專利名稱：一種數(shù)碼印花粘合劑、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)碼印花粘合劑，更具體的說，是指一種數(shù)碼印花粘合劑、制備方法及其應(yīng)用，屬于紡織化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在涂料數(shù)碼噴墨印花工藝中，涂料墨水的開發(fā)很重要，其中的關(guān)鍵技術(shù)是涂料墨水用粘合劑的研發(fā)(一般粘合劑的性質(zhì)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(xiàng)色牢度。市場(chǎng)上用于涂料數(shù)碼印花的粘合劑質(zhì)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(shí)，這些粘合劑需要高溫焙烘，這 對(duì)聚乳酸面料是不利的。聚乳酸纖維從谷物中取得，其制品在土壤或海水中經(jīng)微生物作用可分解為二氧化碳和水，燃燒時(shí)，不會(huì)散發(fā)毒氣，不會(huì)造成污染，是一種可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)纖維。聚乳酸面料其耐熱性差，高溫下織物容易發(fā)生脆損。因此聚乳酸面料在用涂料數(shù)碼印花時(shí)其焙烘溫度不能太高，同時(shí)還要保證織物的手感和色牢度達(dá)到一定的等級(jí)。常規(guī)涂料印花用的低溫型粘合劑一般有三類第一類其自交聯(lián)基團(tuán)的活性很高，在相對(duì)較低的熱處理?xiàng)l件下(IOO0C )就能進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。但是這種低溫粘合劑穩(wěn)定性較差，儲(chǔ)存時(shí)間不長，這種粘合劑的水分蒸發(fā)很快，很容易在室溫條件下交聯(lián)成膜，造成整個(gè)體系粘度增大，從而導(dǎo)致有印花堵網(wǎng)現(xiàn)象，人們有時(shí)在印漿系統(tǒng)添加一些保濕劑，但新的問題隨之而來，由于保濕劑的假如會(huì)影響織物的濕
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(lián)固化，不足之處是配置比較麻煩，而且配制品穩(wěn)定性不佳，殘漿無法回用。第三類低溫粘合劑主要是采取輻射引發(fā)交聯(lián)技術(shù)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(dá)到聚乳酸面料的要求，但是遠(yuǎn)不能滿足數(shù)碼印花系統(tǒng)的要求，如與涂料墨水相容性、保持?jǐn)?shù)碼印花機(jī)噴頭的潤濕性和順暢性、自身的分散性，粒徑分布等。由于前述聚乳酸面料的特點(diǎn)，應(yīng)用于聚乳酸面料數(shù)碼噴墨印花的粘合劑需要達(dá)到以下條件1、需要進(jìn)行低溫焙烘(100 120°C)，不會(huì)對(duì)聚乳酸面料產(chǎn)生強(qiáng)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(shù)碼印花系統(tǒng)的要求，不能堵塞噴頭，這需要粘合劑有一定的保濕性、粘性、分散性，在低溫條件下穩(wěn)定性要高。3、不含ΑΡΕ0、甲醛及難降解化合物等，環(huán)保無污染。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明第一方面目的是提供一種數(shù)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(huán)保無污染，具有良好的穩(wěn)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(lián)，極大程度降低能耗及污水排放，還能獲得良好的印花色牢度及柔軟的手感。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下一種數(shù)碼印花粘合劑，其特征在于，包括按重量百分比的下列組成
低溫自交聯(lián)樹脂40% 50%
表衡活性劑5% 10%
分散劑5% 15%
多元醇10% 20% 去離子水余量。所述的粘合劑中所述表面活性劑為有機(jī)硅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。采用上述消泡劑可以降低泡沫性，而滲透劑則耐酸堿、穩(wěn)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，采用聚丙烯酸鈉鹽、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(wěn)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(wěn)定性比傳統(tǒng)的要好，可有效防止涂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(zhì)不僅能增加給濕性，調(diào)節(jié)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(duì)聚氨酯進(jìn)行改性，但合成的聚氨酯樹脂柔韌性太大，一般不單獨(dú)使用，而是和相應(yīng)的其他二元醇混合使用。本發(fā)明的低溫自交聯(lián)樹脂是指聚硅氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物。所述的聚硅氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物，采用以下組分按重量百分比配置而成
聚二甲基硅氧烷乳液10% 20%
水性聚氨酯預(yù)聚物10% 20%
丙烯酸酯5% 15%
低溫交聯(lián)單體5% 10%
乳化劑1% 3%
引發(fā)劑O. 1% O. 5%
