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  • 涂料印花粘合剂      及 其成膜机理
  • 发布时间: 2017-1-16 点击次数: 1264 
  • 早期涂料印花的粘 合剂是一些天然高分子的植物胶或动物胶,这些物质虽然有一定的粘着力,但一般都不耐水洗,产品手感硬。理想的粘合剂要求形成的膜无色透明,加热后不会发黄。膜的性质坚固且弹性好、粘着力强、耐水洗及干洗、耐日晒及 老化;织物处理后成膜柔软、手感好,且不发粘。但实际上,日常所使用的粘合剂不可能全部满足上述要求。应用时一般会根据实际情况,有时可选择几种粘合剂混合使用,并且可再选用适当的助剂或添加剂来改善或调节,以获 得较好效果。

      1粘合剂的类型

      涂料粘合剂发 展到今天,已经发展到了第四代产品。第一代是不能交联的高分子成膜共聚物,适于低温焙烘(100ºC);第二代粘合剂中 含有羟基、羧基、氨基、氰基等反应型基团,在加热过程中能与纤维上的羟基等形成共价键,或与外加的交联剂起反应,从而提高各项应用性能;第三代自交联粘合剂在单体中加入了自交联单体,提高了印花织物的牢度;第四代 粘合剂属于低温焙烘型,可节省90%左右能源,并能适 用于不耐高温织物的涂料印花,但在成本和手感方面还存在一定问题。

      1.1按照反应性能分

      常用的粘合剂 按照反应性能可以将其分为两类。

      1.1.1非反应型粘合剂 

      这类粘合剂在印花后处理过程中,无论是自身或与交联剂、纤维等都不发生反应。非反应型粘合剂  又可分为以下几类。

      1.1.1.1聚丙烯酸酯共聚物

      常用的粘合剂 是丙烯酸丁酯和丙烯氰的共聚物,如果单独以丙烯酸丁酯为单体来合成聚丙烯丁酯作为粘合剂,成膜较柔软,粘着力良好,耐老化性能也好,但机械强度不高,且易溶胀;分子链中引入丙烯氰组分后,粘合剂膜手感虽然较硬,但 膜的抗张强度、耐磨性及干洗牢度等都可提高,它们共聚后的共聚物同时具备两个组分的优点。例如,聚丙烯酸丁酯的玻璃化温度Tg约为一56℃,聚丙烯氰的玻 璃化温度Tg约为104℃,这样高的玻璃化温度,会导致所成膜很硬,不适合做涂料印花粘合剂      。而含1l%的丙烯氰的丙烯酸 丁酯的共聚物,其玻璃化温度约为一25℃,用它作为粘合 剂,仍然有较柔软的手感,而且其它性能也较好。目前使用的这类粘合剂有多种组分比例,性能不完全一样,可根据需要选用。1.1.1.2丁二烯共聚物

      这类粘合剂主 要为丁二烯和苯乙烯的共聚物、丁二烯与丙烯氰的共聚物等。随着共聚物组分的变化,共聚物的性质也随着变化。在丁二烯分子链中引入苯乙烯组分后,共聚物的机械强度和弹性都会提高,而柔软性则降低。这可以从它们的玻璃 化温度变化看出,例如聚丁二烯的约为一85℃,聚苯乙烯的 Tg约为80~100℃,而丁二烯和苯 乙烯的比例为75:25的共聚物的 Tg约为一60℃,介于它们两者 均聚物之间。由于苯胶乳膜的粘着力不够好,有些产品还加入第三单体如丙烯酸酯、丙烯酰胺进行改善,或者在印花时拼混某些粘合力强的结膜物质来改善。

      1.1.1.3醋酸乙烯酯共聚物

      聚醋酸乙烯酯虽然本身是一种粘合剂,但不耐洗、性能较硬,因此不能单独作为涂料印花粘合剂      ,如果将它和其它单体进行共聚,或者将其进行改性,则可以作为印花粘合剂      使用。

