一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法
2023-08-07 13:23:56
專利名稱：一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法
技術領域：
本發明涉及製備印花粘合劑的技術領域，特別是一種環保生態型的製備丙烯酸酯 印花粘合劑的方法。
背景技術：
塗料印花是一種利用粘合劑在織物表面成膜原理，將沒有親和性和反應性的塗料 粘附在織物上，再經過焙烘使塗料固定在織物表面上，賦予織物各種顏色和圖案的印花工 藝。同傳統的印花工藝相比，塗料印花具有不少優點，如塗料印花不受織物纖維的限制，也 不受織造方法的影響；塗料印花一般印製後只需固色而無需水洗，從而縮短了工藝流程，節 約了水、電、氣，減少了印染廢水對環境的汙染；因而該工藝被印染行業廣泛應用。據不完全 統計，全世界塗料印花織物佔印花布總量的55%左右，在美國塗料印花織物竟佔印花布總 產量的80%，滌/棉花布幾乎都用塗料印花。近年來，在我國因工藝趨向簡單化、降低能耗 等因素，塗料印花的比例也呈上升趨勢，約佔20% 25%的水平。塗料印花是將塗料和粘合劑機械地粘合在織物纖維表面上，粘合劑在塗料印花色 漿中的作用十分重要。目前用於塗料印花的粘合劑絕大部分是聚合物乳液，但並非所有乳 液都能在手感、韌性、彈性、透明度、機械強度、粘附性，尤其是印花牢度及手感等方面符合 塗料印花的要求。可用於織物印花的乳液粘合劑按其化學結構可分為聚丙烯酸醋類、丁二 烯類、醋酸乙烯酯類和聚氨酯類，其中聚丙烯酸酯類粘合劑是目前應用最普遍的一類粘合 劑。隨著人們環保意識的增強以及各國環保法規的制定，粘合劑合成和使用過程中 所造成的環境汙染日益成為塗料印花行業亟待解決的問題。在國際紡織品生態研究協會 Oko-Tex標準100中規定裝飾用布的甲醛釋放量低於300 X 10_6，而嬰兒用服裝的甲醛釋放 量低於20Χ10Λ目前，國內外塗料印花粘合劑的研究與開發朝著有利於保護生態環境方 向發展，研究開發無甲醛或低甲醛的低溫粘合劑已成為廣泛關注的焦點。目前，對丙烯酸酯印花粘合劑的研究主要集中於幾個方面1、開發新型交聯劑降低甲醛釋放或杜絕甲醛問題降低甲醛釋放用含有環氧基團的丙烯酸酯化合物，如甲基丙烯醯環氧酯、甲基丙 烯醯羥基乙烯亞胺、N-烷基-N-2-烷基乙酞胺(NANDA)，以及甲殼素等替換羥甲基丙烯醯胺 來降低甲醛釋放。但替換物存在著各自的弊端，如大豆酸醇樹脂粘合劑，由於此粘合劑的性 能與分子中烷基鏈的長短有密切關係，如果烷基鏈比較長，則印花品的乾洗牢度和給色量 較高，但摩擦牢度較低，如果烷基鏈比較短，則耐摩擦牢度較好，但手感較硬。杜絕甲醛問題開發新型無甲醛交聯劑，以替代羥甲基丙烯酸胺，杜絕甲醛問題。 如開發無甲醛交聯劑丙烯酸縮水甘油酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯，但由於這兩種交聯劑自 身的限制，在塗料印花方面未能廣泛應用。2、聚丙烯酸粘合劑的改性有機矽改性有機矽乳液具有良好的滲透性並耐熱、耐寒、耐化學品、耐溼磨，且手感特別柔軟，其溼摩擦牢度及爽滑性好，皮膜不發粘，不吸附灰塵等優點。但價格明顯高於 聚丙烯酸酯，由於受到生產成本的限制，難以推廣應用。聚氨酯改性聚氨酯具有良好的物理機械性能、優異的耐寒性、彈性、高光澤，以及 軟硬度隨溫度變化不太大、耐有機溶劑等優點，在膠粘劑及塗料領域得到廣泛的應用。但 是，聚氨酯樹脂存在原料毒性高、工藝複雜、成本較高、塗膜耐水性不好等缺點。3、乳化劑和聚合工藝方面的改進預乳化法合成自交聯塗料印花粘合劑該方法先用種子乳液聚合成核，再將預乳 化好後的其餘單體作為殼單體連續滴加到種子核乳液中，聚合成殼體，即可得到核/殼結 構的粘合劑。但國內利用此工藝生產的自交聯印花粘合劑在手感、色澤、牢度和穩定性、相 容性、耐藥品性、含固量等方面與國外相比尚存在較大差距。核殼結構塗料印花粘合劑的製備核殼結構聚合物乳液的合成是近年來在種子乳 液基礎上發展起來的新技術。核殼乳液是由性質不同的兩種或多種單體分子在一定條件下 按階段聚合而成，在0. 01 μ m 0. 1 μ m的乳膠粒徑內完成複合，並控制微相分離形態，乳液 粒子的內側和外側分別富集不同成分的物質而得到非均相複合乳液，通過核和殼的不同組 合形成一系列不同形態的非均相乳膠粒子，得到不同性能的複合乳液聚合物。由於現今的 核殼結構粘合劑仍沒實現自交聯技術，且真正做到殼包核的顆粒不多，所以存在印花織物 手感較硬、幹、溼摩擦牢度較差、成膜溫度較高、印花時堵網等缺點。納米乳液粘合劑的製備納米粘合劑是在核-殼結構乳液聚合的基礎上實現的。 核-殼結構乳液聚合粘合劑是由性質不同的兩種或多種單體分子在一定的條件下按階段 聚合，使乳液顆粒的內側和外側分別富集不同成分的物質而得到的非均相乳液。因此，當 核、殼的組分不同時，所得聚合物的性能就會產生變化，利用這一原理把無機的TW2納米材 料引入到核-殼的、乳液聚合的粘合劑當中，即得到納米級粘合劑。此工藝的推廣應用受其 生產成本的制約而無法進行。
