【集萃網(wǎng)觀察】涂料染色具有工藝簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、節(jié)約能源、縮短流程等優(yōu)點(diǎn)．在涂料染色過(guò)程中，涂料以微粒形式分散于染液，并與粘合劑及其他助劑均勻混合．通過(guò)織物的浸軋,被攜帶到纖維表面,沉積在纖維毛細(xì)管空隙或組織間隙中．隨著織物在烘干和焙烘過(guò)程中受熱，布面水分和其他揮發(fā)組分的蒸發(fā)，粘合劑大分子聚集體之間距離縮小,同時(shí)排擠粘合劑周圍的乳化劑而形成堅(jiān)牢耐摩的高分子膜，緊緊地粘結(jié)于纖維表面．
涂料染色只能染中淺色，在染藏青、黑、棕等深色時(shí)布面易出現(xiàn)色斑和色柳等問(wèn)題，同時(shí)耐摩擦牢度差、手感偏硬．目前解決上述問(wèn)題常用方法是采用陽(yáng)離子改性劑對(duì)棉纖維進(jìn)行預(yù)處理，在纖維表面引入陽(yáng)離子基團(tuán)從而增強(qiáng)棉纖維對(duì)涂料的吸附能力，提高染色深度．
本文擬合成陽(yáng)離子粘合劑進(jìn)行涂料染色，在解決上述問(wèn)題的同時(shí)也縮短了工藝流程．陽(yáng)離子聚合物乳液的合成方法有常規(guī)乳液聚合法、轉(zhuǎn)換法、自乳化聚合法．常規(guī)乳液聚合法是選用陽(yáng)離子表面活性劑進(jìn)行乳化，按常規(guī)的乳液聚合方法來(lái)聚合陽(yáng)離子乳液；轉(zhuǎn)換法是先用陰離子乳化劑聚合陰離子膠乳，然后再加入大量的陽(yáng)離子表面活性劑與兩性表面活性劑進(jìn)行轉(zhuǎn)換，該法要消耗大量的乳化劑，環(huán)境污染嚴(yán)重．自乳化聚合法是不使用乳化劑或使用微量乳化劑，采用含有陽(yáng)離子基的單體和引發(fā)劑等通過(guò)無(wú)皂乳液聚合方法合成陽(yáng)離子聚合物乳液，因?yàn)槠鋵?duì)單體、引發(fā)劑都有特殊的要求，成本較高．本文采用常規(guī)乳液聚合法合成陽(yáng)離子聚合物乳液．
1試驗(yàn)
1．1材料
丙烯酸丁酯(BA)，工業(yè)級(jí)，上海華誼集團(tuán)有限公司；甲基丙烯酸甲酯(MMA)，工業(yè)級(jí)，上海高橋石化公司；1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯，工業(yè)級(jí)，上海卓銳化工有限公司；丙烯酸乙酯，工業(yè)級(jí)，廈門(mén)市德祥化工有限公司；過(guò)硫酸銨(APS)，分析純，上海恒利精細(xì)化工有限公司；非離子乳化劑XL一50，工業(yè)級(jí)，巴斯夫中國(guó)有限公司；平平加0，工業(yè)級(jí)，廣州天金化工有限公司；十六烷基三甲基溴化銨，工業(yè)級(jí)，上海金山經(jīng)緯化工有限公司；KRC黃、D301蘭、D118紅，工業(yè)級(jí)，上海油墨泗聯(lián)化工有限公司；陰離子粘合劑，工業(yè)級(jí)，常州漢斯化學(xué)品有限公司．
1．2儀器
SD—PD—01—180型涂料染色機(jī)(江蘇省常州市東高染整有限公司、無(wú)錫市勝東紡織印染設(shè)備廠聯(lián)合研制)、Y571B型摩擦牢度儀(常州)、YG982型燈箱(常州)、800B離心機(jī)(上海)、Datacolor SF600 PlusCT測(cè)配色儀(瑞士)、SW一24A耐洗色牢度儀(常州)、沖壓機(jī)CP一25C(上海)、游標(biāo)卡尺(上海)、WDT一5微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)(深圳)．
1．3陽(yáng)離子乳液合成
將裝有回流冷凝管、攪拌器、滴液漏斗的四口燒瓶置于恒溫水浴槽中，加入乳化劑十六烷基三甲基溴化銨、非離子乳化劑XL一50、非離子乳化劑平平加O和蒸餾水620 g，攪拌均勻，升溫至85℃，加入過(guò)硫酸銨，滴加丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯等單體混合物，調(diào)節(jié)乳液pH值至3～5，控制滴加速度，滴加時(shí)間為3 h，滴加完補(bǔ)加定量過(guò)硫酸銨，保溫l h，升溫至90℃，保溫1h，冷卻至60℃過(guò)濾出料． 1．4陽(yáng)離子粘合劑染色樣制備
