行業(yè)動(dòng)態(tài)
- 涂料印花增稠劑的現(xiàn)狀及趨勢(shì)
- 發(fā)布時(shí)間： 2013/8/23 點(diǎn)擊次數(shù)：3121
- 在剪切力作用下粘度降低，易從印染篩網(wǎng)的網(wǎng)眼中漏到印染織物上，在失去剪切力后粘度升高，可保持在原位上而不向織物的其他部位滲透，其次，印漿分布于織物表面，織物內(nèi)的紗線(xiàn)不會(huì)被粘合，對(duì)手感有利。印漿的這種流變特性使粘合劑自交聯(lián)或外交聯(lián)讓涂料顆粒相互間緊密結(jié)合，能提高耐摩擦和耐洗牢度。所以增稠劑的性質(zhì)決定著印花漿的印花性能，也直接影響印花產(chǎn)品的質(zhì)量。
1、天然增稠劑天然增稠劑使用成本高，色澤深度、鮮艷度、耐洗牢度和織物手感都不令人滿(mǎn)意，目前已逐漸被淘汰。
2、乳化增稠劑20世紀(jì)五六十年代使用的A邦漿增稠劑由2種不能混合的液體[如烴類(lèi)(油相)和水(水相)]在乳化劑作用下，經(jīng)高速乳化形成，目前仍在使用的有乳化糊N和乳化糊M。A邦漿具有下列缺點(diǎn)：(1)印花色漿的稠度不易調(diào)節(jié)；(2)烘干和焙烘時(shí)烴類(lèi)揮發(fā)，有爆炸危險(xiǎn)；(3)烘箱排出的烴類(lèi)對(duì)大氣造成了嚴(yán)重的污染；(4)印花后織物上殘留烴類(lèi)氣味。
3、合成增稠劑20世紀(jì)90年代初，合成增稠劑解決了污染及安全問(wèn)題，且運(yùn)輸和儲(chǔ)存方便、配制簡(jiǎn)單、輪廓清晰、色澤鮮艷。合成增稠劑分為非離子與陰離子型2大類(lèi)。
3.1非離子增稠劑非離子增稠劑大多是聚乙二醇醚類(lèi)衍生物。主要產(chǎn)品有德國(guó)BASF的LntexalHVW、日本大日本油墨的RyuclveReclucer400cone、日本松井色素的EmulsurM。上海助劑廠(chǎng)有限公司的增稠劑M由脂肪酸與聚乙二醇酯化再打漿乳化而成。電解質(zhì)對(duì)非離子增稠劑沒(méi)有影響，其適應(yīng)性好，但增稠效果不及陰離子型增稠劑，因此，用量較大，配制印花漿仍需煤油等烴類(lèi)，限制了它的進(jìn)一步發(fā)展。
3.2陰離子增稠劑陰離子增稠劑是高分子電解質(zhì)化合物，分子中含有大量可電離的羧基，是一種具有輕度交聯(lián)的共聚物。其特點(diǎn)是粘度低、增稠能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、不易長(zhǎng)霉、觸變性小，其粘度受剪切速率影響極小，流平性好，抗濺落性好，對(duì)光澤影響小，可用于有光增稠產(chǎn)品，在印漿中不使用烴類(lèi)，但對(duì)電解質(zhì)敏感，適應(yīng)性差。
3.2.1分散型液體增稠劑分散型液體增稠劑由很小的(約1μm)脫水聚合物粒子分散于惰性碳?xì)浠衔镙d體油中組成，含有獨(dú)特的穩(wěn)定劑和乳化劑。常用的惰性碳?xì)浠衔镙d體油是輕質(zhì)礦物油等。分散液中的精細(xì)聚合物粒子大小、分布范圍及其均勻度都優(yōu)于固體物質(zhì)研磨及分散在液體中的產(chǎn)品。該增稠劑在堿水中的微粒直徑可由1μm增大至10μm，體積增大1000倍。目前，占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)重要地位的品種是英國(guó)膠體公司生產(chǎn)的增稠劑AlcoprintPTF(液體分散型)。它以高分子質(zhì)量的聚丙烯酸為主體，用合適的堿劑(如氨水)中和，生成聚丙烯酸銨，粘度增加。該聚合物具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)，在水中發(fā)生溶脹，并相互糾纏而懸浮于液相中，限制了分子間的活動(dòng)，增大了粘度，其流變性類(lèi)似于乳化糊的效果。目前國(guó)內(nèi)也有液體分散型產(chǎn)品，如姬蘭琴等研制的QY-1增稠劑為聚丙烯酸分散液。其制糊方便，原糊和色漿穩(wěn)定性良好，可以長(zhǎng)期存放；經(jīng)過(guò)測(cè)試其增稠效果優(yōu)于PTF；耐電解性能、流變性與PTF相似，均屬于假塑性流體，適用于平網(wǎng)或圓網(wǎng)印花，不發(fā)生滲化現(xiàn)象，無(wú)需加防滲化劑。近期美國(guó)專(zhuān)利報(bào)道，使用具有生物降解性的檸檬酸三異癸酯作為油相載體分散聚丙烯酸，所得的產(chǎn)物分散性好，穩(wěn)定性提高，而且減少了廢水的污染。
