一種數碼印花粘合劑、製備方法及其應用的製作方法

2023-05-24 23:49:41 1

專利名稱：一種數碼印花粘合劑、製備方法及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種數碼印花粘合劑，更具體的說，是指一種數碼印花粘合劑、製備方法及其應用，屬於紡織化學技術領域。
背景技術：
在塗料數碼噴墨印花工藝中，塗料墨水的開發很重要，其中的關鍵技術是塗料墨水用粘合劑的研發(一般粘合劑的性質決定了織物焙烘的溫度)。粘合劑的好與壞直接影響到織物的手感、色澤和織物的各項色牢度。市場上用於塗料數碼印花的粘合劑質量殘差不齊，普遍存在成膜耐水性差、手感差、冷脆熱粘等問題，同時，這些粘合劑需要高溫焙烘，這 對聚乳酸面料是不利的。聚乳酸纖維從穀物中取得，其製品在土壤或海水中經微生物作用可分解為二氧化碳和水，燃燒時，不會散發毒氣，不會造成汙染，是一種可持續發展的生態纖維。聚乳酸面料其耐熱性差，高溫下織物容易發生脆損。因此聚乳酸面料在用塗料數碼印花時其焙烘溫度不能太高，同時還要保證織物的手感和色牢度達到一定的等級。常規塗料印花用的低溫型粘合劑一般有三類第一類其自交聯基團的活性很高，在相對較低的熱處理條件下(IOO0C )就能進行交聯反應。但是這種低溫粘合劑穩定性較差，儲存時間不長，這種粘合劑的水分蒸發很快，很容易在室溫條件下交聯成膜，造成整個體系粘度增大，從而導致有印花堵網現象，人們有時在印漿系統添加一些保溼劑，但新的問題隨之而來，由於保溼劑的假如會影響織物的溼
摩擦牢度。第二類是一些外加催化劑的粘合劑，即A+B雙組份，其中A為催化劑，B為粘合劑，通過A的催化作用B可以在低溫下完成交聯固化，不足之處是配置比較麻煩，而且配製品穩定性不佳，殘漿無法回用。第三類低溫粘合劑主要是採取輻射引發交聯技術合成低溫粘合劑，但是成本比較高，普通推廣也很困難。以上所說的低溫粘合劑雖然在焙烘溫度上達到聚乳酸面料的要求，但是遠不能滿足數碼印花系統的要求，如與塗料墨水相容性、保持數碼印花機噴頭的潤溼性和順暢性、自身的分散性，粒徑分布等。由於前述聚乳酸面料的特點，應用於聚乳酸面料數碼噴墨印花的粘合劑需要達到以下條件1、需要進行低溫焙烘(100 120°C)，不會對聚乳酸面料產生強力損傷，且能滿足印花色牢度及織物柔軟手感的要求。2、滿足數碼印花系統的要求，不能堵塞噴頭，這需要粘合劑有一定的保溼性、粘性、分散性，在低溫條件下穩定性要高。3、不含ΑΡΕ0、甲醛及難降解化合物等，環保無汙染。

發明內容
為解決上述技術問題，本發明第一方面目的是提供一種數碼印花粘合劑，該粘合齊IJ不含ΑΡΕ0、甲醛及難降解化合物等，環保無汙染，具有良好的穩定性和分散性能，能夠防止顏料粒子聚沉，在較低溫度以下焙烘(100-120°C )成膜交聯，極大程度降低能耗及汙水排放，還能獲得良好的印花色牢度及柔軟的手感。為了達到上述目的，本發明採取的技術方案如下一種數碼印花粘合劑，其特徵在於，包括按重量百分比的下列組成
低溫自交聯樹脂40% 50%
表衡活性劑5% 10%
分散劑5% 15%
多元醇10% 20% 去離子水餘量。所述的粘合劑中所述表面活性劑為有機矽類消泡劑和脂肪醇硫酸酯類滲透劑按1:1重量比配置而成。採用上述消泡劑可以降低泡沫性，而滲透劑則耐酸鹼、穩定性較好。所述分散劑為聚丙烯酸鈉鹽、丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物的一種或兩種，採用聚丙烯酸鈉鹽、丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物的高分子分散劑，在顏料粒子的分散穩定過程中，除靜電斥力外，它還可以提供有效的位阻斥力，故分散穩定性比傳統的要好，可有效防止塗料粒子聚集堵塞嗔頭。