發明內容
本發明針對現有的製備丙烯酸酯印花粘合劑方法中所存在的有害有機物種類多、 用量大、重金屬元素超標、培固溫度高、產品性能不穩定的不足之處，提供一種以環保型有 機物為原料、不含重金屬元素、培固溫度低、產品性能穩定的製備丙烯酸酯印花粘合劑的方 法。本發明的技術解決方案是通過以下方式完成的一種製備丙烯酸酯印花粘合劑 的方法，製備丙烯酸酯印花粘合劑的組分包括普通單體、特種單體、乳化劑、引發劑、去離子 水，其中，製備丙烯酸酯印花粘合劑的組份的重量配比為普通單體20 50份、特種單體 0. 3 7份、乳化劑0. 4 2. 5份、引發劑0. 04 0. 3份、去離子水50 80份。在上述的一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法中，所述的普通單體包括丙烯酸丁 酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸異辛酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸。所述的普 通單體的組份的重量配比為丙烯酸丁酯40 70份、丙烯酸乙酯5 10份、丙烯酸甲酯 3 5份、丙烯酸異辛酯2 5份、苯乙烯4 7份、甲基丙烯酸甲酯2 6份、丙烯酸2 5份。在上述的一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法中，所述的特種單體包括甲基丙烯酸六氟丁酯和甲基丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯(AAEM)，其中，甲基丙烯酸六氟丁酯與普通單 體發生共聚反應，甲基丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯(AAEM)作為特種單體中的交聯單體，在分 子鏈中引入酮碳基和環氧基。所述的特種單體的組份的重量配比為甲基丙烯酸六氟丁酯 1 3份、甲基丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯(AAEM)O. 4 1. 2份。在上述的一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法中，所述的乳化劑為反應型乳化 劑，乳化劑採用烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸鈉。在上述的一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法中，所述的引發劑採用過氧化二碳 酸二 O-乙基)己酯。在上述的一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法中，製備丙烯酸酯印花粘合劑的具 體步驟如下(1)按製備丙烯酸酯印花粘合劑的組份的配比稱取普通單體、特種單體、乳化劑、 引發劑和去離子水；(2)將按配比稱取的去離子水、乳化劑、引發劑的40 60%混合在一起，配製成液 體I ；(3)將按配比稱取的普通單體、特種單體與按配比稱取的去離子水、乳化劑、引發 劑的60 40%混合在一起，以60 120rpm的攪拌速度乳化後，配製成液體II ；(4)將液體II緩慢滴加至液體I中，液體II滴加至液體I中的時間為3 4h，溫 度控制在30 40°C ；(5)液體II滴加完畢後，以80 130rpm的攪拌，溫度控制在30 40°C，保溫反 應時間為1 池，得到丙烯酸酯印花粘合劑初產物；(6)在丙烯酸酯印花粘合劑初產物中滴加氨水將其pH值調至6. 5 7. 5，經過濾 後得到丙烯酸酯印花粘合劑產物。