聚氨酯聚丙烯酸酯互穿网络涂料印花粘合剂的制备与应用
聚氨酯丙烯酸酯的合成及应用

聚氨酯丙烯酸酯的合成及应用姓名:樊荣学号:2009296015专业:化学化学化工学院聚氨酯丙烯酸酯的合成及应用樊荣 2009296014 化学(山西大学化学化工学院山西太原030006)摘要:聚氨酯丙烯酸酯(PUA)体系综合了聚氨酯树脂和丙烯酸酯树脂各自的优点,使得该体系具有耐溶剂性,耐低温性,耐磨性,耐热冲击性,柔韧性和良好的粘结性,成为目前研究比较活跃的体系。
本文就对近年来聚氨酯丙烯酸酯的一些合成方法、性能研究及在各个领域中的应用景做一个简单的综述。
关键字:聚氨酯丙烯酸酯合成性能应用前景Synthesis of polyurethane acrylate and its applicationFan rong 2009296014 chemical(Chemistry and Chemical Engineering of Shanxi University, Taiyuan, Shanxi 030006)Abstract: polyurethane acrylate (PUA) system integrated polyurethane resin and acrylic resin and their respective advantages, so that the system is solvent resistance, low temperature resistance, wear resistance, thermal shock resistance, flexibility and good adhesion, becomes the present study comparing active system. The article in recent years polyurethane acrylate some synthetic methods, properties and applications in various fields of king to do a simple review.Keywords: acrylate polyurethane ,synthesis ,properties , potential applications前言聚氨酯丙烯酸酯(PUA)的分子中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键,固化后的胶黏剂具有聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韧性、高剥离强度和优良的耐低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性,是一种综合性能优良的辐射固化材料。
涂料印花粘合剂的种类和稳定性有哪些

涂料印花粘合剂的种类和稳定性有哪些涂料印花粘合剂是一种用于将颜料粘接在布料、纸张、皮革和其他材料上的化学物质。
它是制作印花材料的重要组成部分,可以提供良好的附着力和耐久性。
涂料印花粘合剂的种类和稳定性对印花品质的影响至关重要。
以下将介绍几种常见的涂料印花粘合剂种类及其稳定性。
1.聚丙烯酸酯(PAA)涂料印花粘合剂聚丙烯酸酯(PAA)是一种常见的涂料印花粘合剂,用于纺织品和纸张印花。
它具有良好的附着力,柔软性和稳定性,可以在不同类型的织物和纸张上实现卓越的色彩和图案效果。
PAA粘合剂的稳定性取决于其溶解度和粘度,以及与其他添加剂的相容性。
2.聚乙烯醇(PVA)涂料印花粘合剂聚乙烯醇(PVA)是另一种常用的涂料印花粘合剂,广泛应用于纺织品和纸张印花。
PVA粘合剂具有良好的粘接性和延展性,能够提供强大的印花附着力。
然而,PVA粘合剂在湿度或高温环境下的稳定性较差,容易发生粘接失败。
3.聚氨酯(PU)涂料印花粘合剂聚氨酯(PU)是一种具有良好粘接性和耐久性的涂料印花粘合剂,常用于纺织品和皮革印花。
它可以提供优异的附着力,并且具有优良的耐水性和耐磨性。
PU粘合剂的稳定性取决于其固化过程中的温度和湿度,以及与其他添加剂的相容性。
4. 丙烯酸酯(Acrylic)涂料印花粘合剂丙烯酸酯(Acrylic)是一种具有良好粘接性和耐久性的涂料印花粘合剂,广泛应用于纺织品和皮革印花。
它可以提供卓越的附着力和耐水性,具有优良的耐久性和抗化学性。
Acrylic粘合剂的稳定性取决于其固化过程中的温度和光敏性,以及与其他添加剂的相容性。
值得注意的是,不同类型的涂料印花粘合剂在不同的条件下可能会出现一些稳定性问题,如粘接失败、颜色变化、降解等。
为了确保印花品质的稳定性,需要在生产过程中进行严格的质量控制和测试,并选择适合特定材料和应用的合适的粘合剂。
总结起来,涂料印花粘合剂的种类包括聚丙烯酸酯(PAA)、聚乙烯醇(PVA)、聚氨酯(PU)和丙烯酸酯(Acrylic)等。
聚氨酯-丙烯酸酯乳液的合成及在涂料印花中的应用

PUA 乳液的合成及在涂料印花中的应用徐东平(宁波市化工研究设计院 宁波315040)摘 要:用乳液聚合方法制备了丙烯酸酯改性聚氨酯乳液(PUA ),并对其合成过程的某些影响因素进行了讨论,确定了较佳工艺条件。