所述多元醇為山梨醇、季戊四醇、木糖醇、二丙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇的一種或多種，醇類物質不僅能增加給溼性，調節體系粘度，而且可以改善樹脂的柔韌性和耐蝕性。其中二丙二醇、新戊二醇、均能對聚氨酯進行改性，但合成的聚氨酯樹脂柔韌性太大，一般不單獨使用，而是和相應的其他二元醇混合使用。本發明的低溫自交聯樹脂是指聚矽氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網絡聚合物。所述的聚矽氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網絡聚合物，採用以下組分按重量百分比配置而成
聚二甲基矽氧烷乳液10% 20%
水性聚氨酯預聚物10% 20%
丙烯酸酯5% 15%
低溫交聯單體5% 10%
乳化劑1% 3%
引發劑O. 1% O. 5%
去離子水餘量。上述組分中所述的聚二甲基矽氧烷乳液(購自石獅市綠宇化工貿易有限公司)作為核內物質，主要給粘合劑皮膜提供柔韌性，改善織物手感。所述的水性聚氨酯預聚物是由二異氰酸酯TDI與聚醚多元醇在擴鏈劑二羥甲基丙酸作用下擴鏈生成的預聚體，結構中含有端基一 NC0，可與纖維素纖維中的一 OH發生交聯反應，再者大分子重複單元上含有活潑氫，能與分子本身未反應的異氰酸酯基形成交聯，進一步提高塗料印花的各項牢度。另外，分子結構中的聚醚，有一定的保溼性，可以使聚合物顆粒外層具有合理的水化層，減少自由水的分量，紡止水分過早蒸發，延緩成膜，維持體系粘度，使之能夠適應數碼印花的噴頭，儲存穩定性也大大提高，這是常規低溫粘合劑所不及的。所述的丙烯酸酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯的任意一種；優選採用丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯，這是因為單體中的環氧基具有活性，可自身交聯，也可與纖維素中的羥基交聯，甚至可與如塗料結構中含有活潑氫的功能性基團交聯，能有效的提高印花後的色牢度。所述低溫交聯單體為2-氯-3-羥基丙烯，該單體中氯原子具有吸電子性，羥甲基具有活性，可以在脫水(固化)時自交聯，也可與纖維中的羥基發生交聯，其突出優點是可以在較低的溫度下(90°C )交聯，而且無甲醛釋放。所述乳化劑為陰離子表面活性劑，優選為十二烷基硫酸鈉與硬脂酸聚氧乙烯酯複合而成的乳化劑。
所述引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨或偶氮二異丁氰中的一種。所述聚矽氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網絡聚合物的配置方法如下先在聚二甲基矽氧烷乳液中加入低溫交聯單體、乳化劑、去離子水以及1/3的丙烯酸酯，升溫到50 60°C進行聚合得到核/殼乳液聚合物，然後加入水性聚氨酯預聚物，以I. 5 2h的速度滴加2/3的引發劑，滴加完後升溫至70°C反應2 3小時，再於I I. 5h內加入剩餘2/3的丙烯酸酯和剩餘1/3的引發劑，升溫至75°C保溫反應3小時，反應完成後，再用三乙醇胺中和，最終在乳液粒子內部形成三層互穿網絡聚合物。本發明在聚矽氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網絡聚合物的製備過程中，採用聚氨酯和丙烯酸酯逐步順序聚合的方法，同時控制丙烯酸酯和引發劑的加入量和加入速度，最終合成聚矽氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網絡聚合物。本發明採用聚矽氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網絡聚合物，結合了三種聚合物乳液的優點，可以有效實現性能互補。