去離子水余量。上述組分中所述的聚二甲基硅氧烷乳液(購自石獅市綠宇化工貿(mào)易有限公司)作為核內(nèi)物質(zhì)，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(yù)聚物是由二異氰酸酯TDI與聚醚多元醇在擴(kuò)鏈劑二羥甲基丙酸作用下擴(kuò)鏈生成的預(yù)聚體，結(jié)構(gòu)中含有端基一 NC0，可與纖維素纖維中的一 OH發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，再者大分子重復(fù)單元上含有活潑氫，能與分子本身未反應(yīng)的異氰酸酯基形成交聯(lián)，進(jìn)一步提高涂料印花的各項(xiàng)牢度。另外，分子結(jié)構(gòu)中的聚醚，有一定的保濕性，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(fā)，延緩成膜，維持體系粘度，使之能夠適應(yīng)數(shù)碼印花的噴頭，儲(chǔ)存穩(wěn)定性也大大提高，這是常規(guī)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(yōu)選采用丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯，這是因?yàn)閱误w中的環(huán)氧基具有活性，可自身交聯(lián)，也可與纖維素中的羥基交聯(lián)，甚至可與如涂料結(jié)構(gòu)中含有活潑氫的功能性基團(tuán)交聯(lián)，能有效的提高印花后的色牢度。所述低溫交聯(lián)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(shí)自交聯(lián)，也可與纖維中的羥基發(fā)生交聯(lián)，其突出優(yōu)點(diǎn)是可以在較低的溫度下(90°C )交聯(lián)，而且無甲醛釋放。所述乳化劑為陰離子表面活性劑，優(yōu)選為十二烷基硫酸鈉與硬脂酸聚氧乙烯酯復(fù)合而成的乳化劑。
所述引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸銨或偶氮二異丁氰中的一種。所述聚硅氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物的配置方法如下先在聚二甲基硅氧烷乳液中加入低溫交聯(lián)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(jìn)行聚合得到核/殼乳液聚合物，然后加入水性聚氨酯預(yù)聚物，以I. 5 2h的速度滴加2/3的引發(fā)劑，滴加完后升溫至70°C反應(yīng)2 3小時(shí)，再于I I. 5h內(nèi)加入剩余2/3的丙烯酸酯和剩余1/3的引發(fā)劑，升溫至75°C保溫反應(yīng)3小時(shí)，反應(yīng)完成后，再用三乙醇胺中和，最終在乳液粒子內(nèi)部形成三層互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物。本發(fā)明在聚硅氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物的制備過程中，采用聚氨酯和丙烯酸酯逐步順序聚合的方法，同時(shí)控制丙烯酸酯和引發(fā)劑的加入量和加入速度，最終合成聚硅氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物。本發(fā)明采用聚硅氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物，結(jié)合了三種聚合物乳液的優(yōu)點(diǎn)，可以有效實(shí)現(xiàn)性能互補(bǔ)。一方面由于硅氧烷的引入，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(gè)交聯(lián)基團(tuán)，不僅能在低溫下與纖維進(jìn)行交聯(lián)成膜，將涂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(qiáng)度、吸水率等。該三層互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，存在強(qiáng)迫相容和協(xié)同效應(yīng)，增強(qiáng)了乳液穩(wěn)定性，使產(chǎn)物同時(shí)具備三種聚合物的優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)良的濕摩擦牢度。本發(fā)明第二方面目的是提供一種上述數(shù)碼印花粘合劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(I)、按重量百分比配置以下組分
低溫自交聯(lián)樹脂40% 50%
表面活性劑5% 10%
分散劑5% 15%
多元醇10% 20%
去離子水余量；(2)、將上述配方中所有物料除多元醇外直接加入反應(yīng)釜，采用高剪切乳化機(jī)高速攪拌3-5小時(shí)，即可出料；注意釜內(nèi)溫度不能高于70-80度，否則會(huì)發(fā)生自交聯(lián)，必要時(shí)可采用外部冷卻的方法。然后將攪拌機(jī)速度降到1000轉(zhuǎn)左右，再加入多元醇進(jìn)行攪拌均勻即得數(shù)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(fā)生縮合，粘度增大。本發(fā)明第三方面目的是提供一種上述數(shù)碼印花粘合劑在聚乳酸纖維織物數(shù)碼印花中的應(yīng)用。 本發(fā)明的有益效果如下I、本發(fā)明的粘合劑不含有害物質(zhì)如甲醛、APEO以及難降解化合物等，具有良好的環(huán)保性。2、采用本發(fā)明的粘合劑，可以實(shí)現(xiàn)低溫焙烘(100_120°C )，不會(huì)對(duì)聚乳酸纖維帶來強(qiáng)力損傷，而且由于粘合劑中改性聚硅氧烷的引入，印花織物的手感較為柔軟。3、本發(fā)明粘合劑配方中的其他助劑能與樹脂相互協(xié)同，提高粘著性和產(chǎn)品色牢度，經(jīng)檢測(cè)，織物經(jīng)多次水洗后，牢度還能維持在5級(jí)。4、應(yīng)用方式多樣本發(fā)明的粘合劑可以與墨水一同配置，也可分開單獨(dú)配置。5、由于國內(nèi)數(shù)碼噴墨印花機(jī)的噴頭不統(tǒng)一，所以本發(fā)明粘合劑可針對(duì)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涂料墨水，也以作為預(yù)處理劑采用粘合劑預(yù)先處理織物，再進(jìn)行涂料噴墨。因此該粘合劑應(yīng)用范圍和應(yīng)用方式非常廣泛。以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :(I)制備低溫自交聯(lián)樹脂低溫自交聯(lián)樹脂配方如表I所示。表I、低溫自交聯(lián)樹脂配方(按重量百分比)
