一种涂料染色用阳离子粘合剂乳液及其制备方法和用途.pdf

本发明涉及一种阳离子型粘合剂乳液及其制备方法和用途。其中粘合剂乳液由以下成分反应生成：软单体、硬单体、交联单体、阳离子和非离子型乳化剂的复配乳化剂和引发剂。制备时将软单体、硬单体和交联单体的混合体以及引发剂水溶液加入乳化剂和蒸馏水中反应，降温，过滤，制得阳离子粘合剂乳液。该水性胶乳不仅制备方法简便，而且用于纺织品涂料染色，纺织品功能整理或用于纳米材料后整理的粘结固定剂，用作水性涂料的成膜剂。

1、  一种阳离子粘合剂乳液，其特征是，所述乳液由以下的成分反应生成：
(1)交联单体：1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺；单独或混合使用；
(2)软单体：丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸戊酯或丙烯酸已酯；单独使用或混合使用；
(3)硬单体：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯，单独或混合使用；
(4)乳化剂：阳离子表面活性剂和非离子型乳化剂的复配物，阳离子表面活性剂为正十二烷基胺盐酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵等其中一种或两种以上的混合物；所述的非离子型乳化剂为XL-50即异构C10醇聚氧乙烯醚、T-07即异构C13醇聚氧乙烯醚、平平加O等其中一种或两种以上的混合物，阳离子表面活性和非离子表面活性剂的用量比例1～5∶1～5；
(6)引发剂：过硫酸铵或过硫酸钾。

2、  根据权利要求1所述阳离子粘合剂乳液的制备方法，其特征包括下列步骤：
在70-90℃，将乳化剂加入蒸馏水中，搅拌均匀，按配方滴加引发剂水溶液和交联单体、软单体、硬单体的混合液体，滴加在10～150分钟内完成，反应1～5小时，用醋酸调节pH值为3～7，降温至60～80℃，过滤；所述的软单体和硬单体的总重量、乳化剂和水的重量比为26∶1～3∶71～73；软单体和硬单体的总重量、交联单体、引发剂的重量比为1∶0.004～0.08∶0.004～0.009，软单体和硬单体的重量比是65～80∶20～35。

