一種延緩染料遷移的聚丙烯酸酯乳液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于紡織品的印染領(lǐng)域，具體涉及一種延緩染料迀移的聚丙烯酸酯乳液及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著紡織行業(yè)的發(fā)展，各種涂料印花也層出不窮，品質(zhì)也參差不齊。涂料印花是利 用膠黏劑把不溶性顏料和填料粘結(jié)在紡織品上，形成不同圖案造型的涂層，具有操作方便、 色譜齊全、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，印制聚酯和聚酯/棉質(zhì)布料時(shí)，過烘道 固化會(huì)發(fā)生染料迀移現(xiàn)象，使涂層出現(xiàn)黃點(diǎn)、黑點(diǎn)或者其它顏色的斑紋，嚴(yán)重影響印花涂層 的外觀，印花材料行業(yè)俗稱"升華"。"升華"的原因是分散染料與布料間由分子間引力和氫 鍵固定，當(dāng)受熱時(shí)纖維內(nèi)的染料不斷解吸脫離纖維，經(jīng)由涂層的小分子表面活性劑進(jìn)入涂 層內(nèi)部。
[0003] 目前印花行業(yè)中針對(duì)"升華"這類問題，多通過采用含活性炭或者其它具有多孔結(jié) 構(gòu)成分的打底涂層來(lái)解決染料迀移問題，其原理是通過活性炭的多孔結(jié)構(gòu)來(lái)吸附迀移的染 料。
[0004] CN 102633004 A公開了一種用于紡織品涂料印花防底色升華滲透迀移的印花膠 漿和配制方法，該專利酯提供一種新型的防升華劑80~10000目的活性Y-A 12O3，該防升 華劑雖能有效防止染料滲透迀移，但依然靠物理吸附作用，未能根本解決問題。其不足在于 γ -A12O3來(lái)源少，價(jià)格偏貴，推廣應(yīng)用受到限制。
[0005] CN 103524669 A公開了一種丙烯酸酯乳液的制備方法，該乳液所使用的乳化劑均 為可聚合乳化劑；所述的乳化劑為日本艾迪科公司生產(chǎn)的反應(yīng)型乳化劑ADEKA SR-10、法國(guó) 羅地亞公司生產(chǎn)的反應(yīng)型乳化劑SVS、法國(guó)羅地亞公司生產(chǎn)的反應(yīng)型乳化劑C0PS-1的一種 或者多種；使用的交聯(lián)單體是廣州雙鍵化工貿(mào)易有限公司生產(chǎn)的HANERCHEM ? ΗΑ、 法國(guó)羅地亞公司生產(chǎn)的濕附著力單體SIPOMER WAM II、上海忠誠(chéng)精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)的 濕附著力單體V-70M的一種或者多種；該乳液可大幅度提高所制成的定型膠的浸透性和柔 韌性，進(jìn)而提高所制的玻璃纖維壁布的結(jié)點(diǎn)強(qiáng)度，而且制成的定型膠與浸膠設(shè)備有較好的 適配性，不粘輥、不起皮、不流掛，有很好的應(yīng)用前景。該方法的不足在于：乳化體系中鈉鹽 類可聚合乳化劑C0PS-1、SVS用量偏高，影響了乳液膠膜耐水性，其乳液膠膜在濕潤(rùn)環(huán)境下 染料迀移嚴(yán)重；且HANERCHEM⑧HA、SIPOMER WAM II、V-70M -種或者多種組成的交 聯(lián)體系，其所制備的乳液在室溫自交聯(lián)速度慢，斷裂伸長(zhǎng)率低，不適合在紡織品涂料印花中 應(yīng)用。
[0006] 因此，本領(lǐng)域亟需開發(fā)一種能夠有效延緩染料迀移的聚丙烯酸酯乳液，其所制備 的印花材料可應(yīng)用在滌綸等染料迀移較為嚴(yán)重的布料上，在紡織品使用周期內(nèi)，印花涂層 不會(huì)出現(xiàn)因染料迀移所產(chǎn)生的色點(diǎn)和斑紋，保持涂層顏色的完整性，所述乳液還應(yīng)當(dāng)具有 原料來(lái)源廣泛，自交聯(lián)速度快，應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種延緩染料迀移的聚丙烯酸酯乳液，所述乳液按重 量百分比包括如下組分：
[0008] 抗染料遷移功能單體 1.0~2.0%; 交聯(lián)單體A 0.8~1.5%; 交聯(lián)單體B 0.5~2.0%; 后交聯(lián)單體C 0.25~1.0%; 陰離子性銨鹽乳化劑 1.0~4.0%;
[0009] 鈉鹽乳化劑 0.1~0.2%; 聚合單體 45~50%; 緩沖劑 0.02~0.03%; 引發(fā)劑 0.2~0.4%; 后消除劑 0.08~0.2%; pH調(diào)節(jié)劑 1.5~3.0%; 去離_/·水 至100%;