1．4．1生產(chǎn)前應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
涂料染色半制品要求較高，要做到燒毛勻凈(4級(jí)以上)，布面毛效要求一致，控制在8 cm以上，白度適中均勻．尤其要加強(qiáng)退漿處理，保證漿料退盡，布面保持中性，落布干燥含潮率一致，布面平挺無(wú)皺．
化料必須嚴(yán)格按操作程序進(jìn)行，其配制程序如下：高位槽內(nèi)加入適量冷水，然后依次加入粘合劑、涂料色漿等，邊加邊溫和攪拌至均勻。
為了防止前后色差，應(yīng)保持浸軋液面高度一致．
采用均勻軋車一浸多軋，嚴(yán)格控制紅外線預(yù)烘溫度，防止涂料泳移和粘結(jié)導(dǎo)輥．
1．4．2工藝流程及工藝條件
半制品→涂料軋染(均勻軋輥，軋余率70％)→紅外烘干(紅外溫度25℃)→熱風(fēng)烘干(熱風(fēng)烘房溫度110℃)→夕林烘干(烘筒溫度130℃)→預(yù)縮→成品．
涂料染色配方：22 g／L KRC黃，20 g／L D301蘭，13 g／L D118紅，80 g／L粘合劑．
1．5測(cè)試及表征
1．5．1 陽(yáng)離子粘合劑基本性能測(cè)試
(1)粒徑分布：采用Mastersizer 2000激光粒徑分析儀測(cè)試．
(2)外觀：目測(cè)．
(3)含固量：準(zhǔn)確稱取一定量樣品，放入潔凈干燥稱量瓶中，80℃烘干至恒量；置于干燥器中l(wèi)～2 h后稱重，按式(1)計(jì)算含固量：
含固量=(m2-mo)／(m1-mo)x 100％ (1)
式中，m。為稱量瓶質(zhì)量；m1為產(chǎn)品和稱量瓶總質(zhì)量；m2為烘干后產(chǎn)品和稱量瓶總質(zhì)量．
(4)粘度：采用NDJ一9s數(shù)字粘度計(jì)，將試樣容器中的試樣和轉(zhuǎn)子恒溫至(25±0．5)℃，并使試樣溫度均勻．
(5)離心穩(wěn)定性將樣品用800B離心機(jī)，以3 000 r／min處理30 min，觀察有無(wú)分層和沉淀．
(6)稀釋穩(wěn)定性將樣品稀釋至含固量為3％，然后倒入試管中，放置72 h，觀察其是否分層．若無(wú)分層現(xiàn)象說(shuō)明待測(cè)乳液稀釋穩(wěn)定性好；若有分層現(xiàn)象，則需進(jìn)一步測(cè)量澄清液高度，澄清液高度越高，則其稀釋穩(wěn)定性越差．
1．5．2陽(yáng)離子粘合劑成膜性能測(cè)試
(1)室溫成膜性：將少量乳液倒在聚四氟乙烯板上，室溫下自然干燥成膜，觀察其室溫成膜性．
(2)膠膜溶失率：取一定量的膠膜，分別于不同溫度下焙烘3 min，取出，冷卻，稱重(m1)；然后將膠膜置于水中24 h，取出烘干，稱重(m2)；按式(2)計(jì)算膠膜的溶失率． 膠膜的溶失率=(m1-m2)／m1 x100％ (2)
(3)膠膜吸水率：稱取少量乳液，在遠(yuǎn)紅外線快速干燥器內(nèi)快速烘干，取出、冷卻并稱重(m1)；然后將膠膜置于去離子水中24 h后取出，用濾紙擦凈表面水跡，稱重(m2)；按式(3)計(jì)算膠膜的吸水率．
膠膜的吸水率=(m2-m1)／m1 x100％ (3)
(4)膠膜斷裂強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率：用XFX啞鈴型制樣機(jī)裁取長(zhǎng)為20 mm、工作部分寬為4 mm的樣條，使用WDT一5微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)定．
1．6陽(yáng)離子粘合劑應(yīng)用性能測(cè)試
1．6．1顏色深度
顏料深度是指不透明的固體物質(zhì)的顏色給予人們的直觀深度感覺(jué)或顏色的濃度，其大小常受固體物質(zhì)中有色物質(zhì)含量的多少、有色物質(zhì)的物理狀態(tài)、固體表面的光學(xué)性質(zhì)等各種因素的影響，顏色深度值的大小通常用Kubelka—Munk函數(shù)的(K／S)值來(lái)表示即：
K／S=(1-R) 2／2R
式中：K為吸收系數(shù)，S為散射系數(shù)，R為分光反射率．
K／S值越大，表示顏色越深；K／S值越小，則表示顏色越淺．
測(cè)試方法：采用Datacolor SF600 PlusCT電腦測(cè)色配色系統(tǒng)測(cè)定染色織物K／S值．
1．6．2色度值
