一种防粘高弹高牢度胶浆乳液及其制备方法与流程

1.本发明涉及纺织印染材料技术领域，具体涉及一种防粘高弹高牢度胶浆乳液及其制备方法。


背景技术：

2.胶浆印花工艺应用特殊的化学凝胶与染料高度无缝混合。染料通过凝胶的介质作用，牢固的附着在面料上，胶浆印花工艺克服了水浆印花的局限性。胶浆的出现和广泛应用在水浆之后，由于它的覆盖性非常好，使深色衣服上也能够印上任何的浅色，而且有一定的光泽度和立体感，使成衣看起来更加高档了，所以它得以迅速普及，几乎每一件印花衣服上都会用到它。其特点是适应各种色深及材质的印花，它可在棉、麻、粘胶、涤纶、锦纶、丙纶、氯纶及各种纤维的混纺织物上印花，也可在皮革、人造革等材料上印花，用它可进行荧光印花、喷墨印花、烂花印花、静电植绒印花等印花工艺。
3.应用于胶浆印花工艺中的的成分可分为聚丙烯酸酯类共聚物和聚氨酯类共聚物。其中丙烯酸酯类粘合剂粘接力强，牢度好，应用广泛；聚氨酯类粘合剂弹性好，手感优异。根据实际使用要求可将两类乳液混合拼用，使手感、弹性和牢度之间的性能达到均衡。
4.丙烯酸酯类共聚物是以丙烯酸酯(以丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯和甲基丙烯酸甲酯为主)为原料经共聚反应生成的聚合物的总称。丙烯酸酯具有活泼的双键，易自聚，亦易共聚。共聚单体可以是一种或多种；可以是另外的丙烯酸系化合物或其他带双键的不饱和化合物(主要有苯乙烯、丙烯睛、醋酸乙烯、氯乙烯等)。性能、形态和用途随所选单体和聚合方法不同而差异很大。
5.目前一般的胶浆印花工艺多数用水性聚丙烯酸酯类共聚物作为胶浆乳液，但现有技术中的聚丙烯酸酯类共聚物自身结构决定它热粘冷脆及在高防水布、尼龙、雨伞布面料的牢度不理想，制得胶浆乳液的弹性不足，并且在印染后的制品表面有一定粘性，导致手感变差。
6.因此，目前亟需一种具有优异牢度和弹性并且防粘的胶浆乳液。


