涂料印花是利用粘合剂在织物表面成膜原理将不具亲和性和反应性的颜料粘附在织物上的印花方法。涂料印花不受织物纤维的限制,也不受织造方法的影响,一般印制后只需固色而无需水洗从而缩短了工艺流程,节约了能源,减少印染废水对环境的污染。涂料印花不仅用于直接印花,也可根据需要用于类似染料拔染印花效果的罩印印花可获得染料印花很难获得的印花效果。如金银粉印花、立体印花、珠光印花、消光印花、植绒印花、仿真印花等。据统计,全球涂料印花织物占印花布总产量的70%以上,如近年来恤衫印花图案丰富多彩,DIY(自己动手印花)也成了一种时尚。当前,我国涂料印花有了长足进步,但产品结构尚不尽合理,中、低档产品居多,利润十分微薄,普通的恤坯衣在国际市场上每件约美元,而同样坯衣印好图案后售价可达美元,而涂料印花产品的质量和档次很大程度上取决于涂料印花粘合剂的性能,因此制备高性能的粘合剂是提高印花技术和质量的一个重要方向。涂料印花也存在一些生态环保问题,如着色剂有机颜料中的致癌芳香胺、粘合剂中的甲醛和烷基酚聚氧乙烯醚类化合物(APEO)、增稠剂的挥发性有机化合物(VOC)等。国家质检总局发布的《婴幼服装标准》已于2008年10月1日实施。婴幼儿纺织品甲醛含量不得超过20mg/kg国家强制性标准《纺织品甲醛含量的限定》规定直接接触皮肤类服装的甲醛含量应低于75mg/kg,非直接接触皮肤类服装和室内装饰类纺织品的甲醛含量应低于300mg/kg国内印花行业广泛使用的粘合剂是水性聚丙烯酸醋类粘合剂,该粘合剂存在热粘冷脆、湿磨擦牢度和手感较差等缺点,难以用于高档印花产品,且多数聚丙烯酸醋类涂料印花粘合剂都含有一定量的N一经甲基丙烯酞胺(NMA),在焙烘和贮存过程中会释放出甲醛。随着人们环保意识的增强,世界各国特别是欧盟颁布了许多环保法规,促使国内涂料印花粘合剂的研发朝着新型、环保和高性能的方向发展。
1.涂料印花粘合剂的发展
1.1.1共聚单体
共聚丙烯酸醋类单体可分为软单体,此类单体的玻璃化温度低,能够赋予涂层一定的柔韧性,使聚合物在低温下有良好的使用性。如丙烯酸丁醋(BA)、丙烯酸乙酷(EA)、丙烯酸异辛醋(2-EHA)等;2硬单体,可赋予涂层较高的使用温度和一定的光泽,并使涂层耐刮擦。如丙烯酸甲醋甲基丙烯酸甲酷等;3功能性单体,有竣基单体和交联型单体两种。梭基单体如丙烯酸、甲
3.丁二烯。国外有丙烯酸酷与丁二烯共聚乳液涂料印花粘合剂,性能甚佳,而目前国内生产的粘合剂基本上不含丁二烯,原因是丁二烯在常温下呈气态,生产技术要求高。针对此,曾庆乐等探索了丁二烯与丙烯酸醋乳液共聚的各种影响因素表明乳液共聚产物胶乳适合作涂料印花粘合剂。
1.1.3乳化剂的改进
粘合剂中乳化剂的存在降低了粘合剂在基材表面的附着力,也给粘合剂的表面性质、乳液成膜的致密性、耐摩擦性能及耐水性等造成一定的影响。为了解决上述问题,人们尝试用可聚合乳化剂来替代传统乳化剂,既可改善织物的手感,又能提高耐干洗和耐水洗性。可聚合乳化剂具有可参加聚合反应的双键,能作为共聚组分参与聚合结合到分子链上,又能起稳定乳胶粒的作用,且能有效防止成膜后乳化剂的迁移,提高涂膜的耐水性和附着力。顾相军等以自制的可聚合乳化剂马来酸配脂肪醇聚氧乙烯醚单醋钠盐代替传统乳化剂合成了苯乙烯/丙烯酸丁酷/甲基丙烯酸甲醋三元共聚乳液粘合剂,并将合成的粘合剂用于涂料印花。朱文均等采用自制功能性和反应性乳化剂及互穿聚合物网络技术,合成了一种新型NC-203粘合剂,具有较好的粘接力,已被多家服装辅料企业用于热熔胶整理,整理后织物具有良好的剥离强度以及理想的各项物理指标。
此外,无皂乳液聚合在反应过程中不加或加微量乳化剂的乳液进行聚合,克服了传统乳液聚合的弊端,并且无皂乳液粒子大小均匀、表面清洁,广泛用于生物、医学、化工等领域。沈飞叶等采用无皂乳液聚合,选择合适的阳离子单体和引发剂,用自由基聚合法合成了稳定的阳离子型聚合物乳液。探讨了软单体BA、阳离子单体M、引发剂过硫酸胺(APS)用量、搅拌速度等因素对乳液性质的影响,用作涂料染色的粘合剂,效果较阴离子粘合剂好,湿摩擦牢度相近,手感柔软。
1.2聚氨醋类涂料印花粘合剂
水溶性聚氨醋具有干燥成膜,其分子组成兼有软、硬链段,配比适当,
2聚合方法的改进
2.1核壳结构
采用核壳聚合法能够改善粘合剂的堵网性,以减少印花堵网而提高印花正品率。人们一直致力于研制出一种无甲醛低温核壳结构的涂料印花粘合剂,使其在低温焙烘或者免焙烘的条件下获得满意的织物牢度性能,彻底解决游离甲醛问题,同时改善涂料印花中普遍存在的手感差的问题,属于环保型产品。蒋学等选择新型交联单体代替N一经甲基丙烯酞胺,采用半连续种子乳液聚合法制备核壳型环保粘合剂,透射电镜(TEM)观察到粘合剂乳液粒子具有明显的核壳结构。分析结果表明:粘合剂乳液固含量约30%,粒子粒径分布均一,粒径150nm左右,并且粒径随交联单体的用量增加而逐渐变大。采用丙烯酸轻丙醋交联单体的反应活性较高,容易形成凝胶物。其用于棉织物涂料印花时摩擦牢度、刷洗牢度、皂洗牢度和手感均良好。
2.2互穿网络(IPN)结构
IPN能在很大程度上改变高聚物的性能,制备方法也不复杂,将印染行业中的助剂制备成IPN使之适应工艺要求,可提高产品质量,如染色牢度和手感。青正安等利用微乳液聚合方法,选用丙烯酸醋类单体和有机硅类功能性单体,研制
3结束语
国内外纺织印染行业涂料印花粘合剂不断更新换代,主要是通过提高牢度、改善手感、降低能耗、减少污染,以达到更佳的效果,使创新成果产业化,从而提高经济效益和社会效益,今后的发展方向将集中在以下几个方面:1降低产品成本,开发性能优异的非丙烯酸醋类粘合剂。2.研制常温交联的环保交联剂,仅自然干燥即可,真正做到低碳,并且不会释放游离甲醛和APEO,符合环保要求。3.研究新的乳液聚合工艺和引发技术,如互穿网络(IPN)、无皂乳液聚合、紫外线可焙烘型,不需常规热焙烘及皂洗水洗、烘干工艺等。