有机硅改性聚丙烯酸酯粘合剂的印花性能改进

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摘 要 采用侧链乙烯基聚硅氧烷改性的聚丙烯酸酯粘合剂对纯棉织物进行涂料印花性能研究。选用不同用量的有机硅改性聚丙烯酸酯粘合剂和不同的焙烘条件对织物进行印花处理，通过试验确定了该涂料印花粘合剂的最佳工艺条件：粘合剂用量30%，焙烘温度160℃，焙烘时间4min，K/S值最大达2.9218，硬挺度2.35cm，干摩擦4-5级，湿摩擦4级。同时对比了传统印花粘合剂的效果差异。

关键词 有机硅改性 聚丙烯酸酯 涂料印花

中图分类号：TS194.2 文献标识码：A

0前言

涂料印花是借助于高分子聚合物（粘合剂）将不溶于水的有色物质（颜料）机械地固着在织物上从而在织物上形成坚牢、透明耐磨的有色薄膜的印花方法。涂料印花技术具有工艺简单、不需汽蒸和水洗、用水量少、能源消耗低、色谱齐全、色彩鲜艳等特点，因而被广泛应用。粘合剂决定了印花织物的颜色鲜艳度、牢度和产品手感。涂料印花粘合剂一般是具有一定聚合度的高分子化合物乳液或溶液，是印花色浆重要组成部分，在色浆中呈溶液或分散状。它们在较高的温度及交联剂作用下，能发生成膜粘着过程，当溶剂或其它液体蒸发后，在印花的地方形成一层很薄的膜，将涂料颗粒等物质粘着在纺织品的表面，对产品的牢度（摩擦、水洗、干洗牢度等）、手感和色泽起决定性的影响。

常规聚丙烯酸酯粘合剂在印制大面积花纹时，手感还不够柔软，湿摩擦牢度难以达到客户要求。有机硅具有良好的耐热、耐寒、耐沾污等优点，且手感柔软，用其改性聚丙烯酸酯，能够使乳液和胶膜的性能得到极大改善。本文主要采用自制的有机硅对聚丙烯酸酯进行改性，合成了有机硅改性聚丙烯酸酯细乳液，并用于棉织物的涂料印花工艺，对织物的干湿摩擦牢度、硬挺度和K/S值等方面进行研究，并对比传统聚丙烯酸酯粘合剂的印花效果。

1 试验

1.1 织物

纯棉织物 21tex？1tex，280根/10cm？40根/10cm。

1.2 药品

侧链含双键聚硅氧烷单体（自制，分子量5100，双键含量11%），丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸（AA）、苯乙烯（St）、正十六烷（HD）、过硫酸铵、氨水、N-羟甲基丙烯酰胺（均为分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司），十二烷基硫酸钠（SDS）、丙烯氧基丙基烷基酚基聚醚硫酸铵（V-20S）、脂肪醇聚氧乙烯醚（O-10）（均为工业级，上海忠诚精细化工有限公司），印花涂料蓝（工业级，温州百色得精细颜料化工有限公司），增稠剂PTF （工业级，上海誉辉化工有限公司）

1.3仪器设备

JJ-1精密增力电动搅拌器（江苏省金坛市科学仪器厂），M-6高温定型机（杭州三锦科技有限公司），GZX-9070 MBE数显鼓风干燥箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂），HD207N自动织物硬挺度仪（宁波纺织仪器厂），Y571L染色摩擦色牢度仪（莱州市电子仪器有限公司），XY系列精密电子天平（绍兴市元茂机电设备有限公司），Datacolor600 测色配色仪。

1.4 有机硅改性聚丙烯酸酯细乳液的制备

称取乳化剂SDS 2.6 g、O-10 1.7 g、V-20S 1.7 g、NMA 3 g及去离子水335 g加入烧杯中并溶解；另称取BA 90 g、MMA 15 g、St 21 g、AA 4 g、HD 6.65 g和侧链含双键聚硅氧烷单体7.98 g于另一烧杯中并搅拌混合，将两烧杯中的液体混合并搅拌预乳化30min，超声处理20min，得预乳液。在装有搅拌器、冷凝管、温度计以及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中倒入三分之一预乳液，搅拌并升温至80 ℃，加入10g过硫酸铵水溶液（3wt%）。待乳液呈蓝光且乳液温度稳定后，滴加剩余三分之二预乳液和20 g过硫酸铵水溶液（3wt%），控制滴加速度度，2 h内滴完。滴完后继续保温反应1h。反应结束后，自然冷却并用氨水调节pH值至6-8，即得含固率30%的有机硅改性聚丙烯酸酯细乳液。