技术实现要素：

7.发明目的：针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有优异牢度和弹性并且防粘的胶浆乳液及其制备方法。
8.技术方案：
9.一种防粘高弹高牢度胶浆乳液，包含改性聚丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯、消泡剂、改性纳米氧化锌和去离子水；
10.所述改性聚丙烯酸酯具有如下式a所示结构：
[0011][0012]
其中，a：b：c：d＝(10-15)：(5-10)：(1-3)：(2-4)。
[0013]
本发明中的改性聚丙烯酸酯通过醋酸乙烯酯、丙烯酸、甲基丙烯酰氧基甲基苯基二甲基硅烷和n-(n-丁氧基甲基)丙烯酰胺共聚制得，通过聚合有机硅结构、苯环结构、酰胺结构以及羰基结构，使制得的胶浆乳液具有优异的弹性和牢度，并且可以降低印染后的粘度，提高制品手感。
[0014]
进一步地，所述水性聚氨酯选自聚酯型水性聚氨酯或聚醚、聚酯混合型水性聚氨酯中的一种。
[0015]
本发明中添加水性聚氨酯，可以提高胶浆乳液的弹性，进而提高制品的手感。
[0016]
进一步地，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
[0017]
进一步地，按总质量分数为100％计，所述各组分的质量百分含量为：
[0018][0019]
余量为去离子水。
[0020]
进一步地，所述改性聚丙烯酸酯乳液通过以下步骤制备：
[0021]
(1)在反应器中加入去离子水和乳化剂，搅拌后加入丙烯酸、甲基丙烯酰氧基甲基苯基二甲基硅烷和n-(n-丁氧基甲基)丙烯酰胺，进行乳化，制得预乳液；
[0022]
(2)将反应器升温至70-75℃，加入醋酸乙烯酯和引发剂，反应1-2小时后升温至76-80℃，反应30-50分钟后制得所述改性聚丙烯酸酯乳液。
[0023]
本发明的改性聚丙烯酸酯乳液中的硅甲基可以提高改性聚丙烯酸酯的表面活性，降低印染后的粘度，苯环结构可以提高改性聚丙烯酸酯的空间位阻，使其分子链伸展成网状结构，降低印染后的粘度，并且提高制得的胶浆乳液的弹性；通过n-(n-丁氧基甲基)丙烯酰胺结构中的酰胺基团，可以增加胶浆乳液与印染材料的反应位点，提高印染后吸附的牢度；并且其中含有大量羰基结构，可以与印染材料充分结合，继而提高印染的牢度。
[0024]
进一步地，所述丙烯酸、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酰氧基甲基苯基二甲基硅烷和n-(n-丁氧基甲基)丙烯酰胺的摩尔比为(5-10)：(10-15)：(1-3)：(2-4)；所述去离子水的含量为改性聚丙烯酸酯乳液总质量的20-30％。
[0025]
进一步地，所述乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚或十二烷基硫酸钠中的至少一种；
所述引发剂选自过硫酸钠、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种。
[0026]
进一步地，所述改性纳米氧化锌通过以下步骤制得：在反应器中，将聚丙烯酸钠溶于去离子水，调节ph至6-7，加入纳米氧化锌粉体，搅拌分散后过滤、洗涤、干燥后制得所述改性纳米氧化锌。
[0027]
本发明中添加改性纳米氧化锌，可以使胶浆乳液具有一定的抗菌能力和提高其弹性，并且经过改性后可以均匀分散于胶浆乳液中。
[0028]
进一步地，所述聚丙烯酸钠与纳米氧化锌的质量比为3-5：1。
[0029]
上述任意一项防粘高弹高牢度胶浆乳液的制备方法，包含以下步骤：
[0030]
(1)在反应器中，按比例加入去离子水、改性纳米氧化锌和水性聚氨酯，在1000-1500rpm条件下混合30-40分钟后停止搅拌；
[0031]
(2)将步骤(1)的反应器升温至50-60℃，加入改性聚丙烯酸酯乳液和消泡剂，在500-800rpm条件下混合15-20分钟后制得所述防粘高弹高牢度胶浆乳液。
[0032]
有益效果：
[0033]
(1)本发明提供的防粘高弹高牢度胶浆乳液中的改性聚丙烯酸酯通过醋酸乙烯酯、丙烯酸、甲基丙烯酰氧基甲基苯基二甲基硅烷和n-(n-丁氧基甲基)丙烯酰胺共聚制得，通过聚合有机硅结构、苯环结构、酰胺结构以及羰基结构，使制得的胶浆乳液具有优异的弹性和牢度，并且可以降低印染后的粘度，提高制品手感。
[0034]
(2)本发明提供的防粘高弹高牢度胶浆乳液中添加改性聚丙烯酸酯，其中的硅甲基可以提高改性聚丙烯酸酯的表面活性，降低印染后的粘度，苯环结构可以提高改性聚丙烯酸酯的空间位阻，使其分子链伸展成网状结构，降低印染后的粘度，并且提高制得的胶浆乳液的弹性；通过n-(n-丁氧基甲基)丙烯酰胺结构中的酰胺基团，可以增加胶浆乳液与印染材料的反应位点，提高印染后吸附的牢度；并且其中含有大量羰基结构，可以与印染材料充分结合，继而提高印染的牢度。
[0035]
(3)本发明提供的防粘高弹高牢度胶浆乳液中添加水性聚氨酯，可以提高胶浆乳液的弹性，进而提高制品的手感。
[0036]
(4)本发明提供的防粘高弹高牢度胶浆乳液中添加改性纳米氧化锌，可以使胶浆乳液具有一定的抗菌能力和提高其弹性，并且经过改性后可以均匀分散于胶浆乳液中。