3、  根据权利要求1所述阳离子粘合剂乳液的应用，其特征是用于纺织品涂料染色。

4、  根据权利要求1所述阳离子粘合剂乳液的应用，其特征是用于纺织品功能整理，也可用于纳米材料后整理的粘结固定剂。

5、  根据权利要求1所述阳离子粘合剂乳液的应用，其特征是用作水性涂料的成膜剂。

一种涂料染色用阳离子粘合剂乳液及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及涂料及涂料染色，具体涉及一种阳离子粘合剂的制备方法和用途。
背景技术
涂料染色是多年来倡导的无水少水染整技术之一，但目前所使用的常规染色技术单纯以阴离子粘合剂为介质的方法实现涂料对织物的染色，存在着染深性差、色牢度低、手感硬和粘辊筒等明显缺陷，制约了涂料染色的推广应用。
从涂料染色机理上看，涂料对纤维无亲和力，涂料对纤维的染色是通过粘合剂作用把涂料固附在纤维上。常规的粘合剂为阴荷性的。由于大多数纤维在染浴中带负电荷，涂料也带负电荷，因静电斥力，导致涂料与纤维的结合不牢，使染色织物的色牢度不高。若要把涂料均匀地较为牢固地分布在纤维上，涂料分散体需经过特殊助剂的预处理和纤维进行阳离子改性，这增加了涂料染色加工的工序和增加了化学品用量，增加了加工成本。
若采用阳离子型乳液作为涂料染色中的粘合剂使用，不仅有利于带负电纤维表面的吸附和粘合，提高涂料染色的色牢度，还可以减少对棉纤维进行阳离子改性的工序，阳离子型粘合剂是一种很有发展前景的功能乳胶，它对正负电荷具有良好的平衡性能，且有柔软，杀菌等作用。专利CN1583811中采用阳离子单体制备了水溶性阳离子聚合物粉剂产品，用于黏土稳定剂、造纸增强剂等，但用于涂料染色中几乎没有，而目前大量文献及专利报道的涂料染色粘合剂(如专利CN101020805)均为阴离子型，引入阳离子基团的研究则比较少。因此对于阳离子型涂料粘合剂进行研究具有现实意义和经济前景。
发明内容
本发明提供了一种涂料染色用阳离子型粘合剂乳液及其制法和用途，其特征在于粘合剂乳液采用乳液聚合方法反应生成，不仅制备方法简单，而且在纺织印染加工应用时无APEO，无甲醛污染。
本发明提供的粘合剂由以下的成分反应生成：
(1)交联单体：1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺等；可以单独或混合使用。
(2)软单体：丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸戊酯或丙烯酸己酯等；可以单独使用或混合使用。
(3)硬单体：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯等，可以单独或混合使用。
(4)乳化剂：阳离子表面活性剂和非离子型乳化剂的复配物，阳离子表面活性剂为正十二烷基胺盐酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵等其中一种或两种以上的混合物；所述的非离子型乳化剂为XL-50(异构C10醇聚氧乙烯醚)、T-07(异构C13醇聚氧乙烯醚)、平平加O等其中一种或两种以上的混合物，阳离子表面活性和非离子表面活性剂的用量比例1～5∶1～5。
(6)引发剂：过硫酸铵或过硫酸钾。
本发明提供的阳离子型粘合剂水性乳液的制备方法，具体包括下列步骤：
将装有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶置于恒温水浴槽中，在70-90℃，将乳化剂加入蒸馏水中，搅拌均匀，按配方滴加引发剂水溶液和交联单体、软单体、硬单体的混合液体，滴加在10～150分钟内完成，反应1～5小时，用醋酸调节pH值为3～7，降温至60～80℃，过滤。制得阳离子粘合剂乳液的平均粒径约为60-260微米。
其中所述的软单体和硬单体的总重量、乳化剂和水的重量比为26∶1～3∶71～73；软单体和硬单体的总重量、交联单体、引发剂的重量比为1∶0.004～0.08∶0.004～0.009，软单体和硬单体的重量比是65～80∶20～35。
所述阳离子型粘合剂可进行涂料染色，或用于纺织品功能整理，或用作水性涂料配方中，作为其水性涂料的成膜剂使用。
本发明的优点是：其采用非甲醛携带单体，无甲醛污染。
利用该阳离子型粘合剂进行涂料染色，可以实现节能节水而且染色后织物手感柔软，干、湿摩擦牢度均达到产品质量要求；该阳离子粘合剂水性乳液可以用于纺织品功能整理，在纳米材料整理中能有效固着纳米材料，增加纳米材料的耐洗性。同时该阳离子型粘合剂也可用作水性涂料配方中，作为其水性涂料的成膜剂使用，附着力好，且可节省涂料用量。
具体实施方式
通过以下实施例将有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。尤其是实施例中的数据并不限制发明中各成分的用量。
实例1阳离子粘合剂乳液的制备