该乳液作为粘合剂应用于涂料印花,织物的印花牢度及手感均较好。
关键词:聚氨酯;丙烯酸酯;改性;乳液共聚;粘合剂;涂料印花 聚氨酯乳液是20世纪60年代发展起来的高分子材料,因为以水为分散介质,与溶剂型聚氨酯相比,具有价格低廉,使用安全,无环境污染等优点,所以其研究与应用得到快速发展,在1992年至1997年间,聚氨酯乳液的年平均增长率为8%[1],并出现了一系列工业化产品,成功地应用于印刷、印染、造纸、皮革涂饰等行业。
聚氨酯乳液胶膜柔软、耐磨、耐低温、粘附性好,但耐高温性能不佳,耐水性较差;而水性丙烯酸酯树脂具有较好的耐水性、耐候性和力学性能,但又存在着硬度大、热粘冷脆等缺点。
若用丙烯酸酯对聚氨酯进行改性,能够使两者的优点结合起来,克服各自的缺点,做到扬长避短,优势互补。
其改性产物被称为“第三代”聚氨酯乳液,这种聚氨酯2丙烯酸酯(PUA )乳液成为近年来研究的热点[2,3]。
本工作对丙烯酸酯改性聚氨酯乳液的合成工艺条件和产品性能作了探讨,并将其作为粘合剂,应用到涂料印花中,印花后织物获得较好的牢度及手感。
1 实验部分1.1 原材料聚酯二醇,M n =1000,工业品,日本进口;六亚甲基二异氰酸酯,工业品,日本进口;二羟甲基丙酸,工业品,日本进口;高沸点溶剂A ,工业品,美国进口;三乙胺,化学纯,上海试剂厂;异佛尔酮二胺,工业品,美国进口;丙烯酸酯混合单体(丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸等),自配;丙烯酸缩水甘油醚系列交联剂,自制;过硫酸钾,化学纯,上海试剂厂;甲苯,化学纯,上海试剂厂。
1.2 合成工艺在装有搅拌器、温度计的四口瓶中加入聚酯二醇,在120~130℃,高真空条件下脱水1~2h ,冷却后加入六亚甲基二异氰酸酯,升至一定温度后反应,直到游离NC O 的质量分数达到理论值,适当降温后加二羟甲基丙酸和高沸点溶剂A 进行亲水化反应,反应完全后将反应液冷却,加三乙胺进行中和,在剧烈搅拌下加入去离子水、异佛尔酮二胺,同时进行乳化扩链反应,然后将乳液升到一定温度后滴加过硫酸钾与交联剂的水溶液及丙烯酸酯混合单体,进行自由基乳液聚合反应约3h ,冷却过滤出料,即得丙烯酸酯改性聚氨酯乳液(PUA 乳液)。
聚氨酯胶黏剂的制备、配方及其应用综述

• 胶黏剂与被粘物之间引入化学键。例如:聚氨酯
胶黏剂粘橡胶、纤维等物质, 发生化学反应 而增
大粘接强度。
• 分子间力分为色散力、诱导力、取向力(以上合
称范德华力)以及氢键。 高分子胶黏剂色散力较
大,可占全部分子间作用力的80%-100%,氢键力
则大于范德华力。
• 金属材料与非金属材料(例如高分子胶黏剂)密
聚氨酯胶黏剂的制备、配 方及其应用
徐祖顺
主要内容
• • • • • • • • 1:概述 2:聚氨酯胶黏剂的粘接原理 3:聚氨酯胶黏剂的特点 4:聚氨酯胶黏剂的制备 5:聚氨酯胶黏剂的配方设计及实例 6:聚氨酯胶黏剂的应用 7:我国聚氨酯胶黏剂存在的问题与展望 8:聚氨酯胶黏剂实例
1: 概述
1.1 定义
• 固体具有一定的形状,表面不能收缩,所以它没 有表面张力, 只有表面自由能 ,在讨论时,称固 体表面自由能为表面张力。
• 表面张力小的物质能很好浸润表面张力大的物质 ,反之则不行。 • 例如:水表面张力比油大的多,所以油能够很好 的铺在水面,而水却不能很好的铺在油上。 • 金属、无机盐等的表面张力都很大,很容易被胶 黏剂浸润,塑料的表面张力一般与胶黏剂相近, 浸润程度就较差。 • 所以,在对表面张力较小的物件进行粘接时,在 胶液中可以适当加入一些表面活性剂。
• 形成完美的密封或者是粘接,液体胶黏剂与固体被 粘件之间必须有完好的浸润。
• 浸润情况与胶黏剂的组成与性能、被粘件的结构与 性能、两者之间的相互作用都密切相关,也就是说 界面张力的影响至关重要。
• 液体的表面张力是作用于液体表面的单位长度上 使表面收缩的力。 表面张力是液面的分子受液体 内部分子吸引的结果,其结果表现为液体总是倾 向于尽可能小的表面积 ,所以空气中的小液体总 是球状的。
本科毕业论文:水性聚氨酯—聚丙烯酸酯IPN的研制及其在纸张表面施胶中的应用

关键词:表面施胶剂;水性聚氨酯;互穿网络;纸张平滑度;光泽度
1
1.1
导言
表面施胶剂在纸张中的作用 表面施胶剂是在纸或纸板的两面,以含一种或多种物质的水分散液,在特定的设备中进行
施胶的一种方法。现代的造纸技术中,表面施胶已成为纸页表面施胶处理的主要形式,其作用 不仅仅局限于赋予纸张一定的抗液性,在某些情况, 则更加强调其对纸张印刷性能、纸张表面 性能的改善。 为了更好的发挥表面施胶效果,选用合适的聚合物助剂种类、加快现有产品性能改进及开 发新型优质价廉产品是十分必要的,对我国纸和纸板产品档次的提高乃至整个造纸工业的发展 都是非常有意义的。 1.2 国内外表面施胶剂发展的状况 目前,应用于表面施胶的化学助剂品种较多,大体可分为两类:天然高分子和合成聚合物。 天然高分子产品具有来源广、价格低、易生物降解等优点,在表面施胶剂市场上一直占据重要 比例,主要有淀粉、瓜尔胶、纤维素及半纤维素、虫胶、明胶、甲壳素和海藻酸等。而合成聚 合物类助剂由于可赋予纸张更优异的性能,近年来发展比较迅速,相继出现了烯酮二聚体 (AKD)、石蜡、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、硅酮聚合物、苯乙烯类共聚物、聚氨酯及 氟碳聚合物等产品。以上各产品用途不一,如增加抗水性优选AKD、石蜡或苯乙烯类共聚物; 提高抗油脂性需加入海藻酸钠、石蜡、PVA或氟碳聚合物;增加剥离性则加入硅酮聚合物;改 进印刷适性则主要通过改性淀粉、壳聚糖、PVA、苯乙烯类共聚物或羧甲基纤维素来加以改善;