具体实施方式
[0037]
以下将结合具体实施方案来说明本发明。需要说明的是，下面的实施例为本发明的示例，仅用来说明本发明，而不用来限制本发明。在不偏离本发明主旨或范围的情况下，可进行本发明构思内的其他组合和各种改良。
[0038]
市售丙烯酸酯胶浆乳液是从广州明星高分子新材料有限公司购买的em-198a；聚酯型水性聚氨酯是从深圳市吉田化工有限公司购买的j5804；有机硅消泡剂是从尔瑞克(山东)化学集团有限公司购买；纳米氧化锌是从山东百亚化工有限公司购买；涂料色浆是从上海劳安涂料公司购买的环保涂料色浆8202中黄fg；增稠剂是从汽巴公司购买的ptf增稠剂；其余试剂、设备为本技术领域常规试剂和设备。
[0039]
改性聚丙烯酸酯乳液-1制备
[0040]
通过以下步骤制备改性聚丙烯酸酯乳液-1：
[0041]
(1)在反应器中加入100ml去离子水和5g脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌后加入1mol丙烯酸、0.3mol甲基丙烯酰氧基甲基苯基二甲基硅烷和0.4mol的n-(n-丁氧基甲基)丙烯酰胺，进行乳化，制得预乳液；
[0042]
(2)将反应器升温至70℃，加入1mol醋酸乙烯酯和3g过硫酸铵，反应2小时后升温至80℃，反应40分钟后制得所述改性聚丙烯酸酯乳液-1。
[0043]
改性聚丙烯酸酯乳液-2制备
[0044]
基本同改性聚丙烯酸酯乳液-1制备，所不同的是甲基丙烯酰氧基甲基苯基二甲基硅烷改为等摩尔量的丙烯酸。
[0045]
改性聚丙烯酸酯乳液-3制备
[0046]
基本同改性聚丙烯酸酯乳液-1制备，所不同的是n-(n-丁氧基甲基)丙烯酰胺改为等摩尔量的丙烯酸。
[0047]
改性纳米氧化锌制备
[0048]
通过以下步骤制备改性纳米氧化锌：
[0049]
在反应器中，将10g聚丙烯酸钠溶于100ml去离子水中，加入氨水调节ph至6，加入2g纳米氧化锌粉体，搅拌分散后过滤、洗涤、干燥后制得所述改性纳米氧化锌。
[0050]
实施例1
[0051]
通过以下步骤制备防粘高弹高牢度胶浆乳液：
[0052]
(1)在反应器中，按比例加入去离子水、改性纳米氧化锌和水性聚氨酯，在1500rpm条件下混合30分钟后停止搅拌；
[0053]
(2)将步骤(1)的反应器升温至60℃，加入改性聚丙烯酸酯乳液-1和有机硅消泡剂，在800rpm条件下混合20分钟后制得所述防粘高弹高牢度胶浆乳液。
[0054]
按总质量分数为100％计，所述各组分的质量百分含量为：
[0055][0056]
余量为去离子水。
[0057]
实施例2
[0058]
基本同实施例1，所不同的是按总质量分数为100％计，所述各组分及其质量百分含量为：
[0059][0060]
余量为去离子水。
[0061]
实施例3
[0062]
基本同实施例1，所不同的是按总质量分数为100％计，所述各组分及其质量百分
含量为：
[0063][0064]
余量为去离子水。
[0065]
对比例1
[0066]
市售丙烯酸酯胶浆乳液。
[0067]
对比例2
[0068]
基本同实施例1，所不同的是改性聚丙烯酸酯乳液-1改为等量市售聚丙烯酸酯乳液。
[0069]
对比例3
[0070]
基本同实施例1，所不同的是改性聚丙烯酸酯乳液-1改为等量改性聚丙烯酸酯乳液-2。
[0071]
对比例4
[0072]
基本同实施例1，所不同的是改性聚丙烯酸酯乳液-1改为等量改性聚丙烯酸酯乳液-3。
[0073]
对比例5
[0074]
基本同实施例1，所不同的是改性纳米氧化锌改为等量去离子水。
[0075]
性能测试
[0076]
取涂料色浆5g、实施例1-3与对比例1-5的产品20g、增稠剂2g及水73g，混合后搅拌均匀，分别制得印花色浆。
[0077]
用制备的印花色浆分别进行印花，在待印花标准织物上采用常规台版丝网印花工艺进行印花，包括印花-预烘(60℃
×
3min)-烘培(120-130℃
×
3min)三个步骤，得到印花制品。
[0078]
印制品表面粘性检测：检测印制品表面粘性。
[0079]
皂洗牢度检测：将实施例1-3与对比例1-5印花色浆制得的印花制品参照标准aatcc61-2007进行皂洗牢度测试。
[0080]
摩擦牢度检测：将实施例1-3与对比例1-5印花色浆制得的印花制品参照标准aatcc8-2004进行摩擦牢度测试。
[0081]
回弹性：将乳液铺展在四氟乙烯塑料板上在室温干燥48h，得到厚度为1mm的胶膜，将胶膜剥离并裁切成哑铃状，在xl-2500型材料试验机上拉伸至400％的伸长率，停止拉伸并取下胶膜，静置至胶膜不变后，测试胶膜拉伸前后在拉伸方向上的长度，计算回弹率，回弹率为拉伸前胶膜长度与拉伸后胶膜长度之比，数值越高，回弹性能越好。
[0082] 皂洗牢度(级)摩擦牢度(级)回弹率(％)印制品表面粘性实施例14499.7干爽、不粘实施例24499.5干爽、不粘实施例34499.5干爽、不粘
对比例13382.3轻微粘性对比例23387.1轻微粘性对比例34496.4轻微粘性对比例43-43-498.2干爽、不粘对比例54495.7干爽、不粘
[0083]
根据实施例1-3与对比例1的检测结果对比可知，本发明提供的防粘高弹高牢度胶浆乳液具有优异的牢度和弹性并且制得的印制品具有防粘的能力。