      1.1.2反应型粘合剂

      反应型粘合剂 是通过在粘合剂分子链中引入适当的反应型基团,使粘合剂能够交联或直接与纤维发生共价结合,形成网状结构,因而耐溶剂性、耐热性和弹性均

      大为提高,摩 擦牢度也可改善。含反应性基团单体的粘合剂主要有以下几类。

      1.1.2.1胺基单体的粘合剂

      分子中具有氨 基的粘合剂,可和适当的交联剂反应形成网状结构。

      1.1.2.2含羟基单体的粘合 剂

      分子链中的胺 基可和适当的交联剂反应形成网状结构。

      1.1.2.3可自身交联并和纤 维反应的粘合剂

      这类粘合剂含有丙烯酸甲酯等可自身交联的单体。反应型粘合剂 的性能随所用单体的性质和共聚比而变化,例如,丙烯酸乙酯和丙烯氰共聚物的玻璃化温度约为一15~5℃,当丙烯酸乙酯 被丙烯酸丁酯代替后,玻璃化温度则约为一25~5℃《二,比前者低 很多,相应的抗张强度、耐热性也相应提高。

      1.2按照在水中的分散 状态分

      涂料印花粘合剂      按照在水中的分散状态的不同,大致也有三种类型,即水分散型、油,水型和水/油型。1.2.1水分散型粘合剂

      如阿拉明粘合 剂,成膜速度快、不需要高温焙烘。

      1.2.2油,水型粘合剂

      如网印粘合剂 、东风牌粘合剂等,其特点是制备简单,易于拼色、清洗方便。

      1.2.3水/油型粘合剂

      这类粘合剂具 备印花轮廓清晰、渗透性好、手感好等优点,但花纹耐摩性较差,易燃烧,清洗要用有机溶剂,所以日常生产中应用很少。

      2涂料印花粘合剂      的成膜机理

      2.1成膜过程

      涂料印花粘合剂      在成膜过程中,除交联剂的交联作用及自交联型粘合剂的自交联是化学过程外,基本上是物理过程。粘合剂的物理状态不同,成膜机理也不一样。

      2.1.1水分散型粘合剂 的成膜过程

      阿拉克明粘合 剂是溶于醋酸和水的,属于水分散型,聚合物分子相互纠缠在一起,粘合剂以分子的状态分散在溶剂中,随着溶剂的蒸发,粘合剂分子进一步相互纠缠,从而形成皮膜。成膜不需要太高温度,只要能将溶剂蒸发掉就能够形成理想 的膜,外加交联剂也是在这个过程中起交联作用。

      2.1.2乳液型粘合剂成膜 过程

      乳液型粘合剂 成膜机理要相对复杂些。因为乳液型粘合中高分子聚合物是多分子存在乳液粒子中,乳液粒子分散在水介质中。

      它的成膜需要 经历以下三个阶段。

      2.1.2.1水分的蒸发

      粘合剂随着水分的蒸发 ,乳液粒子相互接近形成相接触。

      2.1.2.2乳液粒子变形

      互相接近的乳 液粒子之间产生毛细管现象,出现毛细管压强,促使毛细管变细;毛细管越细,压强越大,当毛细管压强大于乳液粒子的抗变型力的时候,乳液粒子就发生变形。

      2.1.2.3分子扩散成膜受毛 细管压强的作用变形的乳液粒子之间产生高聚物分子的相互扩散,导致分子相互纠缠,相邻的粒子最终成为一体,最终形成密而牢的薄膜。

      2.2成膜的最低温度

      粘合剂的成膜 需要一个最低温度即最低成膜温度MFT,它受粘合剂分子 的组成、乳液粒子的结构所影响。温度低于MFT时,乳液粒子失去 弹性,有足够的硬度与毛细管压强抗衡,无法完全成膜,完全干燥后成粉末状态。常规认为,高聚合物的MFT与玻璃化温度 Tg相近,因此,通常 用计算共聚物玻璃化温度的公式来评估最低成膜温度。

      2.3成膜的最短时间

      除了最低成膜 温度外,乳液型粘合剂还有一个最短成膜时间,这个时间是水分蒸发和颗粒变形所要求的最短时间,它的长短主要取决于乳液粒子的大小、外界温度以及乳液粒子的抱水能力。如果乳液型粘合剂成膜速度过快,印花时容易导致塞 网,这种情况下只要在粘合剂合成时加入少量丙烯酸,使用时加氨水将乳液pH值调至偏碱性,就 能起到抱水作用,延缓成膜速度。

      3结语

      选用不同的单 体来合成粘合剂可以得到不同功能的产品,这些产品无论是在解决涂料手感问题及水洗、摩擦等牢度问题上,都有比较显著的成效,在实际应用过程中,要根据需要来选择合适的粘合剂以保证生产出比较优质的产品。
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