高分子材料在印花涂料中的應用

雪蒙　劉國棟　尹萌

摘 要 本文從涂料的主要成分上來詳細討論了高分子材料在印花涂料上的應用。從高分子連結料（樹脂）、增稠劑和交聯劑三個方面探討了目前高分子材料的使用類型和作用。

關鍵詞 印花涂料 高分子連結料（樹脂）增稠劑 交聯劑

中圖分類號：G644 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2015）16-0001-03

印花涂料的成分主要包括：有機顏料、無機顏料、陰離子分散劑、非離子分散劑、乳化劑、增稠劑、高分子連結料（樹脂）、交聯劑、水及部分有機溶劑等成分。其中使用高分子材料作為增稠劑、交聯劑的研究越來越多，高分子連接料因本身的成膜性能好、耐磨性強，并且具有一定的彈性和柔軟性，是印花印料中不可缺少的部分。近年來對于一些特種涂料，高分子材料的應用起到了特殊的功能效果，因此高分子材料在印花涂料中的作用越來越明顯。

一、高分子材料連接料（樹脂）

1.高分子材料在絲網上的作用

圓網制版感光膠主要是由光敏劑、感光乳液膠體兩個組份組成和分別包裝的。其機理主要是重氮光敏劑經紫外光作用與PVA分子產生交聯反應，與重氮樹脂的交聯形成了PVA的網絡結構，曝光部分變硬具有耐水性，保留下來作為網版的覆蓋層，未曝光部分保持其水溶性，在顯影過程中可以被溶解掉。使用時將光敏劑按一定比例加入到感光乳液膠體中，一般是即用即配，光敏劑對紫外光敏感，不能長久保存。PVA具有很好的水溶性，有一定的粘度，并且極易與重氮類的光敏劑反應，形成致密的膜層，具有很好的耐水性和一定的硬度。因此PVA長期以來是制作絲網的主要高分子材料。

2.高分子材料做粘合劑的作用

在印花的制造過程中，顏色和圖案是產品最后顯示的結果，是商業上的要求，但是印花中的顏料和纖維沒有任何的親和力，要使顏料固著在纖維表面，需借助于粘合劑，而粘合劑大多是由兩種或三種單體共聚而成的高分子聚合物，或者是由幾種高聚物組成，在印花實施過程中，由于溶劑和溶液的揮發或蒸發，利用交聯劑或高溫的作用，在織物上形成幾微米厚的堅牢薄膜，顏料顆粒或其他的填料可以固著在纖維上。

目前印花涂料中常用的粘合劑主要有丁苯或丁腈合成乳液與其他線性高聚物的復配物、丙烯酸衍生物，特別是酯類以及丁二烯、苯乙烯、醋酸乙烯酯等，還有以聚氨酯為主要組分的水性乳液、含有異氰酸酯端基的預聚體離子基團。在基本的粘合劑的使用品中上，有不少新型的粘合劑被研究和使用。

楊建軍，吳慶云等采用輻射聚合工藝制備出一種水性丙烯酸酯-聚氨酯涂料印花粘合劑，這種采用原位乳液聚合工藝，利用鈷60-y輻射制備出水性丙烯酸酯，聚氨酯無醛涂料印花粘合劑AH-2A，反應過程易于控制，其產品質量穩定，貯存穩定性好，是一種新型的無醛、無APEO的綠色產品。該產品耐電解質性能較好，印花織物手感柔軟，各項性能指標均能滿足涂料印花工藝的要求，且使用過程中不會產生游離甲醛和APEO，應用于出口紡織品和服裝，具有較大的市場潛力。

楊蓓蓓，楊建軍等介紹了制備水性聚氨酯涂料印花粘合劑在聚合工藝上的改進措施（包括殼核乳液聚合、無皂乳液聚合、輻照聚合，互穿網絡聚合）和研究進展（包括丙烯酸酯改性、環氧樹脂改性及有機硅改性）。水性聚氨酯涂料印花粘合劑是一種新型的環保型涂料印花粘合劑，在使用過程中無甲醛釋放，而且在性能上解決了丙烯酸酯類涂料印花粘合劑存在熱粘冷脆的缺陷，有效地改善了印染織物的摩擦牢度、皂洗牢度和柔軟性，并指出了水性聚氨酯涂料印花粘合劑的發展趨勢。特別是對未來水性聚氨酯的發展方向給出了建設性的觀點和建議：（1）根據水性聚氨酯分子的可設計性，在水性聚氨酯分子鏈上引入特殊功能的分子結構，提高水性聚氯酯涂料印花粘合劑的牢度、色澤及手感等性能：（2）加強水性聚氨酯復合改性技術，提高水性聚氨酯涂料印花粘合劑的綜合性能，并降低水性聚氨酯做涂料印花粘合劑的成本。（3）完善合成方法和聚合工藝，如：互穿網絡聚合、無皂乳液聚合和輻射聚合，并將這些技術產業化。