3.2.2合成印染增稠劑絕大部分為微交聯(lián)型聚合物，不溶于水，僅能吸水膨脹起到增稠作用。通過(guò)聚合得到粒徑滿(mǎn)足要求的聚合物微粒的方法最佳。其方法有乳液聚合、反相乳液聚合和沉淀聚合法。
3.2.2.1乳液聚合乳液聚合產(chǎn)品的聚合物固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％~50％，為低粘度的液體狀增稠劑，易于在水中制成漿狀糊料，但對(duì)電解質(zhì)敏感，易起泡且增稠效果差�？稍诰酆蠒r(shí)引入一些自乳化單體(亦稱(chēng)內(nèi)乳化劑)，如含有烯丙基的表面活性劑或醚類(lèi)化合物來(lái)提高增稠性和耐電解質(zhì)性。國(guó)內(nèi)外對(duì)乳液聚合法制取印染增稠劑的研究非常活躍。如馮世宏用丙烯酸酯和丙烯酸進(jìn)行乳液聚合，得到的產(chǎn)品增稠能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、成本較低。江蘇常州市東風(fēng)粘合劑廠(chǎng)用丙烯酸單體共聚制得全水相增稠劑PF。葉高勇等在丙烯酸乳液聚合中引入具有抗電解質(zhì)性能的丙烯酸酯和提高增稠能力的活性單體，改善了增稠劑的抗電解質(zhì)和增稠能力。Weitzel等以聚乙烯醇作為膠體保護(hù)劑，不用乳化劑而采用丙烯酸、丙烯酰胺和丙烯酸丁酯進(jìn)行乳液聚合，制得了具有穩(wěn)定的分散性和良好增稠效果的增稠劑。劉淑玲等以自制反應(yīng)性非離子表面活性劑、丙烯酸、丙烯酸酯為反應(yīng)物，過(guò)硫酸鹽為聚合引發(fā)劑，十二烷基硫酸鈉為乳化劑，采用乳液共聚法合成了聚丙烯酸陰離子增稠劑，該產(chǎn)品有良好的增稠能力和抗電解質(zhì)性能，貯存穩(wěn)定性也較好。
3.2.2.2反相乳液聚合法反相乳液聚合法的特點(diǎn)為殘余單體量少和有自增稠性，可直接用于印花漿的調(diào)制，其增稠效果和耐電解質(zhì)性能均較普通乳液聚合產(chǎn)品好，且聚合速率高，產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量高，反應(yīng)條件溫和等，但在制備過(guò)程中需加入大量的有機(jī)溶劑和助劑，對(duì)環(huán)境有污染，產(chǎn)品的耐電解質(zhì)性能也有待進(jìn)一步提高。反相乳液聚合物與液體分散型聚合物性能類(lèi)似，但基本結(jié)構(gòu)不同。液體分散型是脫水性的，聚合物粒子分布在油相中，并被乳化劑和穩(wěn)定劑包圍，產(chǎn)品不會(huì)凝結(jié)；反相乳液聚合物的粒子包含水分，不膨化，穩(wěn)定劑數(shù)量少。如汽巴精化的AlcoprintPT-20品種，英國(guó)AlliedCollids公司、美國(guó)Goodrich公司等也用反相乳液聚合法制備了高性能的增稠劑。內(nèi)已廣泛應(yīng)用的KG-201也是反相乳液聚合產(chǎn)品，是由丙烯酸等復(fù)配而成，其增稠性能顯著，調(diào)制簡(jiǎn)便。田大聽(tīng)等采用天然高分子魔芋葡甘聚糖為接枝基體，丙烯酰胺作為親水性接枝單體，加入少量多官能團(tuán)的物質(zhì)作交聯(lián)劑，用反相乳液聚合法合成接枝共聚物經(jīng)減壓共沸脫水得到油包水型增稠劑膠乳。該方法工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)物水溶性、流變性及穩(wěn)定性好、耐電解質(zhì)且能自然降解.廖齊等以丙烯酸、甲基丙烯酸十六酯共聚制備聚丙烯酸酯類(lèi)共聚物PTA，因?yàn)楸┧釂误w含有羧酸基，使該增稠劑具有良好的水溶性和分散性，而甲基丙烯酸十六酯單體具有疏水性使合成增稠劑具有較高的給色量�？刂�2種單體的質(zhì)量比及共聚物分子鏈長(zhǎng)，可生產(chǎn)出高質(zhì)量的增稠劑。其增稠能力與PTF相當(dāng)，適用于平網(wǎng)、圓網(wǎng)、臺(tái)板印花，價(jià)值遠(yuǎn)低于PTF。