[0084]
根据实施例1-3与对比例2-4的检测结果对比可知，本发明提供的防粘高弹高牢度胶浆乳液中添加的改性聚丙烯酸酯乳液可以提高胶浆乳液的印染牢度和弹性，并且降低印制品表面粘性；其中聚合的甲基丙烯酰氧基甲基苯基二甲基硅烷可以提高胶浆乳液的弹性，并且降低印染后制品的粘度；聚合的n-(n-丁氧基甲基)丙烯酰胺可以显著提高印染的牢度。
[0085]
根据实施例1-3与对比例5的检测结果对比可知，本发明提供的防粘高弹高牢度胶浆乳液中添加的改性纳米氧化锌可以提高胶浆乳液的弹性。
[0086]
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种防粘高弹高牢度胶浆乳液，其特征在于，包含改性聚丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯、消泡剂、改性纳米氧化锌和去离子水；所述改性聚丙烯酸酯具有如下式a所示结构：，其中，a：b：c：d=（10-15）：（5-10）：（1-3）：（2-4）。2.根据权利要求1所述的防粘高弹高牢度胶浆乳液，其特征在于，所述水性聚氨酯选自聚酯型水性聚氨酯或聚醚、聚酯混合型水性聚氨酯中的一种。3.根据权利要求1所述的防粘高弹高牢度胶浆乳液，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂。4.根据权利要求1所述的防粘高弹高牢度胶浆乳液，其特征在于，按总质量分数为100%计，所述各组分的质量百分含量为：改性聚丙烯酸酯乳液
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60-70%水性聚氨酯
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10-15%消泡剂
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1-3%改性纳米氧化锌
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0.5-1%余量为去离子水。5.根据权利要求1所述的防粘高弹高牢度胶浆乳液，其特征在于，所述改性聚丙烯酸酯乳液通过以下步骤制备：（1）在反应器中加入去离子水和乳化剂，搅拌后加入丙烯酸、甲基丙烯酰氧基甲基苯基二甲基硅烷和n-（n-丁氧基甲基）丙烯酰胺，进行乳化，制得预乳液；（2）将反应器升温至70-75℃，加入醋酸乙烯酯和引发剂，反应1-2小时后升温至76-80℃，反应30-50分钟后制得所述改性聚丙烯酸酯乳液。6.根据权利要求5所述的防粘高弹高牢度胶浆乳液，其特征在于，所述丙烯酸、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酰氧基甲基苯基二甲基硅烷和n-（n-丁氧基甲基）丙烯酰胺的摩尔比为（5-10）：（10-15）：（1-3）：（2-4）；所述去离子水的含量为改性聚丙烯酸酯乳液总质量的20-30%。7.根据权利要求5所述的防粘高弹高牢度胶浆乳液，其特征在于，所述乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚或十二烷基硫酸钠中的至少一种；所述引发剂选自过硫酸钠、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种。8.根据权利要求1所述的防粘高弹高牢度胶浆乳液，其特征在于，所述改性纳米氧化锌通过以下步骤制得：在反应器中，将聚丙烯酸钠溶于去离子水，调节ph至6-7，加入纳米氧化锌粉体，搅拌分散后过滤、洗涤、干燥后制得所述改性纳米氧化锌。
9.根据权利要求8所述的防粘高弹高牢度胶浆乳液，其特征在于，所述聚丙烯酸钠与纳米氧化锌的质量比为3-5：1。10.权利要求1-9任意一项所述的防粘高弹高牢度胶浆乳液的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：（1）在反应器中，按比例加入去离子水、改性纳米氧化锌和水性聚氨酯，在1000-1500rpm条件下混合30-40分钟后停止搅拌；（2）将步骤（1）的反应器升温至50-60℃，加入改性聚丙烯酸酯乳液和消泡剂，在500-800rpm条件下混合15-20分钟后制得所述防粘高弹高牢度胶浆乳液。

技术总结
本发明公开了一种防粘高弹高牢度胶浆乳液及其制备方法。所述防粘高弹高牢度胶浆乳液包含改性聚丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯、消泡剂、改性纳米氧化锌和去离子水；所述改性聚丙烯酸酯具有如下式A所示结构，其中，a：b：c：d=（10-15）：（5-10）：（1-3）：（2-4）；所述水性聚氨酯选自聚酯型水性聚氨酯或聚醚、聚酯混合型水性聚氨酯中的一种；所述改性纳米氧化锌通过聚丙烯酸钠对其表面改性后制得。本发明提供的胶浆乳液具有优异的牢度和弹性并且可以降低制品粘度，广泛适用于纺织印染材料领域。广泛适用于纺织印染材料领域。广泛适用于纺织印染材料领域。


技术研发人员：程玉国 刘广志
受保护的技术使用者：常熟市辐照技术应用厂
技术研发日：2023.07.24
技术公布日：2023/9/16