一方面由於矽氧烷的引入，織物具有柔軟的手感但也擁有了拒水性，另一方面，該聚合物含有多個交聯基團，不僅能在低溫下與纖維進行交聯成膜，將塗料粒子牢固的鎖在織物上，提高其印花色牢度，而且還帶來了許多性能，如手感、延伸強度、吸水率等。該三層互穿網絡結構，存在強迫相容和協同效應，增強了乳液穩定性，使產物同時具備三種聚合物的優點，具有優良的溼摩擦牢度。本發明第二方面目的是提供一種上述數碼印花粘合劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟(I)、按重量百分比配置以下組分
低溫自交聯樹脂40% 50%
表面活性劑5% 10%
分散劑5% 15%
多元醇10% 20%
去離子水餘量；(2)、將上述配方中所有物料除多元醇外直接加入反應釜，採用高剪切乳化機高速攪拌3-5小時，即可出料；注意釜內溫度不能高於70-80度，否則會發生自交聯，必要時可採用外部冷卻的方法。然後將攪拌機速度降到1000轉左右，再加入多元醇進行攪拌均勻即得數碼印花粘合劑。多元醇在較低攪拌速度下加入，其原因是高速攪拌下溫度升高多元醇易和樹脂發生縮合，粘度增大。本發明第三方面目的是提供一種上述數碼印花粘合劑在聚乳酸纖維織物數碼印花中的應用。 本發明的有益效果如下I、本發明的粘合劑不含有害物質如甲醛、APEO以及難降解化合物等，具有良好的環保性。2、採用本發明的粘合劑，可以實現低溫焙烘(100_120°C )，不會對聚乳酸纖維帶來強力損傷，而且由於粘合劑中改性聚矽氧烷的引入，印花織物的手感較為柔軟。3、本發明粘合劑配方中的其他助劑能與樹脂相互協同，提高粘著性和產品色牢度，經檢測，織物經多次水洗後，牢度還能維持在5級。4、應用方式多樣本發明的粘合劑可以與墨水一同配置，也可分開單獨配置。5、由於國內數碼噴墨印花機的噴頭不統一，所以本發明粘合劑可針對噴頭種類來確定粘合劑的加入方式，既可以加入顏料中做成塗料墨水，也以作為預處理劑採用粘合劑預先處理織物，再進行塗料噴墨。因此該粘合劑應用範圍和應用方式非常廣泛。以下結合具體實施例對本發明作進一步詳細描述，但本發明不僅僅局限於以下實施例。
具體實施例方式實施例I :(I)製備低溫自交聯樹脂低溫自交聯樹脂配方如表I所示。表I、低溫自交聯樹脂配方(按重量百分比)
聚二甲基矽 7JC性聚氣丙烯酸低溫交去離
氧烷乳液酯預聚物甲酯聯單體子水
比例10%10%5%5%1% 0.1% 68.9%製備方法先在反應釜中加入聚二甲基矽氧烷乳液，然後加入低溫交聯單體、乳化齊U、去離子水、以及1/3的丙烯酸甲酯，攪拌半小時，升溫到50°C進行聚合得到核/殼乳液聚合物，然後加入水性聚氨酯預聚物，以2h的速度滴加2/3的過硫酸鉀引發劑，滴加完後升溫至70°C反應2小時，再於Ih內加入剩餘2/3的丙烯酸甲酯和1/3的過硫酸鉀引發劑，升溫至75°C保溫反應3小時，反應完成後，再用三乙醇胺中和，在乳液粒子內部形成三層聚合物互穿網絡，得到低溫自交聯樹脂。(2)製備粘合劑粘合劑配方如表2所示。表2、粘合劑配方(按重量百分比)
權利要求
1.一種數碼印花粘合劑，其特徵在於，包括按重量百分比的下列組成低溫自交聯樹脂40% 50%表面活性劑5% 10%分散劑5% 15%多元醇10% 20%去離子水餘量。
2.根據權利要求I所述的一種數碼印花粘合劑，其特徵在於所述表面活性劑為有機矽類消泡劑和脂肪醇硫酸酯類滲透劑按1:1重量比配置而成。
3.根據權利要求I所述的一種數碼印花粘合劑，其特徵在於所述分散劑為聚丙烯酸鈉鹽、丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物的一種或兩種。