吳慶云，楊建軍，王小君等研究了采用單體預乳化的乳液聚合工藝，利用丙烯酸酯單體、有機氟單體、雙丙酮丙烯酰胺合成含有活性酮羰基的氟化丙烯酸酯乳液；然后同合成的含有酰肼基的聚氨酯乳液按一定的比例混合制備出酮肼交聯型聚氨酯一氟化聚丙烯酸酯（FPUA）復合乳液的制備方法。所制得的含氟基團已接入到FPUA復合乳液的鏈段結構中，且在復合乳膠膜表面進行一定程度的富集；FPUA復合乳膠膜比常規純PU膠膜具有更強的表面疏水性和更好的耐溶劑性能。并且基于該復合乳液制備的涂料印花黏合劑為無醛、無APEO的綠色環保型產品。織物成品手感柔軟、耐刷洗色牢度和耐摩擦色牢度高。

二、增稠劑

增稠劑在印花涂料中起到的作用是提高涂料的粘度，降低涂料在印花過程中的流動性，使其具有假塑性，在剪切力的作用下可以比較容易的由網眼漏到印染織物上來，使之無上的花紋輪廓更加清晰。同時要注意增稠劑與粘合劑混合后所得層膜必須是透明的，不影響涂料色澤的鮮艷度、牢度和手感。常用的增稠劑主要包括：石油溶劑型增稠劑（乳化漿）、無石油溶劑型的合成增稠劑和低含量石油溶劑型的何曾增稠劑，還有部分天然多糖類的增稠劑。

董艷春，沈一丁對印花中的增稠劑的研究和發展進行了總結。介紹了國內外涂料印花增稠劑的研究狀況及發展趨勢，合成增稠劑的類型、制備方法及性能等，詳述了合成高分子增稠劑的制備及應用。增稠劑的種類主要分為非離子型和陰離子型，陰離子型主要是聚丙烯酸鹽，并且對陰離子型的增稠劑的制備方法反相乳液聚合、乳液聚合和沉淀聚合進行了詳細的介紹。

李青，閆蕾，邢鐵玲等介紹了增稠劑在紡織品印花中起維持花型輪廓、分散傳遞染料、保持色漿黏性及吸濕并溶解染料等重要作用。文中從天然多糖類增稠劑的改性、增稠劑流變性與印花性能的關系、增稠劑與染化料間的相互作用等三方面對印花增稠劑的研究進展進行概述，并提出其今后可開展的研究方向。

倪成濤，張悅，周明等研究了活性染料印花增稠劑FS-165的制備與應用。在研究中詳細介紹了增稠劑FS-165種子乳液聚合的工藝條件以及單體、引發劑用量、交聯劑用量等影響因素，確定了合成FS-165的最佳工藝條件，并將FS-165與亨斯邁7860以及海藻酸鈉做了應用性能對比，結果表明，FS-165在柔軟度、增稠能力、脫糊手感、印花粘度指數PVI等方面達到了進口產品的性能。

何平，謝洪泉，侯篤冠等討論了有關反相乳液聚合法制備聚丙烯酸增稠劑的幾個問題。研究中主要討論了以兩性共聚物為穩定劑，亞甲基雙丙烯酰胺為交聯劑，引發丙烯酸銨進行反相乳液聚合，以制備高性能的涂料印花增稠劑。研究了穩定劑結構、引發劑種類對乳液聚合的影響；共聚單體丙烯酰胺對產物粘度及耐鹽性的影響以及共聚單體丙烯酰胺對產物粘度及耐鹽性的影響。

倪成濤，周明介紹了采用種子乳液聚合方法，選用丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、2-丙烯酰基-2甲基丙磺酸單體進行共聚反應，溫度80～85℃，時間3～4h，合成了可替代海藻酸鈉的活性染料印花增稠劑FS-160，并將其與國內外同類產品進行對比。結果顯示，FS-160具有較好的觸變性，更適合圓網、平網印花的要求，其增稠能力強、不易腐敗變質、流變性好、抱水能力強，與海藻酸鈉相比，脫糊更容易且織物手感更加柔軟。