本發明與現有的製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法相比，具有以下特點1、本發明採用甲基丙烯酸六氟丁酯作為特種單體，並採用不含APEO的烯丙基琥 珀酸烷基酯磺酸鈉作為反應型乳化劑，同時，採用甲基丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯(AAEM)作 為交聯單體，並以過氧化二碳酸二 O-乙基)己酯為引發劑進行低溫聚合製備丙烯酸酯印 花粘合劑。2、本發明採用特種單體甲基丙烯酸六氟丁酯與丙烯酸丁酯、苯乙烯等普通單體共 聚，此特種單體在原料中提供含氟基團，可以改善產品的柔軟度、溼摩擦牢度，同時提高產 品的耐汙性能。3、本發明採用採用不含APEO的烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸鈉作為反應型乳化劑， 此種乳化劑與單體發生聚合反應，從而防止乳化劑遷移到膜表面。4、本發明採用採用甲基丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯(AAEM)作為交聯單體，此交聯 單體為無甲醛交聯劑，同時具有室溫固化的特點。5、本發明採用過氧化二碳酸二 乙基)己酯為引發劑，可在室溫條件下進行聚 合反應，從而改善聚合物的性能。6、本發明所製備的粘合劑無甲醛、無ΑΡΕ0、無重金屬，已達到歐盟紡織品生態標準 Eco-Label，同時，其生產及使用工藝耗能低，完全符合低碳環保的可持續發展原則，屬於生 態環保型粘合劑。
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綜上所述，本發明所製備的生態環保型粘合劑，不但性能優越，同時解決了在粘合 劑合成和使用過程中的環保問題。因此，本發明充分體現出實用性、環保性和經濟性的循環 經濟特徵，極具推廣應用價值。
具體實施例方式本發明是一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其實施應用範圍較廣，在此僅通 過以下實施實例對本發明作進一步說明。實施例1 一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其具體的製備步驟如下(1)按製備丙烯酸酯印花粘合劑的組份的配比稱取普通單體、特種單體、乳化劑、 引發劑和去離子水；(2)將按配比稱取的去離子水、乳化劑、引發劑的40%混合在一起，配製成液體I ；(3)將按配比稱取的普通單體、特種單體與按配比稱取的去離子水、乳化劑、引發 劑的60%混合在一起，以60 120rpm的攪拌速度乳化後，配製成液體II ；(4)將液體II緩慢滴加至液體I中，液體II滴加至液體I中的時間為3 4h，溫 度控制在30 40°C ；(5)液體II滴加完畢後，以80 130rpm的攪拌，溫度控制在30 40°C，保溫反 應時間為1 池，得到丙烯酸酯印花粘合劑初產物；(6)在丙烯酸酯印花粘合劑初產物中滴加氨水將其pH值調至6. 5 7. 5，經過濾 後得到丙烯酸酯印花粘合劑產物。實施例2 一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其具體的製備步驟如下(1)按製備丙烯酸酯印花粘合劑的組份的配比稱取普通單體、特種單體、乳化劑、 引發劑和去離子水；(2)將按配比稱取的去離子水、乳化劑、引發劑的60%混合在一起，配製成液體I ；(3)將按配比稱取的普通單體、特種單體與按配比稱取的去離子水、乳化劑、引發 劑的40%混合在一起，以60 120rpm的攪拌速度乳化後，配製成液體II ；(4)將液體II緩慢滴加至液體I中，液體II滴加至液體I中的時間為3 4h，溫 度控制在30 40°C ；(5)液體II滴加完畢後，以80 130rpm的攪拌，溫度控制在30 40°C，保溫反 應時間為1 池，得到丙烯酸酯印花粘合劑初產物；(6)在丙烯酸酯印花粘合劑初產物中滴加氨水將其pH值調至6. 5 7. 5，經過濾 後得到丙烯酸酯印花粘合劑產物。實施例3 一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其具體的製備步驟如下(1)將去離子水56份、乳化劑1. 05份、引發劑0. 15份投入反應釜中；(2)然後將普通單體30份、特種單體5份、去離子水14份、乳化劑1. 05份、引發劑 0. 15份置於高位槽中，以60 120rpm的攪拌速度乳化後緩慢滴加至反應釜中初期緩慢滴 加單體，當聚合反應體系有明顯藍光時，可適當加快單體滴加速度，加料時間約3 4h，溫度控制在30 40°C ；(3)加料完畢後，進入保溫階段，溫度控制在30 40°C，保溫反應時間為池，攪拌 速度為120rpm ；(4)最後向反應釜中滴加少量氨水將pH值調至7，過濾包裝；經此過程製備出粘度為800S/mPa、pH值為6. 