水性聚氨酯—聚丙烯酸酯 IPN 的研制 及其在纸张表面施胶中的应用
包装工程 04-3 班:宋 丽 指导教师:郭玉花
内容摘要:本论文采用两步法合成具有明显核壳结构的水性聚氨酯—聚丙烯酸酯互穿网络复合乳液,通过对
制得的互穿网络的 TEM 及 FT-IR 的分析及对互穿网络表面施胶剂的自身性能进行测试,以其对纸张各项性能 的影响研究,从而优化配方,得到适于做纸张表面施胶剂的水性聚氨酯—聚丙烯酸酯的互穿网络配方。研究结 果表明: 将水性聚氨酯—聚丙烯酸酯互穿网络用作表面施胶剂, 改变聚合物中各种单体或基团的配比, 如 NCO, PA,St,DVB 和 DMPA 等,探讨其变化对纸张光泽度、平滑度、耐水性能及油墨吸收性能的影响,经过和原 纸性能的对比分析,得出水性聚氨酯—聚丙烯酸酯的优异性能;将含有淀粉的表面施胶剂与水性聚氨酯—聚丙 烯酸酯互穿网络表面施胶剂对纸张的光泽度、平滑度、施胶度及油墨吸收性的影响作对比,得出水性聚氨酯— 聚丙烯酸酯互穿网络表面施胶剂能整体优化纸张的各方面性能。经过 IPN 表面施胶后,纸张的性能对比原纸有 了很大改善,如纸张平滑度提高了 56.50 倍,光泽度提高了 4.60 倍,耐水性能上升了 14.19 倍,油墨吸收性能 下降了 8.58 倍。
PU/PA互穿网络聚合物

PU/PA nt r e e r tn e wo k p l m e i e p n t a ig n t r oy r
Q A eg 。Y o -i Z i .u U N H n IY ubn , HUJ nh a a , inU i rt n i e n c ne n e nl y 1X' n e i o gn r gSi c d Tc o g . a v sy fE e i e a h o n7 04 , hn ; 10 8 C ia 、
途径 。为此 , 可采用 共 混 或接 枝共 聚 等 方法 制 得 混杂 聚 合 物
( yr ) H bi d 。
聚氨酯预聚体易与其它单体 或聚合 物混合 , 发生 互不干 扰 的平 行反应 , 得到性 能优 良的聚氨酯 互穿 网络 (nepnt t g Itreer n a i Plm r e ok P , oy e t r,IN) 因此 是研究 的热点 。 Nw 目前 , 许多国家都 在积极寻求具有 特定 用途 和特殊功能 的 水性聚氨酯乳液 , 以提 高聚 氨酯胶 膜 的耐水 、 耐溶 剂 和耐化 学 品性及机械性能等 , 并由此发展了制备 水性 聚氨酯 乳液的新 方 法。这当中, 应用 最 多的 是与 聚 丙烯 酸 酯 物 理共 混 或化 学 接
\ i b u h hmir ut o , t. N nb 16 0 h i 2Nn oR neC e s yI s C . Ld , i o3 5 0 ,C n g t n r d y g a
,
A src:Pe aain o q e u o ueh n — o a rl e i ep n t t g n t r p l r ( U btat rp rt fa u o s p l rta ep l cy t n re er i ewok o me P A)wa nrd c d h o y y a t an y s i o u e .T e t
印花胶浆用丙烯酸-聚氨酯复合乳液的合成

印花胶浆用丙烯酸-聚氨酯复合乳液的合成带有上文背景知识
摘要
本文讨论了印花胶浆用丙烯酸-聚氨酯复合乳液的合成方法。
首先介绍了其组成,包括丙烯酸、聚氨酯、增韧剂、耐磨剂等。
然后分析了其添加量、反应温度以及搅拌速度等合成参数对最终产物性质的影响。
最后,采用乳液质量分数来确定最佳的合成过程参数,以保证最终产物所需要的最佳性质。
关键词:丙烯酸-聚氨酯复合乳液,印花胶浆,添加量,反应温度,搅拌速度
1.引言
随着时代的发展,印花胶浆在非织造织物上的应用日益增多,特别是在家纺行业、服装行业等需要色彩鲜艳、弹性良好的行业更是大量使用。
因此,对印花胶浆的性能要求也越来越高。
丙烯酸-聚氨酯复合乳液作为一种印花胶浆的基料,性能优异,其侧重点在耐冲击、耐水洗、弹性好等特点,是良好的印花胶浆配方材料。
因此,本文将重点介绍丙烯酸-聚氨酯复合乳液的合成方法,以及对最终产物性质的影响。
2.组成
丙烯酸-聚氨酯复合乳液是由丙烯酸、聚氨酯、增韧剂、耐磨剂等多种物质组成的复合材料,其主要成分及其用量如下:
(1)丙烯酸,一般取贝壳煤灰为主体,添加量为10-15%。
(2)聚氨酯,它又叫氨基烷聚氧乙烯。
聚氨酯丙烯酸酯粘接剂的制备及应用