李勇研究采用丙烯酸十二酯活性單體和丙烯酸作為主要原料，通過反相乳液聚合法合成涂料印花用增稠劑。考察了活性單體、交聯劑、反應時間等因素對產物性能的影響。結果顯示活性單體用量占共聚單體摩爾數的0.5%，交聯劑占共聚單體質量的0.3%，反應時間為1.5小時，增稠劑的綜合效果較優。

三、交聯劑

印花涂料中常用的交聯劑多為多胺類、多醇類的小分子和低聚物。它的作用主要是促進涂料中高分子連接成分的成膜，提高粘結劑的牢度和和降低成膜溫度。

魏雨，孫培勤，趙科等研究了醚化三聚氰胺樹脂的制備及其在涂料中的應用。對其作為交聯劑與基體樹脂的交聯機理、反應條件進行了闡述，重點介紹了不同種類、不同醚化度三聚氰胺樹脂的制備工藝，并對醚化三聚氰胺樹脂在在丙烯酸樹脂、環氧樹脂、醇酸樹脂、聚酯樹脂涂料中的應用涂料中的應用進行了研究。其成膜性較好，得到的涂膜具有良好的性能。

嘯吟，馮漢保撰寫的書中詳細介紹了超支化聚合物做為交聯劑的內容。超支化聚合物末端具有密集的官能團，因此可用作涂料交聯劑。超支化聚合物由于其獨特的球狀結構，應用于涂料中具有粘度低、固化速度快和成膜性好等優點。主要包括以酸酐與二異丙醇胺為起始原料合成AB：型中間體，再以AB：為單體合成的含末端異氰酸酯基的超支化聚合物。超支化聚酰胺是以丙烯酸甲酯和二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺進行Mich∞l加成反應，生成甲氧基多胺中間體，中間體再進行自縮聚即可生成超支化聚酰胺，產物含大量氨基，水溶性良好，可用作水性交聯劑。

洪嘯吟，肖善強對六甲氧基甲基三聚氰胺一多元醇一丙烯酸酯混雜聚合體系進行了研究。將商品化的Pe加rp型超支化聚酯部分丙烯酰化后，可制得既含乙烯基又含羥基的雙官能團交聯劑。

四、結束語

印花涂料從字面來看是屬于涂料的一種，因為在應用的過程中屬于紡織化學中的一部分，所以很少有人把它和高分子材料相提并論。因此本文從涂料的主要成分上來詳細討論了高分子材料在印花涂料上的應用。從高分子連結料（樹脂）、增稠劑和交聯劑三個方面探討了目前高分子材料的使用類型和作用。

參考文獻：

[1]董艷春，沈一丁.涂料印花增稠劑的研究概況及發展趨勢[J].印染助劑，2006，（10）.

[2]楊建軍，吳慶云，張建安等.環保型印花粘合劑的輻射聚合及其性能研究[J].染整技術，2006，（07）.

[3]楊蓓蓓，楊建軍，吳慶云等.水性聚氨酯涂料印花粘合劑的合成工藝及研究進展[J].涂料技術與文摘，2013，（07）.

[4]吳慶云，楊建軍，王小君等.酮肼交聯型聚氨酯一氟化聚丙烯酸酯乳液的制備[J].安徽大學學報（自然科學版），2009，（04）.

[5]李青，閆蕾，邢鐵玲等.紡織品印花增稠劑研究進展紡織品印花增稠劑研究進展[J].印染，2014，（14）.

[6]倪成濤，張悅，周明等.活性染料印花增稠劑FS-165的制備與應用[J].染整技術，2013，（04）.

[7]何平，謝洪泉，侯篤冠等.有關反相乳液聚合法制備聚丙烯酸增稠劑的幾個問題[J].高分子材料與工程，2002，（18）.

[8]倪成濤，周明.可替代海藻酸鈉的印花增稠劑FS-160[J].針織工業，2012，（11）.

[9]李勇.丙烯酸系涂料印花增稠劑的合成與性能研究[J].廣州化工，2011，（21）.

[10]魏雨，孫培勤，趙科，孫紹暉.醚化三聚氰胺樹脂的制備及其在涂料中的應用[J].上海涂料，2007，（1）.

[11]嘯吟，馮漢保.涂料化學（第2版）.北京：科學出版社，2005.

[12]洪嘯吟，肖善強.六甲氧基甲基三聚氰胺-多元醇-丙烯酸酯混雜聚合體系的研究[J].高分子學報，2002，（03）.

（責任編輯 文 思）