黃玉華等研制了一種黑白涂料專(zhuān)用增稠劑，以丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、雙丙烯酰胺為反應(yīng)單體，在乳化劑、水和溶劑等的條件下，通氮、脫氧、聚合得到粘稠的油包水型聚合物乳液。產(chǎn)品抗凝膠性好，增稠速度快，印制織物時(shí)不滲邊，是一種具有特殊功能的增稠劑。趙振河等通過(guò)加入甲基丙烯酸十八酯(自制)進(jìn)行反相乳液聚合，生成具有乳化性能的高分子產(chǎn)物能使反應(yīng)更平穩(wěn)地進(jìn)行，特定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使其在分子間產(chǎn)生物理締合作用，耐電解質(zhì)性能明顯改善。周明等采用甲基丙烯酸、乙烯基苯磺酸銨、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性有機(jī)硅線(xiàn)性體為反應(yīng)單體，在乳化劑、引發(fā)劑和有機(jī)溶劑的條件下進(jìn)行反相乳液聚合，制得了一種環(huán)保柔軟型增稠劑FS-150。該產(chǎn)品制漿方便、色漿穩(wěn)定性好、增稠能力高，印制織物手感柔軟、不滲化、不色花、輪廓清晰度高，而且該產(chǎn)品不含偶氮、無(wú)甲醛、無(wú)APEO，更加環(huán)保。
近年來(lái)，人們?cè)诜聪嗳橐壕酆系幕A(chǔ)上再引入一些新的技術(shù)來(lái)合成增稠劑，如采用輻射聚合制備印花增稠劑，可避免引發(fā)劑引發(fā)時(shí)聚合速率難以控制等缺點(diǎn)。尹沾合等利用60Coγ射線(xiàn)引發(fā)丙烯酸與聚乙烯醇進(jìn)行接枝聚合制備合成增稠劑。試驗(yàn)表明，產(chǎn)品除具有良好的增稠效果外，還具有優(yōu)良的抗電解質(zhì)性能。王芊等采用60Coγ射線(xiàn)引發(fā)丙烯酸銨等單體反相乳液聚合制備涂料印花合成增稠劑，并選擇聚丙烯酸作為合成增稠劑的反相乳液體系穩(wěn)定劑。成功地解決了乳液穩(wěn)定性問(wèn)題。聚合無(wú)需通氮及攪拌，輻射聚合產(chǎn)品性能與PTF相同。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上產(chǎn)品都為反相聚合產(chǎn)物脫水產(chǎn)品，其有效聚合物含量高于50％，增稠效果非常高。但制取分散型產(chǎn)物時(shí)，產(chǎn)物中水分的脫除，會(huì)使體系的穩(wěn)定性遭到破壞，產(chǎn)生凝結(jié)破乳現(xiàn)象。AlliedColloeds公司的研究證明，在聚合時(shí)加入聚乙二醇與含6～12個(gè)碳的醇所形成的醚類(lèi)物質(zhì)，可提高聚合脫水的穩(wěn)定性和產(chǎn)物的存放穩(wěn)定性。
3.2.2.3沉淀法沉淀法多為制備固體粉末狀產(chǎn)品。將丙烯酸類(lèi)單體混合物置于有機(jī)溶劑(苯、甲苯或烷烴等溶解單體而不溶聚合物)中聚合，隨著聚合反應(yīng)的進(jìn)行，聚合物逐漸沉淀，反應(yīng)完畢，去除溶劑得到細(xì)而疏松的粉末狀產(chǎn)品。這類(lèi)產(chǎn)品一般不直接使用，而是將粉末狀增稠劑、礦物油、乳化劑、氨水和水等制成易分散于水的高濃度儲(chǔ)備分散增稠劑大都是反相乳液聚合物，其增稠效果遠(yuǎn)高于沉淀聚合產(chǎn)物。
4結(jié)語(yǔ)
反相乳液聚合仍是目前制備涂料印花增稠劑的主要方法，但應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)，如降低對(duì)環(huán)境的污染、提高耐電解質(zhì)性能等；還應(yīng)注意新品的開(kāi)發(fā)，減少污染，擴(kuò)大使用范圍，提高手感、光澤等性能。乳液聚合法對(duì)環(huán)境的友好性正引起人們的高度重視，應(yīng)盡量避免其缺點(diǎn)，開(kāi)發(fā)性能更加優(yōu)異的產(chǎn)品：也可改進(jìn)反應(yīng)方法，如不加小分子乳化劑而采用無(wú)皂乳液聚合方法，可避免小分子乳化劑帶來(lái)的不利。開(kāi)發(fā)新型的增稠劑，如在增稠劑分子中引入陰離子基和陽(yáng)離子基等，使之能在更廣的范圍內(nèi)使用；用不同種類(lèi)的增稠劑混用，也可使產(chǎn)品性能更優(yōu)良。
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