聚氨酯丙烯酸酯粘接剂的制备及应用粘接技术作为一种专业应用领域,已经成为了现代工业中不可缺少的一部分。
聚氨酯丙烯酸酯粘接剂由于其良好的性能和适用性而广泛应用于各行各业中,包括建筑、汽车、机械制造等。
本文将探讨聚氨酯丙烯酸酯粘接剂的制备及应用。
一、聚氨酯丙烯酸酯粘接剂的基本性质聚氨酯丙烯酸酯粘接剂是一种合成材料,由聚醚型双组分聚合物、活性羟基丙烯酸酯、异氰酸酯组成。
其具有优异的粘接性能和韧性,并具有较高的剪切强度和拉伸强度,而且耐热、耐水、耐化学腐蚀和耐环境腐蚀等特性。
二、聚氨酯丙烯酸酯粘接剂的制备(一)材料原料的准备聚氨酯丙烯酸酯粘接剂的制备需要准备聚醚型双组分聚合物、活性羟基丙烯酸酯、异氰酸酯等原材料。
聚醚型双组分聚合物:聚醚型双组分聚合物主要由聚醚醚酮等聚醚类双组分聚合物和活性氢基聚氨酯类双组分聚合物组成。
这一部分可以通过粘合剂公司购买或从制药公司获得。
活性羟基丙烯酸酯和异氰酸酯可以从专业化学原材料公司获得。
(二)配制步骤1、将不同量的聚醚型双组分聚合物分别称量后加入反应釜中。
2、将适量的活性羟基丙烯酸酯加入到反应釜中。
3、加入异氰酸酯,搅拌均匀。
4、将加入一定量的催化剂,如金属盐类或者有机物等。
搅拌均匀。
5、将反应釜在50-60℃的温度下反应6-8小时。
(三)制备工艺制备聚氨酯丙烯酸酯粘合剂的工艺主要包括原材料准备、成分配比、搅拌混合、加催化剂、加固化促进剂、加颜料等。
三、聚氨酯丙烯酸酯粘接剂的应用聚氨酯丙烯酸酯粘接剂可以用于诸多领域,与其它材料可以实现优良的黏合效果。
(一)在建筑领域方面,聚氨酯丙烯酸酯粘接剂可以用于建筑材料的粘接,如铝合金、不锈钢的板材等。
在石材、玻璃、陶瓷等领域也有着广泛的应用。
(二)在汽车领域方面,聚氨酯丙烯酸酯粘接剂可以粘接汽车外壳、轮胎、排气管、座椅等部件。
(三)在机械制造领域方面,聚氨酯丙烯酸酯粘接剂对于机械设备的修补、制造、加工有着广泛的应用。
结论聚氨酯丙烯酸酯粘接剂的应用领域非常广泛,因其良好的性能,得到了广大工业界的青睐。
聚丙烯酸酯黏合剂的合成及在涂料染色中的应用

聚丙烯酸酯黏合剂的合成及在涂料染色中的应用吴笑颜;汪青【摘要】In this paper,a kind of polyacrylate pigment adhesive which has excellent water solubility is prepared,and applied in polyester-cotton fabric pigment dyeing.The effects of emulsifying style,polymeriza-tion temperature,monomer ration and content on emulsion,film-forming and dying properties are explored. The results show that the excellent polyacrylate pigment adhesive can be obtained following thesesteps:adop-ting pre-emulsion method by stepwise feeding,at 40℃,adding initiator,pH 6.0,finishing pre-polymerization at 70 ℃,dropwise adding pre-emulsion at 75 ℃ for 3 hours,keeping warm for 1 hour at 80 ℃.The optimized compounding of adhesive is as follows:OP-10 2%,SDS 3%,BA 61%,MA 23%,SM 12%,AA 2%, N-MA 2% and APS 1%.%采用乳液法合成具有水溶性的聚丙烯酸酯黏合剂,将其应用于涤棉织物涂料染色,探讨预乳化方式、聚合温度、单体比例和各个单体用量等因素对乳液性能、成膜性能和涂料染色效果的影响。
聚氨酯-聚丙烯酸酯互传网络涂料印花粘合剂的制备与应用

聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿网络涂料印花粘合剂的制备与应用黄茂福东华大学1 前言目前,在涂料印花中广泛使用的是聚丙烯酸酯类(PA)粘合剂,它具有透明性好,对颜料粘着力和对纤维粘附力较强,在使用羟甲基丙烯酰胺为自交联单体后,通过焙烘固着,提高了色牢度,因而可降低硬单体的比例,从而降低了印浆中粘合剂的用量并改善了手感。
但在印大块面花纹时,手感还不够柔软,虽然近年来,随着聚合技术的提高,使粘合剂的分子量分布和粒径分布能控制在较窄的围,从而改善了粘合剂的稳定性和堵网性能。
不过,羟甲基丙烯酰胺在焙烘和贮存过程中会释放出甲醛,使织物上游离甲醛含量无法到达衣及童装的要求,并且它的湿摩擦牢度难以到达客户的要求,在软单体的比例相对提高以后,其吸尘性能及粘搭性提高,致使衣服在空气中容易吸灰,在针织物印花时,因针织物组织构造的滑移,聚丙烯酸酯粘合剂的断裂延伸率较小而产生露花现象,为了解决湿摩擦牢度达标,有使用粘合剂中添加特种构造的有机硅乳液,或在粘合剂聚合时,参加特种构造的氨基硅油与之嵌段共聚,为了解决其延伸性及手感,有人在聚丙烯酸酯粘合剂中掺入聚氨酯(PU),制成聚氨酯与聚丙烯酸酯双组分高聚物的复配混合型粘合剂,以提高手感柔软性、耐磨性、耐腐性、不易沾污、易清洗等性能,取得很好效果。