5、固體份為33%、帶藍光乳白色的粘 合劑。此產品為無甲醛、無ΑΡΕ0、無重金屬的生態環保型粘合劑。實例4:一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其具體的製備步驟如下(1)將去離子水40份、乳化劑0. 7份、引發劑0. 1份投入反應釜中；(2)然後將普通單體40份、特種單體3份、去離子水15份、、乳化劑0. 7份、引發 劑0. 1份置於高位槽中，以60 120rpm的攪拌速度乳化後緩慢滴加至反應釜中初期緩慢 滴加單體，當聚合反應體系有明顯藍光時，可適當加快單體滴加速度，加料時間約3 4h， 溫度控制在30 40°C ；(3)加料完畢後，進入保溫階段，溫度控制在30 40°C，保溫反應時間為池，攪拌 速度為120rpm ；(4)最後向反應釜中滴加少量氨水將pH值調至7，過濾包裝；經此過程製備出粘度為800S/mPa、pH值為6. 5、固體份為43%、帶藍光乳白色的粘 合劑。此產品為無甲醛、無ΑΡΕ0、無重金屬的生態環保型粘合劑。實例5 一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其具體的製備步驟如下(1)將去離子水45份、乳化劑0. 5份、引發劑0. 13份投入反應釜中；(2)然後將普通單體25份、特種單體1. 5份、去離子水25份、、乳化劑0. 5份、引發 劑0. 13份置於高位槽中，以60 120rpm的攪拌速度乳化後緩慢滴加至反應釜中初期緩慢 滴加單體，當聚合反應體系有明顯藍光時，可適當加快單體滴加速度，加料時間約3 4h， 溫度控制在30 40°C ；(3)加料完畢後，進入保溫階段，溫度控制在30 40°C，保溫反應時間為池，攪拌 速度為120rpm ；(4)最後向反應釜中滴加少量氨水將pH值調至7，過濾包裝；經此過程製備出粘度為800S/mPa、pH值為6. 5、固體份為27%、帶藍光乳白色的粘 合劑。此產品為無甲醛、無ΑΡΕ0、無重金屬的生態環保型粘合劑。實例6 一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其具體的製備步驟如下(1)將去離子水35份、乳化劑0. 8份、引發劑0. 07份投入反應釜中；(2)然後將普通單體35份、特種單體4份、去離子水25份、、乳化劑0. 8份、引發劑 0. 07份置於高位槽中，以60 120rpm的攪拌速度乳化後緩慢滴加至反應釜中初期緩慢滴 加單體，當聚合反應體系有明顯藍光時，可適當加快單體滴加速度，加料時間約3 4h，溫 度控制在30 40°C ；(3)加料完畢後，進入保溫階段，溫度控制在30 40°C，保溫反應時間為池，攪拌 速度為120rpm ；
(4)最後向反應釜中滴加少量氨水將pH值調至7，過濾包裝；經此過程製備出粘度為800S/mPa、pH值為6. 5、固體份為36%、帶藍光乳白色的粘 合劑。此產品為無甲醛、無ΑΡΕ0、無重金屬的生態環保型粘合劑。實例7 一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其具體的製備步驟如下(1)將去離子水30份、乳化劑1. 2份、引發劑0. 12份投入反應釜中；(2)然後將普通單體50份、特種單體6份、去離子水20份、乳化劑1. 2份、引發劑 0. 12份置於高位槽中，以60 120rpm的攪拌速度乳化後緩慢滴加至反應釜中初期緩慢滴 加單體，當聚合反應體系有明顯藍光時，可適當加快單體滴加速度，加料時間約3 4h，溫 度控制在30 40°C ；(3)加料完畢後，進入保溫階段，溫度控制在30 40°C，保溫反應時間為池，攪拌 速度為120rpm ；(4)最後向反應釜中滴加少量氨水將pH值調至7，過濾包裝；經此過程製備出粘度為800S/mPa、pH值為6. 5、固體份為53%、帶藍光乳白色的粘 合劑。此產品為無甲醛、無ΑΡΕ0、無重金屬的生態環保型粘合劑。
權利要求
1.一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其特徵在於製備丙烯酸酯印花粘合劑的組 分包括普通單體、特種單體、乳化劑、引發劑、去離子水，其中，製備丙烯酸酯印花粘合劑的 組份的重量配比為普通單體20 50份、特種單體0. 3 7份、乳化劑0. 4 2. 5份、引發 劑0. 04 0. 3份、去離子水50 80份。