[0010] 其中，所述交聯(lián)單體A為甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯中任意1種或至少2種 的組合；
[0011] 所述交聯(lián)單體B為甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯、雙丙酮丙烯酰胺中任意1種或至少 2種的組合；
[0012] 所述后交聯(lián)單體C為己二酸二酰肼、己二胺中的任意1種或至少2種的組合；
[0013] 所述聚合單體為（甲基）丙烯酸類單體；
[0014] 所述后消除劑為氧化劑和還原劑。
[0015] 本發(fā)明所述乳液選用的交聯(lián)體B和后交聯(lián)體C的結(jié)合，能夠有效提高乳液膜自交 聯(lián)的速度和降低交聯(lián)的溫度，降低染料迀移的速度，且賦予印花產(chǎn)品更好的牢度與彈性；另 外，本發(fā)明選用的后消除劑的氧化劑和還原劑在反應(yīng)過程中能夠消耗聚合反應(yīng)殘留的單 體，使得最后得到的乳液的成膜更加致密，大大降低染料迀移的可能性。
[0016] 本發(fā)明所述陰離子性銨鹽乳化劑與鈉鹽乳化劑的質(zhì)量比多10,例如10、11、12、 13、14、15、16、20、23、26、30、38、40 等。
[0017] 本發(fā)明加大了陰離子性銨鹽乳化劑的用量，替換了鈉鹽乳化劑，減少了乳化劑對(duì) 染料的溶解度；同時(shí)所選陰離子性銨鹽乳化劑可與高分子鏈以共價(jià)鍵結(jié)合，永久地鍵接到 膠粒上，克服染料隨乳化劑分子迀移；真正起到延緩染料迀移的效果。
[0018] 優(yōu)選地，所述的陰離子性銨鹽乳化劑選自日本艾迪科公司生產(chǎn)的反應(yīng)型乳化劑 ADEKA SR-10和/或清新縣漢科化工科技有限公司生產(chǎn)的乳化劑DNS-86 ;所述DNS-86的濃 度為25% ;即DNS-86中有效活性成分的重量百分比為25%。
[0019] 優(yōu)選地，所述的鈉鹽乳化劑為清新縣漢科化工科技有限公司生產(chǎn)的乳化劑 HANERCHEM ? HAPS或3-烯丙氧基-2-羥基-1-丙磺酸鈉鹽類乳化劑，優(yōu)選HAPS。
[0020] 本發(fā)明所述氧化劑為叔丁基過氧化氫、過氧化氫或過硫酸銨中的任意1種或至少 2種的組合。
[0021] 優(yōu)選地，所述還原劑選自亞硫酸氫鈉和/或硫酸亞鐵。
[0022] 優(yōu)選地，所述后消除劑中，氧化劑和還原劑的添加質(zhì)量比為（1. 5~2. 6) : 1。
[0023] 優(yōu)選地，所述的后消除劑為叔丁基過氧化氫/亞硫酸氫鈉組合、過氧化氫/亞硫酸 氫鈉組合、過硫酸銨/硫酸亞鐵組合中的任意1種。
[0024] 本發(fā)明后消除劑的添加是通過氧化劑和還原劑的反應(yīng)，消耗乳液聚合過程中殘余 的單體，從而阻礙由殘留單體引起的染料的迀移。
[0025] 優(yōu)選地，所述聚合單體的抗染料迀移功能單體為甲基丙烯酸、丙烯酸或衣康酸中 的任意1種或至少2種的組合；優(yōu)選所述抗染料迀移功能單體為0. 5~1.0 wt %的丙稀酸 和0. 5~1.0 wt%的衣康酸的混合物，以聚丙烯酸酯乳液為100%計(jì)。
[0026] 優(yōu)選地，所述聚合單體的（甲基）丙烯酸類單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、 丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯腈中的任意2種或至少3種的組合。
[0027] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述聚合單體為：甲基丙烯酸甲酯1.0~7. Owt %、丙烯酸甲酯 0~4. Owt%、丙稀酸乙醋10. 0~20.0 wt%、丙稀酸丁醋10. 0~20.0 wt%、丙稀酸異辛醋 2. 0~5. Owt%和丙稀腈2. 0~4. Owt%的組合物，以聚丙稀酸醋乳液為100%計(jì)。
[0028] 本發(fā)明所述緩沖劑為碳酸氫鈉和/或磷酸氫二鈉。
[0029] 優(yōu)選地，所述的引發(fā)劑選自過硫酸銨、過硫酸鈉或過硫酸鉀中的任意1種或至少2 種的組合，優(yōu)選過硫酸銨。
[0030] 本發(fā)明所述交聯(lián)劑A為丙烯酸羥乙酯；所述交聯(lián)劑B為雙丙酮丙烯酰胺；所述后 交聯(lián)劑C為己二酸二酰肼。