聚氨酯(PU)用于纺织物的加工已有悠久的历史,它主要用于纺织物的涂层,开场时,使用溶剂型聚氨酯涂层剂,溶剂多般是甲苯,在涂层后经焙烘,甲苯挥发而交联成膜,因为甲苯毒性大,易污染环境,而且甲苯易燃烧,甚至在浓度高时,会产生爆炸而形成火灾,因此,目前都使用水性聚氨酯代替溶剂型聚氨酯。
聚氨酯是由含双异氰酸酯的化合物(二异氰酸酯)与含有羟基的多聚多元醇的聚醚或双羟基聚酯缩合而成,与聚醚缩合的称为聚醚型聚氨酯,如2,6 TD1与多元醇缩合成聚氨基甲酸酯(简称聚氨酯,PU)[1]。
水性聚氨酯的制造方法有多种[2],国常用溶剂法(甲乙酮或丙酮作溶剂)法,它是将二异氰酸酯与聚醚或聚酯或多烯多胺反响,先制成预聚体,当端异氰酸酯基到达理论值后,再与扩链剂,如二羟甲基丙酸及1,4丁二醇进展扩链,到异氰酸酯基全部反响完毕,用二羟甲基丙酸和1,4丁二醇的相对数量来控制产物中羧基的含量,用三乙胺中和,参加去离子水进展分散,最后蒸发去除溶剂而制得水性聚氨酯粘合剂水分散液,可制得粒径0.03-0.5μm的自乳化液。
★水性聚氨酯涂料印花粘合剂的合成与应用

★水性聚氨酯涂料印花粘合剂的合成与应用刘梅,贺江平,雷键(西安工程大学,陕西西安710048)摘要:以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇1000(PEG 1000)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、三乙胺(TEA)、二乙烯三胺为原料合成了水性聚氨酯,其具有较好的耐电解质、耐酸和耐碱性.以摩擦牢度、皂洗牢度、手感等为指标,考察其作为涂料印花粘合剂的应用.结果表明:在焙烘温度150℃,时间3min,粘合剂40g/L,印花浆8g/L,增稠剂KS-D76010g/L,交联剂(N-羟甲基丙烯酰胺)10g/L 时印制的产品手感柔软,得色量高,其干湿摩擦牢度均可达到4级,沾色牢度可达到4级或4~5级,满足涂料印花的国家标准(干摩擦牢度2~3级,湿摩擦牢度2级)及其他染料印花布的国家标准(干摩擦牢度3级,湿摩擦牢度2~3级),其效果与染色布相当.关键词:水性聚氨酯;涂料印花;粘合剂中图分类号:TQ433.4+32文献标识码:B文章编号:1004-0439(2009)09-0045-03水性聚氨酯涂料印花粘合剂的合成与应用Synthesis and application of waterborne polyurethane binder in pigment printingLIU Mei,HE Jiang -ping,LEI Jian(Xi'an Polytechnic University,Xi'an 710048,China )Abstract :Waterborne polyurethane was synthesized using isophorone diisocyanate,polyethylene glycol 1000,2,2-dihydroxyl methyl propaniocacid,triethylamine and diethylenetriamine as raw materials,which has good elec -trolyte resistant,acid-resistant and alkali resistant properties.As a binder in pigment printing,its application was investigated taking crockingfastness,soaping fastness and handle as indexes.The results showed that the prod -uct had soft handle and high color yield,which was obtained with the follow conditions:40g/L of binder,8g/L of printing paste,10g/L of thickener KS-D760,10g/L of cross linking agent (N-hydroxymethyl acrylamide),cured at 150℃for 3min.The dry/wet crocking fastness of printed product were level 4,staining color fastness was level 4or 4~5,which met the demands of national standard for pigment printing product (level 2~3of drying crock -ing fastness,level 2of wet