4.根據權利要求I所述的一種數碼印花粘合劑，其特徵在於所述多元醇為山梨醇、季戊四醇、木糖醇、二丙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇的一種或多種。
5.根據權利要求I所述的一種數碼印花粘合劑，其特徵在於所述低溫自交聯樹脂為聚矽氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網絡聚合物。
6.根據權利要求5所述的一種數碼印花粘合劑，其特徵在於所述的聚矽氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網絡聚合物，採用以下組分按重量百分比配置而成 聚二甲基矽氧烷乳液10% 20% 水性聚氨酯預聚物10% 20% 丙烯酸酯5% 15% 低溫交聯單體5% 10% 乳化劑1% 3% 引發劑0.1% O. 5% 去離子水餘量。
7.根據權利要求6所述的一種數碼印花粘合劑，其特徵在於所述的水性聚氨酯預聚物是由二異氰酸酯與聚醚多元醇在擴鏈劑二羥甲基丙酸作用下擴鏈生成的預聚體；所述的丙烯酸酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯的任意一種；所述低溫交聯單體為2-氯-3-羥基丙烯；所述乳化劑為陰離子表面活性劑；所述引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨或偶氮二異丁氰中的一種。
8.根據權利要求6所述的一種數碼印花粘合劑，其特徵在於所述聚矽氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網絡聚合物的配置方法如下先在聚二甲基矽氧烷乳液中加入低溫交聯單體、乳化劑、去離子水以及1/3的丙烯酸酯，升溫到50 60°C進行聚合得到核/殼乳液聚合物，然後加入水性聚氨酯預聚物，以I. 5 2h的速度滴加2/3的引發劑，滴加完後升溫至70V反應2 3小時，再於I I. 5h內加入剩餘2/3的丙烯酸酯和剩餘1/3的引發劑，升溫至75°C保溫反應3小時，反應完成後，再用三乙醇胺中和，得到聚矽氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網絡聚合物。
9.一種數碼印花粘合劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟 (I)、按重量百分比配置以下組分低溫自交聯樹脂40% 50% 表面活性劑5% 10% 分散劑5% 15% 多元醇10% 20% 去離子水餘量；(2)、將上述配方中所有物料除多元醇外直接加入反應釜，採用高剪切乳化機高速攪拌3-5小時，即可出料；然後將攪拌機速度降到1000轉，再加入多元醇進行攪拌均勻即得數碼印花粘合劑。
10.一種權利要求1-9之一製備的數碼印花粘合劑在聚乳酸纖維織物數碼印花中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種數碼印花粘合劑、製備方法及其應用，其特徵在於，包括按重量百分比的下列組成低溫自交聯樹脂40%～50%；表面活性劑5%～10%；分散劑5%～15%；多元醇10%～20%；去離子水餘量。本發明的數碼印花粘合劑，不含APEO、甲醛及難降解化合物等，環保無汙染，具有良好的穩定性和分散性能，能夠防止顏料粒子聚沉，在較低溫度以下焙烘成膜交聯，極大程度降低能耗及汙水排放，應用於聚乳酸纖維織物數碼印花中，能獲得良好的印花色牢度及柔軟的手感。
文檔編號D06P1/651GK102899927SQ201210411389
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月24日 優先權日2012年10月24日
發明者賈佳, 崔桂新, 張孝南, 王堯峰 申請人:紹興中紡院江南分院有限公司