聚二甲基硅 7JC性聚氣丙烯酸低溫交去離
氧烷乳液酯預(yù)聚物甲酯聯(lián)單體子水
比例10%10%5%5%1% 0.1% 68.9%制備方法先在反應(yīng)釜中加入聚二甲基硅氧烷乳液，然后加入低溫交聯(lián)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(shí)，升溫到50°C進(jìn)行聚合得到核/殼乳液聚合物，然后加入水性聚氨酯預(yù)聚物，以2h的速度滴加2/3的過硫酸鉀引發(fā)劑，滴加完后升溫至70°C反應(yīng)2小時(shí)，再于Ih內(nèi)加入剩余2/3的丙烯酸甲酯和1/3的過硫酸鉀引發(fā)劑，升溫至75°C保溫反應(yīng)3小時(shí)，反應(yīng)完成后，再用三乙醇胺中和，在乳液粒子內(nèi)部形成三層聚合物互穿網(wǎng)絡(luò)，得到低溫自交聯(lián)樹脂。(2)制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(quán)利要求
1.一種數(shù)碼印花粘合劑，其特征在于，包括按重量百分比的下列組成低溫自交聯(lián)樹脂40% 50%表面活性劑5% 10%分散劑5% 15%多元醇10% 20%去離子水余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種數(shù)碼印花粘合劑，其特征在于所述表面活性劑為有機(jī)硅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(jù)權(quán)利要求I所述的一種數(shù)碼印花粘合劑，其特征在于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(jù)權(quán)利要求I所述的一種數(shù)碼印花粘合劑，其特征在于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(jù)權(quán)利要求I所述的一種數(shù)碼印花粘合劑，其特征在于所述低溫自交聯(lián)樹脂為聚硅氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種數(shù)碼印花粘合劑，其特征在于所述的聚硅氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物，采用以下組分按重量百分比配置而成 聚二甲基硅氧烷乳液10% 20% 水性聚氨酯預(yù)聚物10% 20% 丙烯酸酯5% 15% 低溫交聯(lián)單體5% 10% 乳化劑1% 3% 引發(fā)劑0.1% O. 5% 去離子水余量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種數(shù)碼印花粘合劑，其特征在于所述的水性聚氨酯預(yù)聚物是由二異氰酸酯與聚醚多元醇在擴(kuò)鏈劑二羥甲基丙酸作用下擴(kuò)鏈生成的預(yù)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(lián)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(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸銨或偶氮二異丁氰中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種數(shù)碼印花粘合劑，其特征在于所述聚硅氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物的配置方法如下先在聚二甲基硅氧烷乳液中加入低溫交聯(lián)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(jìn)行聚合得到核/殼乳液聚合物，然后加入水性聚氨酯預(yù)聚物，以I. 5 2h的速度滴加2/3的引發(fā)劑，滴加完后升溫至70V反應(yīng)2 3小時(shí)，再于I I. 5h內(nèi)加入剩余2/3的丙烯酸酯和剩余1/3的引發(fā)劑，升溫至75°C保溫反應(yīng)3小時(shí)，反應(yīng)完成后，再用三乙醇胺中和，得到聚硅氧烷/聚氨酯/丙烯酸酯三層互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物。
9.一種數(shù)碼印花粘合劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (I)、按重量百分比配置以下組分低溫自交聯(lián)樹脂40% 50% 表面活性劑5% 10% 分散劑5% 15% 多元醇10% 20% 去離子水余量；(2)、將上述配方中所有物料除多元醇外直接加入反應(yīng)釜，采用高剪切乳化機(jī)高速攪拌3-5小時(shí)，即可出料；然后將攪拌機(jī)速度降到1000轉(zhuǎn)，再加入多元醇進(jìn)行攪拌均勻即得數(shù)碼印花粘合劑。
10.一種權(quán)利要求1-9之一制備的數(shù)碼印花粘合劑在聚乳酸纖維織物數(shù)碼印花中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)碼印花粘合劑、制備方法及其應(yīng)用，其特征在于，包括按重量百分比的下列組成低溫自交聯(lián)樹脂40%～50%；表面活性劑5%～10%；分散劑5%～15%；多元醇10%～20%；去離子水余量。本發(fā)明的數(shù)碼印花粘合劑，不含APEO、甲醛及難降解化合物等，環(huán)保無污染，具有良好的穩(wěn)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(lián)，極大程度降低能耗及污水排放，應(yīng)用于聚乳酸纖維織物數(shù)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(hào)D06P1/651GK102899927SQ201210411389
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者賈佳, 崔桂新, 張孝南, 王堯峰 申請(qǐng)人:紹興中紡院江南分院有限公司