自然界中的所有顏色都可以用明度、色調(diào)和飽和度三個(gè)基本屬性來(lái)描述．明度指人眼對(duì)物體的明暗感覺(jué)，是表示物體表面明亮程度的一種屬性；色調(diào)指顏色的基本色澤，是彩色彼此互相區(qū)分的特性；飽和度是指彩色的純潔性．一般來(lái)說(shuō)，明度決定于有色物質(zhì)的濃淡，色調(diào)決定于有色物質(zhì)的顏色，飽和度則和顏色的鮮艷度有關(guān)顏色的這三個(gè)屬性或三個(gè)參數(shù)(L,a,b)就構(gòu)成了顏色的三維空間．
測(cè)試方法：采用Datacolor SF600 PlusCT電腦測(cè)色配色系統(tǒng)測(cè)定染色織物的明度L、色調(diào)a和b、彩度C以及色相h．
1．6．3色牢度
耐摩擦色牢度的測(cè)定(參照GB／T 3920—1997)，用Datacolor SF600 PlusCT測(cè)配色儀進(jìn)行沾色評(píng)級(jí)．
耐洗色牢度的測(cè)定(參照GB／T 3921．1—1997)，用Datacolor SF600 PlusCT測(cè)配色儀進(jìn)行變色和沾色評(píng)級(jí)．
1．6．4織物上游離甲醛含量 織物上游離甲醛含量測(cè)定按AATCC一112規(guī)定方法(萃取法)測(cè)定．
2結(jié)果與討論
2．1陽(yáng)離子粘合劑的基本性能
陽(yáng)離子粘合劑粒徑見(jiàn)圖1． 圖1 陽(yáng)離子粘合劑粒徑及分布 乳膠粒的尺寸及尺寸分布是乳液聚合的一個(gè)重要參數(shù)，他們直接關(guān)系著聚合物的性能，同時(shí)也反映了聚合歷程由圖1可看出，陽(yáng)離子粘合劑粒徑較小，其粒徑值在20～50 nm，乳液粒徑及其分布因數(shù)越小，穩(wěn)定性越高，同時(shí)陽(yáng)離子粘合劑在織物表面成膜也均勻．
將陽(yáng)離子粘合劑與常規(guī)陰離子粘合劑進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表1．
表1 陽(yáng)離子粘合劑與常規(guī)陰離子粘合劑基本性能比較 由表1知陽(yáng)離子粘合劑在外觀、含固量、粘度、離心穩(wěn)定性及稀釋穩(wěn)定性方面與常規(guī)陰離子相近，可以適應(yīng)工廠應(yīng)用環(huán)境．
在合成陽(yáng)離子粘合劑過(guò)程中，乳化劑用量過(guò)低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)凝膠、分層現(xiàn)象．這是因?yàn)槿榛瘎舛容^低時(shí)，僅部分乳膠粒表面被乳化劑分子所覆蓋，故乳膠粒易發(fā)生聚集，由小乳膠粒生成大乳膠粒．當(dāng)乳化劑用量增加時(shí)，聚合速率提高，乳液的外觀逐漸變得透明且藍(lán)光明顯．這是因?yàn)槿榛瘎┯昧吭龃�，膠束數(shù)目越多，成核粒子數(shù)增加，使得乳膠粒子變小，表現(xiàn)為乳膠透明且藍(lán)光足．但是，當(dāng)乳化劑用量過(guò)多時(shí)會(huì)影響陽(yáng)離子粘合劑耐水性和色牢度．
2．2膜性能
陽(yáng)離子粘合劑在成膜過(guò)程中是成連續(xù)膜，在成膜過(guò)程中粘合劑交聯(lián)點(diǎn)之間的分子鏈的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單個(gè)鏈段的長(zhǎng)度，作為運(yùn)動(dòng)單元的鏈段仍可以運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為成膜均勻且連續(xù)．當(dāng)交聯(lián)程度過(guò)大，導(dǎo)致交聯(lián)距變短，形成的分子網(wǎng)絡(luò)過(guò)于致密而不利于分子鏈段的運(yùn)動(dòng)和相互纏結(jié)，使分散在水中的粘合劑顆粒不易靠攏、接觸，致使粘合劑不易成膜．在陽(yáng)離子粘合劑成膜后對(duì)其膠膜溶失率進(jìn)行測(cè)定，具體結(jié)果見(jiàn)圖2． 圖2溫度對(duì)膠膜溶失率的影響 在100℃以下膠膜的溶失率要明顯高于100℃以上，這是由于在100℃以下，粘合劑大分子未發(fā)生有效的交聯(lián)．在120℃過(guò)后，膠膜的溶失率相差無(wú)幾，可見(jiàn)本陽(yáng)離子粘合劑在120℃交聯(lián)完全．