crocking fastness)and other national standard for dyes printing product (level 3of dry -ing crocking fastness,level 2~3of wet crocking fastness.The effect of pigment printing product was similar to the dyed cloth.Key words :waterborne polyurethane;pigment printing;binder收稿日期:2008-08-28作者简介:刘梅(1983-),女,陕西省汉中市人,在读硕士研究生,主要从事纺织印染助剂的应用研究及其开发.与传统的染料印花工艺比较,涂料印花具有工艺流程短、能耗低、基本无污染等优点.涂料印花效果的好坏在很大程度上依赖于粘合剂性能的好坏.目前国内生产的大多数粘合剂以羟甲基丙烯酰胺为交联单体[1],使用过程中会产生甲醛,对人体和环境有害.国内生产的丙烯酸酯印花粘合剂还存在品种少、成本高、乳液稳定性差、印花织物手感硬、牢度差[2-3]等缺点.水性聚氨酯涂料印花粘合剂是一种新型环保型粘合剂,是将聚氨酯(PU)细粒分散于连续水相中形成的二元胶体,具有不燃、无毒、无环境污染、无火灾隐患等优点,因而越来越受到人们的重视.本文采用异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙二醇1000自制了水性聚氨酯粘合剂,并对此粘合剂在涂料印花中的应用做了初步的研究.印染助剂TEXTILE AUXILIARIES Vol.26No.9Sep .2009第26卷第9期2009年9月印染助剂26卷1试验1.1材料异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI,工业级,上海凌峰化学试剂有限公司),聚乙二醇1000(PEG1000,分析纯,上海清晰化工有限公司),2,2-二羟甲基丙酸(DMPA,工业级,临海市亿达贸易有限公司),三乙胺(TEA,分析纯,天津市津宇精细化工厂),二乙烯三胺(DETA,分析纯,国药集团化学试剂有限公司),丙酮(分析纯,天津市富宇精细化工有限公司),N-甲基-2-吡咯烷酮(分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司),增稠剂KS-D760 (工业级,陕西科信染化有限公司),纯棉左斜漂白布(25.4 tex×28.2tex×464×215),8303翠蓝FGB(工业级,郑州兰天化学试剂厂),N-羟甲基丙烯酰胺(分析纯,天津市大茂化学仪器供应站).1.2仪器79-3型磁力搅拌器(上海乐斯仪器厂),BPS221型电子分析天平(德国赛多利斯公司),JJ-1型机械搅拌器(常州国华电器有限公司),101A-1型恒温烘箱(余姚市金宏电子设备厂),HHS-2F型恒温水浴锅(余姚市上通温控仪表厂),TCL-B16型台式离心机(盐城市大冈离心机泵厂),NDJ-1型旋转粘度仪(上海天平仪器厂),试验室用平网印花台板(自制),Y511L 型摩擦牢度试验机(温州纺织仪器厂),SW-12型耐洗色牢度试验机(无锡纺织仪器厂).1.3水性聚氨酯乳液的制备将一定量PEG1000置于四口烧瓶中,于100~120℃、压强<0.1MPa下抽真空2.5~3.0h,然后降温至70~ 75℃,加入IPDI,保温2h 左右,加入DMPA,反应2.5h,再降至室温,加入一定量TEA,反应约30min,调pH 值至7~8,然后加入DETA与冰水的混合物,在强剪切力下分散1h,反应完毕.乳液配比:n(IPDI)∶n(PEG1000)=2∶1,w(DMPA)=6%,w(DETA)=6%.1.4涂料印花工艺调浆→印花→预烘(80℃,3min)→焙烘(150℃,3 min).1.5性能测试牢度:用摩擦色牢度仪按照GB/T3920-1997《纺织品耐摩擦色牢度试验》测试试样的干湿摩擦牢度,皂洗(沾色)牢度按GB251-1995进行评级;手感:整理后的织物进行闭目触摸,以5~10人为一小组进行评级,手感依次按硬、较硬、较软、软进行评定;堵网性[4]21:将配制的印花浆在120目筛网上来回刮一次,再将网置于30℃烘箱中烘10min,然后用冷水冲洗网筛,观察网眼的堵塞情况,以判断粘合剂的堵网性能.2结果与讨论2.1水性聚氨酯涂料印花粘合剂性状自制水性聚氨酯涂料印花粘合剂具有较好的耐电解质、耐酸、耐碱性能,固体质量分数在30%左右,为乳白色泛蓝光的稳定乳液.2.2应用工艺优化2.2.1粘合剂用量粘合剂用量对织物色牢度和手感的影响见表1.由表1可知,粘合剂用量为30g/L时湿摩擦牢度仅有1~2级;40g/L 时各项指标基本符合要求,且手感较软,浆料不粘网;50g/L时织物色牢度较好,但是手感较硬,且浆料有粘网现象.所以,粘合剂用量在40g/L 时比较恰当.另外,湿摩擦牢度比干摩擦牢度差,原因是粘合剂对纤维的粘着力和粘合剂薄膜的耐磨性是有限的,在水的作用下,粘合剂发生了溶胀,使粘着力和薄膜的耐水性变差.[5]2.2.2焙烘温度焙烘温度对织物色牢度和手感的影响见表2.