1.5 棉织物的涂料印花工艺

将调制好的色浆（涂料蓝2g，粘合剂xg，增稠剂1.5g，水36g），采用磁棒印花机，对棉织物进行印花，80℃预烘5 min，再y℃焙烘zmin。

1.6 涂料印花织物测试方法

印花织物测试前，恒温恒湿（20？℃，65？%RH）平衡24h。

（1）耐摩擦色牢度：参照GB-T3920-2008耐摩擦色牢度标准，由Y571L染色摩擦色牢度仪测定。

（2）硬挺度：织物硬挺度由HD207N自动织物硬挺度仪测定。

（3）K/S值：将涂料印花好的织物折叠成四层，打开Datacolor 600测色配色仪，预热之后校正，将折叠的织物夹在仪器上，测试三次取平均值。

2 结果与讨论

2.1 有机硅改性粘合剂用量对涂料印花织物性能的影响

粘合剂用量对印花织物的质量起着重要影响。实验固定焙烘时间4min，温度160 ℃，研究了自制的有机硅改性粘合剂用量对印花织物耐摩擦色牢度、硬挺度和K/S值的影响。结果如表1所示。

由表1可以看出，随着粘合剂的用量增加，干摩擦色牢度基本不变，湿摩擦色牢度略有升高，硬挺度逐渐变小，手感变好，K/S也较高，但用量过多会造成手感变硬。因此粘合剂用量为30%时，效果最好。

2.2焙烘温度对涂料印花织物性能的影响

自制粘合剂中交联单体在一定温度下可与纤维发生交联反应或自交联，提高织物的耐摩擦色牢度。实验固定粘合剂用量为30%，焙烘时间4min，研究了焙烘温度与印花织物耐摩擦色牢度、硬挺度和K/S值的关系，结果如表2所示。

由表2可以看出，随焙烘温度的升高，织物的K/S值也升高，说明颜色变深。同时，随焙烘温度的升高，棉织物耐干摩擦色牢度略有上升，耐湿摩擦色牢度明显上升，硬挺度逐渐增大，手感变差。但焙烘温度过高，会导致印花产品硬挺度变大，手感变差之外，还造成过度的能源消耗。因此，实验综合考虑确定焙烘温度为 160℃。

2.3焙烘时间对涂料印花织物性能的影响

焙烘时间对印花织物性能也起着重要作用，实验固定粘合剂用量为30%，焙烘温度160℃，研究了焙烘时间与印花织物耐摩擦色牢度、硬挺度和K/S值的关系，结果如表3所示。

由表3可知，随焙烘时间的延长，印花后织物的耐干、湿摩擦色牢度先上升后下降，硬挺度逐渐变大，手感变差。这主要是因为增加焙烘时间，可以增大聚合物胶膜的交联度，提高胶膜韧性及耐水性，从而提升印花织物的耐干、湿摩擦色牢度。但焙烘时间过长会使聚合物胶膜交联度过大，使得韧性下降，致使印花干湿摩擦牢度下降。同时，随着焙烘时间的延长，胶膜的交联度增加还会造成织物硬挺度增大，手感变差。因此，实验选择焙烘时间为 4min，此时耐干、湿摩擦色牢度效果都比较好，手感也较好。

2.4 不同粘合剂印花性能比较

实验固定粘合剂用量为30%，焙烘温度160℃，焙烘时间4min，比较了常规聚丙烯酸酯粘合剂和自制的有机硅改性聚丙烯酸酯粘合剂的印花性能，结果如表4所示。

由表4可知，与常规聚丙烯酸酯粘合剂相比，使用有机硅改性粘合剂的印花织物的耐干、湿摩擦色牢度均提高，特别是耐湿摩擦色牢度提高明显，同时硬挺度差别不大，可见自制粘合剂印花性能较好。

3结论

将有机硅改性聚丙烯酸酯粘合剂乳液应用于涂料印花，优化了印花工艺：粘合剂用量30%，焙烘温度160℃，焙烘时间4min，K/S值最大达2.9218，硬挺度2.35cm，干摩擦4-5级，湿摩擦4级，手感柔软。自制有机硅粘合剂印花性能较常规聚丙烯酸酯粘合剂印花效果好，具有较好的应用前景。

基金项目：2014年绍兴市大学生科技创新项目；2015年校级科研项目。

参考文献

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