涂料印花是利用粘合劑將顏料粘附到紡織品上 的印花方法.目前,在我國出口的紡織品中,印花產(chǎn) 品和服裝印花占了相當(dāng)大的比例,而涂料印花則占 了我國總印花量的50%左右.然而,由于我國印花 企業(yè)數(shù)量眾多、國內(nèi)的涂料印花科技含量較低,很多 印花產(chǎn)品沒有創(chuàng)新科技的成分,也沒有附加的特殊 功能,最終導(dǎo)致產(chǎn)品檔次不高,利潤十分微薄.在當(dāng) 前我國紡織行業(yè)面臨國內(nèi)競爭激烈、品牌缺乏、其他 發(fā)展中國家的低價競爭和西方國家設(shè)置的技術(shù)和環(huán) 保壁壘等不利因素的情況下,國內(nèi)印花行業(yè)也面臨 著巨大的挑戰(zhàn).

    涂料印花產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次很大程度上取決于 涂料印花粘合劑的性能.目前,國內(nèi)印花行業(yè)廣泛使 用的粘合劑是水性聚丙烯酸酯類粘合劑,該粘合劑 存在熱粘冷脆、濕磨擦牢度和手感較差等缺點,其應(yīng) 用范圍具有一定的局限性,難以用于高檔印花產(chǎn)品, 并且多數(shù)聚丙烯酸酯類涂料印花粘合劑都含有一定 量的自交聯(lián)單體N-羥甲基丙烯酰胺,在焙烘和貯存 過程中會釋放出甲醛.近年來,隨著人們環(huán)保意識的 不斷增強,世界各國特別是歐盟頒布了許多環(huán)保法 規(guī)與法則,加上當(dāng)前我國印花行業(yè)面臨的困境,促使 國內(nèi)涂料印花粘合劑的研發(fā)朝著新型、環(huán)保和高性 能的方向發(fā)展.

    1　合成涂料印花粘合劑的新材料

    1.1　環(huán)保型的新型交聯(lián)劑

    目前,市場上多數(shù)聚丙烯酸酯類涂料印花粘合劑 在合成時都加入N-羥甲基丙烯酰胺,這種自交聯(lián)單 體能有效地提高印花產(chǎn)品的耐水洗和耐磨擦牢度.但 N-羥甲基丙烯酰胺的加入會導(dǎo)致印花產(chǎn)品在焙烘和 貯存過程中釋放出游離的甲醛.要制備環(huán)保型的涂料 印花粘合劑,一個途徑就是在粘合劑合成時摒棄以往 常用的自交聯(lián)單體N-羥甲基丙烯酰胺,尋找能代替 它并能保持原有印花產(chǎn)品性能的交聯(lián)單體.

    蕭繼華[1-2]等人以合成的環(huán)氧丙烯酸酯代替N- 羥甲基丙烯酰胺制備涂料印花粘合劑,其印花產(chǎn)品 不會釋放游離甲醛,印花性能良好,手感柔軟,干、濕 磨擦牢度能達到或超過含N-羥甲基丙烯酰胺的粘 合劑.

    沈翠慧[3]等人選用含有多種反應(yīng)性基團的自交 聯(lián)單體807-3代替N-羥甲基丙烯酰胺,以丙烯酸酯 為基本原料,采用預(yù)乳化半連續(xù)乳液聚合工藝,合成 了環(huán)保型低溫涂料印花粘合劑.研究結(jié)果表明,當(dāng) 807-3的用量為單體總質(zhì)量的1.5%較佳,粘合劑的 各項性能達到設(shè)定的要求.

    此外,高凱[4]等人用雙丙酮丙烯酰胺配合己二酸二酰肼作為自交聯(lián)單體,陳國寶[5]采用無甲醛活 性單體G和甲基丙烯酸作為混合交聯(lián)劑,袁沛然[6] 等人選用自制反應(yīng)**聯(lián)單體M代替N-羥甲基丙 烯酰胺,都達到了同類粘合劑的水平.

