。正常情況下粘基力大于粘結力，故無法測得此值。

C——指臺板膠本身的強度，一般用膠粘制品粘貼后抵抗剪切蠕變的能力，即持粘力來表示，參照GB／T 485l-l998測定。

如滿足T<A<C<K的關系，膠粘劑制品不但具備對壓力敏感的粘結特性，而且還能滿足應用的基本要求，否則，就會產生種種質量問題。例如，T≥A，則對壓力不敏感；若A≥C，則揭除膠粘制品時會出現(xiàn)膠層破壞，導致膠粘劑沾污被粘表面，拉絲或粘背等弊�。蝗鬋≥K，就會產生脫膠(膠層脫離基材)的現(xiàn)象。

可見，臺板膠粘劑的上述四大粘結性能及其相互之間的關系，就是它們的基本性能。在研究和制備臺板膠粘劑時，必須首先滿足這些性能要求。

2 結果與討論

2．1 單體

在臺板膠中，軟單體的主要作用是保持膠粘劑的初粘力和剝離強度，而硬單體的主要作用是提高乳液膠粘劑持粘性。因此，單體的選擇對臺板膠的性能影響很大。如選用硬單體作原料，則膠的硬度高、脆性大，這類單體含量不能多，否則膠粘劑將失去粘性。而選用軟單體作原料，則膠的粘性、柔韌性好，且隨著酯基中碳原子數(shù)的增加，膠的柔韌性也相應增加。在實際工藝配方中，常選用多種單體配合協(xié)調，優(yōu)勢互補，制備出符合應用要求的產品。

為了使乳液膠粘劑剝離強度、初粘力和持粘力相匹配，必須將玻璃化溫度很低的軟單體與玻璃化溫度很高的硬單體按一定比例配合，這樣可使膠粘劑在保持一定內聚力的前提下，具備很好的初粘性和持粘力。

圖1 軟單體用量對粘結性能的影響

從圖1可知，隨著軟單體的增加，初粘力T逐漸增大，持粘力C則變化不大，且在軟單體用量較少的情況下相對較大。

帶有羧基、羥基、氨基等官能團的功能單體，與其它單體共聚后，可在大分子鏈上引入極性基團，使聚合物分子鏈間以及聚合物與被粘物表面間進行一定程度的氫鍵交聯(lián)，從而使聚合物的內聚強度和粘合性能都有較大的提高。作為臺板膠的應用性能指標，粘結力A和持粘力C必須達到一定數(shù)值，因此在配方設計中減小了硬單體用量，以期利用功能單體和官能團之間的交聯(lián)作用，及其鏈端的遷移作用，使聚合物內聚力和粘合力之間達到較好的平衡(圖2)。

圖2 功能單體用量對粘結性能的影響

2．2 乳化劑

丙烯酸酯乳液聚合常用陰離子型和非離子型乳化劑。陰離子型乳化劑的特點是乳化效率高，能有效降低表面張力和界面張力，因而用量較少，它生成的膠束小，可制成細粒乳液，易起泡沫；而非離子型乳化劑的特點正好相反。因而兩種乳化劑混用可達到取長補短的效果，乳化劑的用量一般為單體用量的2．5％左右。

圖3 乳化劑用量對粘結性能的影響

從圖3可知，隨著乳化劑用量增大，初粘力T、持粘力C逐漸減小，乳液凝聚率減小。這是因為乳化劑向膠層表面遷移，會形成一個小分子界面層，從而使聚合物的各項性能均有一定程度下降。

2.3 引發(fā)劑

在引發(fā)劑用量為單體總量的0.2%~0.8%時，丙烯酸酯乳液膠粘劑的粘結性能與引發(fā)劑用量的關系如圖4所示。

圖4 引發(fā)劑用量對粘合性能的影響

由圖4可見，引發(fā)劑用量太少或太多均會降低膠粘劑的粘結性能。引發(fā)劑用量太大時，聚合物分子量小，抗外力作用差，初粘力較低，使得膠結后剝離強度��；而當引發(fā)劑用量太少時，聚合物分子量太大，共聚物與被粘物表面作用力小，影響膠結時的持粘力，亦會降低剝離強度。同樣，隨著引發(fā)劑用量的增加，聚合物分子量降低，導致其內聚力降低，從而持粘力降低。

2．4 分子量調節(jié)劑

丙烯酸酯乳液聚合物的分子量直接影響聚合物的膠粘性能。因此，丙烯酸酯乳液聚合時常加入分子量調節(jié)劑來調節(jié)所需的應用性能。減小分子量，有利于聚合物在粘物表面的流動和潤濕，提高界面粘合力和初粘性能；增大分子量，則可提高聚合物的內聚力，使其具有較高的剪切強度和持粘力。因此，分子量必須保持在一定范圍內，并具有合適的分布，才能使臺板膠在印花工藝中的膠粘性能達到較好的平衡。