陽(yáng)離子粘合劑膠膜的吸水性較小,其吸水率是18％,相對(duì)于常規(guī)陰離子粘合劑的28％,其表現(xiàn)出更優(yōu)異的耐水洗性能.在對(duì)膠膜進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)可知,陽(yáng)離子粘合劑膠膜最大拉伸強(qiáng)度是1.34 MPa.在合成過(guò)程中通過(guò)調(diào)整軟硬單體比值,使分子間的交聯(lián)密度及分子間的運(yùn)動(dòng)性達(dá)到最佳程度,從而使膜既有適當(dāng)?shù)娜嵝杂钟羞m宜的剛性.當(dāng)硬段含量太高,約束了聚合物鏈段的活動(dòng)和擴(kuò)散能力,導(dǎo)致涂膜變硬變脆,失去柔性,拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率降低．此外，這也可能由于硬段含量較低時(shí)，較長(zhǎng)的軟段難以與硬段微區(qū)相互滲透，使硬段也能很好地相互聚集，形成規(guī)整度較高的硬段微區(qū)，在宏觀上表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度增大，韌性變好．
2．3陽(yáng)離子涂料染色效果
2.3．1顏色性質(zhì)
由表2可知，陽(yáng)離子粘合劑染色后織物的K／S值增加，這表明涂料染色后織物得色增加．染色織物的明度L，紅綠a,黃綠b，飽和度c的測(cè)試值表明采用陽(yáng)離子粘合劑染色未使織物色光萎暗．色相值h表明采用陽(yáng)離子粘合劑染色與采用常規(guī)陰離子粘合劑染色具有相似色相．即工廠可根據(jù)常規(guī)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行染色色光調(diào)整。
表2粘合劑對(duì)染色后織物顏色的影響 2．3．2陽(yáng)離子粘合劑涂料染色織物色牢度
粘合劑質(zhì)量好壞直接影響涂料染色織物的色牢度．將陽(yáng)離子粘合劑與陰離子粘合劑在涂料染色大生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行應(yīng)用比較，摩擦牢度結(jié)果見(jiàn)表3，耐洗色牢度比較見(jiàn)表4．
表3粘合劑對(duì)染色后織物摩擦牢度的影響 由表3可以看出，在同樣生產(chǎn)條件下，陽(yáng)離子粘合劑染色后織物的濕摩擦牢度可提高1級(jí)．涂料染色織物的耐洗色牢度反映了涂料與織物的結(jié)合牢度，同時(shí)也反映了水洗脫落的涂料粒子沾移到多纖維貼襯上的沾移程度．由表4可知，陽(yáng)離子粘合劑的水洗沾色牢度要高于常規(guī)陰離子粘合劑0．5級(jí)．
表4粘合劑對(duì)染色后織物耐洗色牢度的影響 2．3．3織物上游離甲醛含量
取大樣生產(chǎn)織物進(jìn)行甲醛含量測(cè)試，測(cè)試結(jié)果是甲醛含量0，陽(yáng)離子粘合劑完全不含有甲醛，同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中也不會(huì)有甲醛釋放出來(lái)，可以達(dá)到安全綠色生產(chǎn)．
3結(jié)論
陽(yáng)離子粘合劑粒徑小且分布均勻，乳液穩(wěn)定性好，粘度低．在染色過(guò)程中陽(yáng)離子粘合劑與棉纖維具有較強(qiáng)的結(jié)合力，能在織物表面形成完整均勻的薄膜．與常規(guī)涂料染色相比，陽(yáng)離子粘合劑染色后織物的K／S值明顯增大，色牢度提高，這是陽(yáng)離子粘合劑涂料染色最大優(yōu)勢(shì)；同時(shí)染色后織物手感柔軟且完全不含有甲醛．染色后織物環(huán)保性能滿足《國(guó)家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范》GB 18401—2003要求，該質(zhì)量指標(biāo)高于棉印染布產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB一411—77—1993標(biāo)準(zhǔn)；且在本次整個(gè)大樣生產(chǎn)過(guò)程中未出現(xiàn)粘輥現(xiàn)象． 來(lái)源: 印染在線 作者：紀(jì)俊玲,蔣菲,張聰,潘秋星
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