表2焙烘温度对织物色牢度和手感的影响焙烘温度/℃摩擦牢度/级干摩1202~3手感软硬湿摩22皂洗(沾色)牢度/级341703~43~44~5较硬160445较硬150445较软1303较软2~341403~434较软注:印花浆8g/L,增稠剂10g/L,交联剂10g/L,粘合剂40g/L,焙烘3min.表1粘合剂用量对织物色牢度和手感的影响粘合剂用量/(g·L-1)摩擦牢度/级干摩303403~4504堵网性不粘不粘手感软较软较硬湿摩1~23~43~4皂洗(沾色)牢度/级554注:印花浆8g/L,增稠剂10g/L,交联剂10g/L,140℃焙烘3min.469期从表2可以看出,150℃时干摩擦牢度和湿摩擦牢度均达到4级,沾色牢度达到5级,且手感较软,符合各项要求.160℃时各项牢度和150℃相当,但手感较硬.170、180℃时各项牢度已经开始下降,而且手感都变差,原因是温度太高,致使少量整理剂大分子链断裂或部分交联被破坏.温度太高织物容易泛黄,故时织物泛黄明显.从织物的白度、服用性能和能耗来考虑,焙烘温度选择150℃.2.2.3焙烘时间焙烘时间对织物色牢度和手感的影响见表3.从表3可知,焙烘3min 时,印花织物的各项牢度最好,湿摩擦牢度可达3~4级,手感也较软;随着焙烘时间的延长,印花织物的各项牢度并没有明显改善,并且会影响织物的白度,所以,焙烘时间采用3min.2.2.4交联剂用量交联剂用量对织物色牢度和手感的影响见表4.由表4可知,当交联剂用量为10g/L 时,干摩擦牢度为4~5级,湿摩擦牢度为3~4级,皂洗牢度为5级.随着交联剂用量的增加,织物手感变差,故加入10g/L 交联剂就能达到较佳的效果.3结论(1)自制水性聚氨酯涂料印花粘合剂具有较好的耐电解质、耐酸、耐碱性能,固体质量分数在30%左右,为乳白色泛蓝光的稳定乳液.(2)使用自制的粘合剂,在焙烘温度150℃、时间3min 、粘合剂40g/L 、印花浆8g/L 、增稠剂KS-D76010g/L 、交联剂(N-羟甲基丙烯酰胺)10g/L 时印制的产品手感柔软,得色量高,其干湿摩擦牢度均可达到4级,皂洗(沾色)牢度可达到4级或4~5级,满足涂料印花的国家标准(干摩擦牢度2~3级,湿摩擦牢度2级)及其他染料印花布的国家标准(干摩擦牢度3级,湿摩擦牢度2~3级),其效果与染色布相当.参考文献:[1]萧继华,俞宏,宋心远.环保型低温自交联印花粘合剂的合成与性能[J].印染助剂,2000,17(6):26-29.[2]李东亮,赵文斌,刘银平.CS-9000涂料印花粘合剂的应用[J].印染,1999(10):37-39.[3]王永安.丁二烯粘合剂在涂料印花中的应用[J].印染助剂,1999,16(4):18-20.[4]孙文章,江亦李,蔡再生,等.水性聚氨酯粘合剂在涂料印花中的应用[J].印染助剂,2001,18(6):20-22.[5]王菊生,孙铠.染整工艺原理(第四册)[M].北京:纺织工业出版社,1997.表4交联剂用量对织物色牢度和手感的影响交联剂用量/(g ·L -1)摩擦牢度/级干摩54~5154手感软较硬湿摩22皂洗(沾色)牢度/级55104~5较软3~45注:粘合剂40g/L,印花浆8g/L,增稠剂10g/L,150℃焙烘3min,交联剂为N-羟甲基丙烯酰胺.表3焙烘时间对织物色牢度和手感的影响焙烘时间/min摩擦牢度/级干摩1444~5手感软较硬湿摩1~23皂洗(沾色)牢度/级3~4524较软2434~53~45较软注:粘合剂40g/L,印花浆8g/L,增稠剂10g/L,交联剂10g/L,焙烘温度150℃.(上接44页)1~8倍.改性剂PECH-amine 较适宜的用量为5g/L.(3)改性后涤棉织物使用活性/分散染料微胶囊无助剂一浴法染色,K/S 值比未处理涤棉织物二浴法提高了5%~15%;比未改性涤棉织物一浴法增大了一倍以上,染料几乎完全吸尽,红色废水吸光度仅为原来的1/50左右,染色残液几乎呈无色透明状.此外,干湿摩擦牢度、耐洗色牢度与未改性涤棉染色样品相当,甚至有所提高.参考文献:[1]曹万里,俞广文,顾志安,等.涤棉分散/活性一浴法染色新工艺[J].印染,2005,31(3):26-28.[2]王晓文,罗艳,杜鹃,等.涤棉分散染料微胶囊/活性染料一浴法染色[J].印染,2006(18):17-19.[3]宋心远,沈煜如.纤维素纤维化学改性增强染色性能[J].印染,1998,24(11):37-45.[4]余逸男,陈水林.纤维素纤维阳离子化改性剂PECH-amine 的研制[J].纺织学报,2001,12(3):138-140.[5]王荣根.世纪初我国棉纺织产品的发展态势[J].现代纺织技术,2003(1):51-53,54.[6]孟春丽,吕英智,陈桦,等.改性棉织物染色工艺的研究[J].印染,2006(5):9-13.[7]格克里切夫斯基.染色和印花过程的吸附与扩散[M].高敬琮,译.北京:纺织工业出版社,1985:65.刘梅,等:水性聚氨酯涂料印花粘合剂的合成与应用[4]21170℃47。
聚氨酯(PU)/聚丙烯酸酯(PA)的合成及在皮革涂饰剂领域的应用研究

LP U A 的技 术 指 标 IN P /P 性 能