[0031] 作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述乳液按重量百分比包括如下組分：
[0032] 丙烯酸 0.5~1.0%; 衣康酸 0.5~〗.0%; 丙烯酸羥乙酯 0.8~1.5%; 雙丙酮丙烯酰胺 0.5~2.0%; 己二酸二酰肼 0.25~1.0%; SR-10 1.0 ~2.0%; DNS-86 0~3.0% HAPS 0.1 ~0.2%; 甲基丙烯酸甲酯 1.0~7.0wt%; 丙烯酸甲酯 0~4.0wt%; 丙烯酸乙酯 10.0~20.0wt%; 丙烯酸丁酯 10.0~20.0wt%;
[0033] 丙烯酸異辛酯 2.0~5.0wt%; 丙烯腈 2.0~4.0wt% 碳酸氫鈉 0~0.03%; 磷酸氫二鈉 0~0.03%; 過硫酸銨 0.2~0.4%; 后消除劑 0.08~0.2%; pH調(diào)節(jié)劑 1.5~3.0%; 去離子水 至100%;
[0034] 其中，碳酸氫鈉和碳酸氫二鈉的含量不能同時(shí)為0,且兩者的含量之和為0. 02~ 0. 03% ；
[0035] 其中，后消除劑為叔丁基過氧化氫和亞硫酸鈉，且叔丁基過氧化氫與亞硫酸鈉質(zhì) 量比為1. 5~2. 6:1。
[0036] 本發(fā)明所述乳液固含量為45~50%，乳液粘度為200~1500cps。
[0037] 本發(fā)明還提供了一種如前所述的延緩染料迀移的聚丙烯酸酯乳液的制備方法，其 特征在于，所述方法包括如下步驟：
[0038] (1)預(yù)乳化：向預(yù)乳化釜加入占40~60 %配方量的去離子水、50 %配方量的緩沖 劑、65~90%配方量的陰離子性銨鹽乳化劑、65~90%配方量的鈉鹽乳化劑、抗染料迀移 功能單體、交聯(lián)單體B ;攪拌均勾后，提高攪拌轉(zhuǎn)速為80~150r/min，依次加入聚合單體、交 聯(lián)單體A，繼續(xù)攪拌進(jìn)行預(yù)乳化15~30min，得到預(yù)乳液待用；
[0039] (2)合成種子乳液：向反應(yīng)釜中加入35~40%配方量的去離子水、50%配方量的 緩沖劑、10~35%配方量的陰離子性銨鹽乳化劑、10~35%配方量的鈉鹽乳化劑；攪拌均 勻后，加入占步驟（1)總重量3~10 %的預(yù)乳液；升溫至65°C~70°C，向反應(yīng)釜投入釜底 引發(fā)液，升溫至80°C~82°C，保溫15min ;
[0040] 其中，所述釜底引發(fā)液為去離子水溶解的25~40%配方量的引發(fā)劑；
[0041] (3)滴加聚合反應(yīng)：同時(shí)把剩余的預(yù)乳化液和反應(yīng)引發(fā)液緩慢滴加至反應(yīng)釜中， 滴加過程中溫度控制在80~82°C，全程滴加用時(shí)控制在3~3. 5h ;
[0042] 其中，所述的反應(yīng)引發(fā)液為去離子水溶解的60~75%配方量的引發(fā)劑；
[0043] (4)保溫后消除：步驟⑶所述預(yù)乳液滴加完成后，耗時(shí)15min降溫至70°C~ 72°C，30min內(nèi)向反應(yīng)釜同時(shí)滴加去離子水溶解的配方量的氧化劑和去離子水溶解的配方 量的還原劑，且保持溫度20min ;
[0044] (5)降溫出料：步驟（4)保溫結(jié)束后，降溫至50~55°C，加入氨水調(diào)節(jié)pH值至 7. 5~8. 5,加入后交聯(lián)單體C溶液，過濾出料，得到延緩染料迀移聚丙烯酸酯乳液；
[0045] 其中，所述的后交聯(lián)單體C溶液為去離子水溶解的配方量的后交聯(lián)單體C ;
[0046] 其中，所述延緩染料迀移的聚丙烯酸酯乳液的制備方法過程中，去離子水的總加 入量為配方量。
[0047] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0048] (1)本發(fā)明優(yōu)選了交聯(lián)單體，尤其是雙丙酮丙烯酰胺/己二酸二酰肼交聯(lián)體系和 雙丙酮丙烯酰胺/己二胺交聯(lián)體系，有效提高了乳液膜自交聯(lián)的速度，并降低了交聯(lián)的溫 度，從而降低了染料迀移的速度，且賦予印花產(chǎn)品更好的牢度與彈性；
[0049] (2)本發(fā)明向乳液中加入了后消除體系，后消除體系中的氧化劑和還原劑在體系 中反應(yīng)，能夠有效消耗其中剩余的聚合單體，提高乳液膜的致密性，降低染料的迀移；
[0050] (3)本發(fā)明大量選用了陰離子性銨鹽乳化劑，陰離子性可減少乳化劑對(duì)染料的溶 解度；同時(shí)該類型乳化劑可與高分子鏈以共價(jià)鍵結(jié)合，永久地鍵接到膠