    1.2　聚氨酯及其改性乳液

    聚氨酯乳液具有良好的物理機械性能、優(yōu)異的 耐磨性、彈性及軟硬度隨溫度變化不太大等優(yōu)點.孫 文章[7]等人用自制的聚氨酯乳液作為涂料印花粘合 劑,印花產(chǎn)品手感柔軟,得色量高,干、濕磨擦牢度達 到4~5級,皂洗牢度達到4級左右,超過了涂料印 花的國家標(biāo)準(zhǔn)及其它染料印花布的國標(biāo)要求,可與 染色布媲美,甚至超過后者.

    雖然水性聚氨酯具有優(yōu)異的性能,但水性聚氨 酯成本較高.用廉價的丙烯酸酯和聚氨酯進行復(fù)合 制備水性聚氨酯-丙烯酸酯,既可以提高聚氨酯的 性能,又能降低材料的成本.將復(fù)合乳液作為粘合劑 用于涂料印花,既能提高印花產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,又 能拓寬聚丙烯酸酯類涂料印花粘合劑的應(yīng)用范圍. 將水性PUA復(fù)合乳液作為粘合劑用于純棉平布的 涂料印花中,織物的印花牢度和手感都比較好,而且 比常用的國產(chǎn)聚丙烯酸酯類涂料印花粘合劑用膠 量少[8].

    此外,有機硅耐高低溫性能和耐水性優(yōu)異、表面 能低、還具有良好的柔軟性和透氣性,用其對丙烯酸 酯乳液進行改性,也能得到具有優(yōu)良印花性能的涂 料印花粘合劑[9-12].關(guān)于用丁二烯和丙烯酸酯共聚 制備涂料印花粘合劑也有報道[13].

    2　合成涂料印花粘合劑的新工藝

    2.1　核殼乳液聚合

    核殼乳液聚合就是制備具有核殼結(jié)構(gòu)的乳膠粒 聚合物乳液的方法.核殼型聚合物乳液與普通均相 結(jié)構(gòu)的聚合物乳液相比,前者能通過粒子設(shè)計,在不 改變原料組成的前提下,賦予聚合物更優(yōu)的耐磨性、 耐水性、粘結(jié)強度、抗張強度等性能.

    杜金梅[14]等人以丙烯酸丁酯為軟單體,苯乙烯 和甲基丙烯酸甲酯為硬單體,丙烯酸和甲基丙烯酸環(huán) 氧丙酯為功能性單體合成了硬殼軟核乳膠粒子的乳 液.將該乳液作為粘合劑用于純棉針織布的涂料印 花,結(jié)果表明:采用該粘合劑配制的印花漿在刮涂時 不塞網(wǎng),印花織物的顏色鮮艷度好、皂洗牢度達到4~ 5級,干磨擦牢度達到4級,濕磨擦牢度達到3~4級. 高宇[15]等人以丙烯酸酯為殼層,將聚硅氧烷以 化學(xué)鍵的形式接枝到丙烯酸酯的大分子鏈上并形成 核層,制備了具有外硬內(nèi)軟核殼結(jié)構(gòu)的共聚物乳液. 在相同的條件下,分別用該粘合劑與美國Brookline 化學(xué)公司生產(chǎn)的Superprint101硅丙乳液類涂料印 花粘合劑進行印花,并將其印花織物性能進行對比, 結(jié)果表明:前者手感較好,顏色鮮艷度和顏色深度略 差,干濕磨擦牢度與后者相同.

    2.2　互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)

    互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)是兩種或兩種以上的共混聚合 物分子鏈相互貫穿且至少有一種聚合物是以化學(xué)鍵 的方式完成交聯(lián)而形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).用這種方法制 備的共混聚合物的分子由于相互交叉滲透,機械纏 結(jié),能起到“強迫互溶”和“協(xié)同作用”,與一般的組成 相同的乳液均勻共聚物相比,其許多性能如成膜性 能、耐磨性和拉伸伸長率等都得到明顯提高.

