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0前言
涂料印花技术可应用于各类织物,其印花增稠剂是印花色浆中的重要组分,直接影响着涂料印花的质量和成本。但部分增稠剂由于含有烃类化合物,会带来生态环保问题[1]。国内外纺织品生态标签以及一系列法规,均对涂料印花提出了生态环保的要求。因此,从20世纪90年代开始,国内许多科研单位和企业都致力于环保型合成增稠剂的开发与应用[2-6]。合成增稠剂用量少、增稠效果强、触变性能良好、印制花纹清晰,能部分或全部替代油/水乳化糊,克服乳化糊带来的污染环境问题。
本试验研制的增稠剂CP,属阴离子型合成增稠剂,以下简单介绍其合成工艺以及在涂料印花工艺中的应用性能。
1试验
1.1材料
试剂丙烯酸(AA),甲基丙烯酸十六酯(自制),N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM),偶氮二异丁腈(化学纯),Span-80(食品级),氨水,白矿油,二甲苯(均为工业级);黏合剂ET(BASF),涂料蓝8301(上海泗联)。
设备NDJ-4旋转黏度计;BrookfieldDV-Ⅱ+Pr黏度计;Rc-mP200磁棒印花机。
织物规格14.8tex×14.8tex524根/10cm×283根/10cm全棉府绸。
1.2印花增稠剂CP的合成
将适量乳化剂Span-80,引发剂偶氮二异丁腈,共聚单体,二甲苯及白矿油组成油相;氨水中和的丙烯酸和交联剂MBAM溶于蒸馏水组成水相。
先在乳化釜中加入水相,再加入油相,乳化30min后,抽入反应釜,控制搅拌速率110r/min,在氮气保护下升温至60℃引发聚合,最后抽真空将水和二甲苯分离,得到增稠剂CP。
1.3合成增稠剂CP性能测试
测定合成增稠剂CP的增稠性能、流变性、耐电解质性能及抱水性。
1.4涂料印花工艺
色浆处方/(g/200g)
增稠剂3
黏合剂ET60
涂料蓝16
水161
工艺流程
配制色浆→印花→烘干(100℃×2min)→焙烘(150℃×3min)
1.5印制性能测试
(1)K/S值、渗透率和色泽不匀度
用电子测色配色仪测定印花织物(大块面)花纹处的K/S值,计算渗透率和色泽不匀度指标。
(2)印花织物色牢度
按GB/T3920—1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》和GB/T420—1990《纺织品耐洗色牢度试验方法》测试。
2结果与讨论
2.1增稠性能
配制不同浓度的增稠剂原糊,用NDJ-4旋转黏度计4#转子,于转速6r/min(室温)条件下测定其黏度,结果见图1。
图1
由图1可知,合成增稠剂用量不同,黏度会发生较大变化,且随用量增加而提高。两种合成增稠剂均具有优异的成糊性能,相同用量下,增稠剂CP比对照样的增稠能力强。
2.2流变性能
用NDJ-4型旋转黏度计4#转子在不同转速下测定1%用量增稠剂原糊的黏度,结果见图2。
图2
由图2知,两种合成增稠剂的原糊黏度随剪切应力增加而急剧下降,显示出良好的流变性。具该性能增稠剂的流变性良好,适用于平网和圆网印花。印花原糊的流变性以印花黏度指数PVI值表示,增稠剂CP的PVI值为0.20,对照样PVI值为0.215。
2.3耐电解质性能
配制质量分数为1.5%的增稠剂原糊,加入不同质量分数的氯化钠溶液,搅拌均匀,分别用NDJ-4黏度计4#转子于6r/min条件下测其黏度变化,见图3。
阴离子合成增稠剂耐电解质性能普遍较差,加盐后黏度会明显下降。由图3可知,合成增稠剂CP具有较好的耐电解质性能,有利于提高印花色浆的稳定性。
2.4抱水性能
将合成增稠剂配制成1.5%原糊,将带有刻度的层析滤纸(宽约2cm)垂直插入原糊中,测定一定时间后滤纸上的渗水高度,结果见图4。
图4
抱水性能指原糊对水分子的抱合能力。糊料抱水性越好,其中可自由运动构成渗化的游离水就越少,越利于印制精细图案和清晰花纹。由图4可知,增稠剂CP表现出更好的抱水性能。
2.5印制性能
2.5.1与印花助剂的相容性
用BrookfieldDV-Ⅱ+Pro6#转子于10r/min条件下分别测定1.5%增稠剂原糊和添加印花黏合剂或涂料色浆后的黏度,测试其与黏合剂、涂料色浆的相容性,结果见表1。
表1
配制涂料印花色浆时,加入黏合剂和涂料色浆会使糊料黏度有一定下降,因而涂料印花增稠剂必须与印花黏合剂和涂料色浆有较好的相容性。由表1可知,增稠剂CP和对照样与印花黏合剂、涂料色浆均具有良好的相容性。
2.5.2印花效果
比较表2和表3,增稠剂CP印花产品的各项印花指标均与对照样接近。
3结论
(1)合成增稠剂CP增稠能力强,具有良好的抱水性和耐电解质性能,与印花黏合剂、涂料及印花助剂相容性好,是制备涂料印花色浆的高效增稠剂。
(2)合成增稠剂CP调制的色浆具有良好的稳定性,印制的花型轮廓清晰、色泽鲜艳、得色量高,各项性能指标较优。
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