将装有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶置于恒温水浴槽中，加入乳化剂十六烷基三甲基溴化铵2.5g、3g非离子乳化剂XL-50、3g非离子乳化剂平平加O和蒸馏水620g，搅拌均匀，升温至85℃，加入1.8g过硫酸铵，滴加132g丙烯酸丁酯、70g丙烯酸乙酯、0.88g1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯等混合物，调节乳液pH值至3～5，控制滴加速度，滴加时间为3小时，滴加完补加0.18g过硫酸铵，保温1小时，升温至90℃，保温1小时，冷却至60℃过滤出料。
实例2阳离子粘合剂乳液的制备
将装有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶置于恒温水浴槽中，加入乳化剂十六烷基三甲基溴化铵和双十八烷基二甲基氯化铵混和乳化剂8g、4g非离子乳化剂T-70、6g非离子乳化剂XL-50和蒸馏水430g，搅拌均匀，升温至81℃，加入0.6g过硫酸铵，然后滴加124g丙烯酸丁酯、31.2g丙烯酸异辛酯、苯乙烯、12.5g丙烯酰胺等混合物，调节乳液pH值至5～6，控制滴加速度，滴加时间为4小时，滴加完补加0.024g过硫酸铵，保温0.5小时，升温至90℃，保温0.5小时，冷却至65℃过滤出料。
实例3阳离子粘合剂乳液的制备
将装有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶置于恒温水浴槽中，加入乳化剂正十二烷基胺盐酸盐和双十八烷基二甲基氯化铵混和乳化剂6g、4g非离子乳化剂T-70、6g非离子乳化剂平平加O和蒸馏水420g，搅拌均匀，升温至85℃，加入1.5g过硫酸铵，然后滴加140g丙烯酸丁酯、81g丙烯酸乙酯、10g1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯等混合物，调节乳液pH值至3～5，控制滴加速度，滴加时间为3小时，滴加完补加0.07g过硫酸钾，保温1小时，升温至88℃，保温1小时，冷却至70℃过滤出料。
实例4阳离子粘合剂乳液的制备
将装有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶置于恒温水浴槽中，加入乳化剂正十二烷基胺盐酸盐、十六烷基三甲基溴化铵混和乳化剂4g、2g非离子乳化剂XL-50、3g非离子乳化剂平平加O和蒸馏水300g，搅拌均匀，升温至85℃，加入1.45g过硫酸铵，然后滴加102g丙烯酸丁酯、54g丙烯酸乙酯、60g丙烯酸戊酯、13g 1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯等混合物，调节乳液pH值至6～7，控制滴加速度，滴加时间为3小时，滴加完补加0.07g过硫酸钾，保温0.5小时，升温至90℃，保温1小时，冷却至60℃过滤出料。
实例5本发明阳离子乳液在纺织品涂料染色中的用途
织物：纯棉细支织物
涂料染色工艺：
前处理：烧毛-退煮-漂白-丝光
染色：二浸二轧(带液率70％)-红外线预烘-热风烘干-拉幅(130℃×40s)
染色配方：
8204黄                           4.1g/l
8501元                           18.5g/l
8801棕                           3.4g/l
阳离子粘合剂乳液(实例1中制备)    20g/l
染色后耐洗色牢度达到4级以上，干湿摩擦牢度达3级以上，牢度指标较佳，通过测试，织物上甲醛的游离含量均为零。
实例6本发明阳离子乳液在纺织品香味整理中的用途
织物：彩棉针织物
工艺：采用浸轧方式：浸轧(二浸二轧，携液量70％)→烘干(90-100℃)
浸轧液处方：
薰衣草香味微胶囊                 50g/L
阳离子粘合剂乳液(实例4中制备)    30g/L
整理前后的彩棉织物颜色基本相同，手感几无变化，织物散发出宜人薰衣草芬芳。
实例7本发明阳离子乳液在水性涂料中的应用
水性着色涂料配方：
阳离子粘合剂乳液(实例3中制备)    30g
着色颜料                         9g
填充颜料(二氧化硅)               6g
硅                               2g
异丙醇                      4g
水                          49g
硬化剂(聚异氰酸酯水溶液)    20g
                                
总量                        120g
实例8本发明阳离子乳液在纺织品涂料局部染色(印花)中的用途
织物：纯棉细支织物
涂料染色工艺：
前处理：烧毛-退煮-漂白-丝光
印花：印花-烘干(100-105℃×2min)-拉幅(130-140℃×3min)
印花浆配方：
8111大红                         5％
8220中黄                         1％
增稠剂PTF                        1.8％
阳离子粘合剂乳液(实例2中制备)    25％
尿素                             0.5％
印花后耐洗色牢度达到3级以上，干湿摩擦牢度达3级以上，牢度指标较佳，通过测试，织物上甲醛的游离含量均为零，无APEO。