    顧東民[16]等人以(甲基)丙烯酸及其衍生物等 為原料,采用分步乳液聚合的方法制備了具有核殼 結(jié)構(gòu)的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)型的環(huán)保涂料印花粘合劑, 并通過溶解性能、熱分析及電鏡表征證實了互穿聚 合物網(wǎng)絡(luò)這種結(jié)構(gòu)的存在.其印花結(jié)果表明:在滌綸 上的濕牢度優(yōu)于在棉布上,干、濕磨擦及刷洗牢度均 達到4級.

    互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)型的PUA復(fù)合乳液也可用作 涂料印花粘合劑,這種乳液可以結(jié)合聚氨酯與丙烯 酸酯的優(yōu)點,產(chǎn)生增效作用,克服目前丙烯酸酯粘合 劑性能的不足,大幅度提高手感、延伸強度、延伸率、 吸水率、吸塵性等性能.此外,PUA粘合劑延伸性的 大幅提高,滿足了針織物印花的需要,可用于印制大 塊面花紋,這樣不僅大幅度降低了成本,而且產(chǎn)品的 性能優(yōu)良.水性PUA粘合劑是當(dāng)前涂料印花粘合 劑的發(fā)展方向之一[17-18].

    2.3　輻射乳液聚合

    輻射乳液聚合是指在高能射線輻照下使介質(zhì)水 分解成自由基而引發(fā)乳液聚合.這種工藝具有聚合 時不需要加入引發(fā)劑和PH調(diào)節(jié)劑、能低溫聚合、接 枝能深入乳膠顆粒的內(nèi)部使接枝效率高等優(yōu)點. 楊建軍[19]等人采用原位乳液聚合工藝,利用鈷 60-γ輻射制備出一種無甲醛的水性丙烯酸酯-聚 氨酯涂料印花粘合劑.該工藝?yán)幂椛渚酆系膬?yōu)勢 進行乳液接枝共聚或交聯(lián),增加了丙烯酸酯和聚氨酯的相容性,通過IPN的“協(xié)同效應(yīng)”和“強迫互溶” 的作用制得大小均勻、形態(tài)規(guī)整的PUA乳液,提高 了涂料印花粘合劑防污性、透濕性、耐洗牢度和手感 等性能.

    2.4　微乳液聚合

    微乳液是相對于普通乳液而言的,是一種外觀 透明或半透明、熱力學(xué)穩(wěn)定的膠體分散體系.聚合物 微乳液的乳膠粒粒徑小于100 nm,且表面張力非常 低,因此其具有滲透性、潤濕性和流平性好,聚合物 乳液所形成的涂膜具有極好的透明性等優(yōu)點.

    柯昌美[20]等人以丙烯酸酯單體為原料,采用半 連續(xù)微乳液聚合的方法制備了固含量高、乳化劑用 量低的微乳液.該微乳液較普通乳液具有粒徑小且 分布均勻、成膜透明光潔和存貯穩(wěn)定等優(yōu)點.用該乳 液作為涂料印花粘合劑制備的印花樣品的手感柔 軟,得色量高,干磨擦牢度能達到4~5級,濕磨擦牢 度達到4級.

    3　展　望

    涂料印花因其工藝簡單、成本低、節(jié)能、污染小 及適用性強而具有廣闊的發(fā)展前景.近年來其發(fā)展 迅速,已在涂料印花紡織品中占居主導(dǎo)地位.涂料印 花粘合劑是影響涂料印花產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素,當(dāng) 前通過借助多學(xué)科的新知識、新技術(shù)的交叉應(yīng)用,合 成涂料印花粘合劑的新材料、新技術(shù)和新工藝不斷 涌現(xiàn),相信隨著研發(fā)工作的進一步深入,在不久的將 來,將會涌現(xiàn)更多環(huán)保節(jié)能、高品質(zhì)的產(chǎn)品.