2.根據權利要求1所述的一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其特徵在於普通單體 包括丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸異辛酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯 酸。
3.根據權利要求2所述的一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其特徵在於普通單體 的組份的重量配比為丙烯酸丁酯40 70份、丙烯酸乙酯5 10份、丙烯酸甲酯3 5份、 丙烯酸異辛酯2 5份、苯乙烯4 7份、甲基丙烯酸甲酯2 6份、丙烯酸2 5份。
4.根據權利要求1所述的一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其特徵在於特種單體 包括甲基丙烯酸六氟丁酯和甲基丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯(AAEM)，其中，甲基丙烯酸六氟 丁酯與普通單體發生共聚反應，甲基丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯(AAEM)作為特種單體中的 交聯單體，在分子鏈中引入酮碳基和環氧基。
5.根據權利要求4所述的一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其特徵在於特種單 體的組份的重量配比為甲基丙烯酸六氟丁酯1 3份、甲基丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯 (AAEM) 0. 4 1. 2 份。
6.根據權利要求1所述的一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其特徵在於乳化劑為 反應型乳化劑，乳化劑採用烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸鈉。
7.根據權利要求1所述的一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其特徵在於引發劑採 用過氧化二碳酸二 O-乙基)己酯。
8.根據權利要求1和3和5和6和7所述的一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，其 特徵在於製備丙烯酸酯印花粘合劑的具體步驟如下(1)按製備丙烯酸酯印花粘合劑的組份的配比稱取普通單體、特種單體、乳化劑、引發 劑和去離子水；(2)將按配比稱取的去離子水、乳化劑、引發劑的40 60%混合在一起，配製成液體I ；(3)將按配比稱取的普通單體、特種單體與按配比稱取的去離子水、乳化劑、引發劑的 60 40%混合在一起，以60 120rpm的攪拌速度乳化後，配製成液體II ；(4)將液體II緩慢滴加至液體I中，液體II滴加至液體I中的時間為3 4h，溫度控 制在30 40°C ；(5)液體II滴加完畢後，以80 130rpm的攪拌，溫度控制在30 40°C，保溫反應時 間為1 池，得到丙烯酸酯印花粘合劑初產物；(6)在丙烯酸酯印花粘合劑初產物中滴加氨水將其pH值調至6.5 7. 5，經過濾後得 到丙烯酸酯印花粘合劑產物。
全文摘要
本發明是一種製備丙烯酸酯印花粘合劑的方法，該粘合劑的製備步驟是(1)按配比稱取普通單體、特種單體、乳化劑、引發劑和去離子水；(2)將按配比稱取的去離子水、乳化劑、引發劑的40～60％混合在一起，配製成液體I；(3)將按配比稱取的普通單體、特種單體與按配比稱取的去離子水、乳化劑、引發劑的60～40％混合在一起，攪拌乳化後，配製成液體II；(4)將液體II滴加至液體I中；(5)液體II滴加完後，經攪拌、保溫反應，得到丙烯酸酯印花粘合劑初產物；(6)在丙烯酸酯印花粘合劑初產物中滴加氨水將其pH值調至6.5～7.5，經過濾後得到丙烯酸酯印花粘合劑產物。本發明的粘合劑，不但性能優越，同時解決了在粘合劑合成和使用過程中的環保問題。
文檔編號C08F2/24GK102108110SQ20101061615
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者杜益和, 鄭紹成 申請人:金華金龍助劑廠