6 —7 l 0—3 0 2 8
粒 径 ( m) n 颜 色
22 试验原理[] . 1
2 2 1 I网络 P . . u的合成 机理 由于 聚氨酯 亲水 性很 差 , 不能直接溶于水 中, 至很难 分散在 水 中; 甚 异氰 酸根基 团很 容易 与含 活泼氢 的化合 物 ( I 0) 生亲核 反应 , 制备 如 t 发 2 故 稳定性好 的水性聚氨酯是很 困难 的, 而在水 中反 应直接制备 高分 子量 的水性 聚氨酯 更难 以实现 。为此通 常采用 的办法 是使异氰 酸根基 团活性 降低 或在 分子链 中引 入亲水基 团使 聚氨酯 自乳化 , 与水作 用 , 成氢 键或直 接生 成水合 离子溶 形 于水 中。
甲酯 ( A) 丙 烯 酸 丁 酯 ( A) 交 联 剂 进 行 稳 定 的 无 乳 共 MM 、 B 、 聚 , 到 LP U P 得 IN P / A。
呈半透 明状 , 减压脱 溶剂 , 得到透明液体。
2 3 2 I网 络合 成 工 艺 . . I 在 装 有 加 料 漏 斗 , 度 计 , 流 冷 温 回 凝 管 , 拌 器 的 四 口烧 瓶 中 , 网络 IP 搅 在 U分 散 体 存 在 下 进 行 丙 烯 酸 酯类 单 体 聚 合 。在 一 定 的温 度 下 反 应 一 定 时 间 即 得
U PN PU/PA 。
2 1 LP U P . IN P / A的合成原 料
聚 醚二元 醇 , 工业 级 ; 聚醚
2 4 LP U P 的 技 术 指标 . IN P / A
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿网络涂料印花粘合剂的制备与应用
印染助剂 2007-04-15 08:06:21 阅读26 评论0 字号:大中小订阅
〖摘要〗聚氨酯/丙烯酸酯互穿网络(IPN)粘合剂可以克服丙烯酸酯粘合剂的延仲性差、湿摩擦牢度低、易吸尘和粘搭性
强的缺点。
本文介绍了互穿网络(IPN)水性聚氨酯/丙烯酸酯涂料印花粘合剂的制备方法及其不同配比时,对拉伸强度、断裂伸长率、摩擦牢度、吸水性、吸灰尘性、皂洗牢度的影响。
试验结果说明,IPN粘合剂是改进聚丙烯酸酯类粘合剂性能的十分有效的方法,比其相同组分时的混合物效果好得多。
〖关键词〗涂料印花粘合剂 IPN(互穿网络聚合物)水性聚氨酯聚丙烯酸酯粘合剂
1 前言
目前,在涂料印花中广泛使用的是聚丙烯酸酯类(PA)粘合剂,它具有透明性好,对颜料粘着力和对纤维粘附力较强,在使用羟甲基丙烯酰胺为自交联单体后,通过焙烘固着,提高了色牢度,因而可降低硬单体的比例,从而降低了印浆中粘合剂的用量并改善了手感。
但在印大块面花纹时,手感还不够柔软,虽然近年来,随着聚合技术的提高,使粘合剂的分子量分布和粒径分布能控制在较窄的范围内,从而改善了粘合剂的稳定性和堵网性能。
不过,羟甲基丙烯酰胺在焙烘和贮存过程中会释放出甲醛,使织物上游离甲醛含量无法达到内衣及童装的要求,并且它的湿摩擦牢度难以达到客户的要求,在软单体的比例相对提高以后,其吸尘性能及粘搭性提高,致使衣服在空气中容易吸灰,在针织物印花时,因针织物组织结构的滑移,聚丙烯酸酯粘合剂的断裂延伸率较小而产生露花现象,为了解决湿摩擦牢度达标,有使用粘合剂中添加特种结构的有机硅乳液,或在粘合剂聚合时,加入特种结构的氨基硅油与之嵌段共聚,为了解决其延伸性及手感,有人在聚丙烯酸酯粘合剂中掺入聚氨酯(PU),制成聚氨酯与聚丙烯酸酯双组分高聚物的复配混合型粘合剂,以提高手感柔软性、耐磨性、耐腐性、不易沾污、易清洗等性能,取得很好效果。
聚氨酯(PU)用于纺织物的加工已有悠久的历史,它主要用于纺织物的涂层,开始时,使用溶剂型聚氨酯涂层剂,溶剂多般是甲苯,在涂层后经焙烘,甲苯挥发而交联成膜,因为甲苯毒性大,易污染环境,而且甲苯易燃烧,甚至在浓度高时,会产生爆炸而形成火灾,因此,目前都使用水性聚氨酯代替溶剂型聚氨酯。
聚氨酯是由含双异氰酸酯的化合物(二异氰酸酯)与含有羟基的多聚多元醇的聚醚或双羟基聚酯缩合而成,与聚醚缩合的称为聚醚型聚氨酯,如2,6TD1与多元醇缩合成聚氨基甲酸酯(简称聚氨酯,PU)[1]。
水性聚氨酯的制造方法有多种[2],国内常用溶剂法(甲乙酮或丙酮作溶剂)法,它是将二异氰酸酯与聚醚或聚酯或多烯多胺反应,先制成预聚体,当端异氰酸酯基达到理论值后,再与扩链剂,如二羟甲基丙酸及1,4丁二醇进行扩链,到异氰酸酯基全部反应完毕,用二羟甲基丙酸和1,4丁二醇的相对数量来控制产物中羧基的含量,用三乙胺中和,加入去离子水进行分散,最后蒸发去除溶剂而制得水性聚氨酯粘合剂水分散液,可制得粒径0.03-0.5μm的自乳化液。
产物为阴离子型。
因使用的二异氰酸酯化合物(有TDI,MDI-双苯基甲烷二异氰酸酯,TODI-3,3’二甲基联苯二异氰酸酯等芳香类二异氰酸酯和脂肪类二异氰酸酯如
HD1-六次甲基二异氰酸酯。
H12MDI-双环已烷二异氰酸酯甲烷等)和聚醚、聚酯、多胺化合物不同,聚氨酯的硬段和柔性段变化很大,因此聚氨酯的性能更异,可以制得断裂强度、延伸度、化学稳定性、机械性差异很大的品种繁多的聚氨酯品种。
莱卡(Lycra)纤维就是其中一种聚氨酯。
再加上使用的扩链剂不同,所以有千万种不同的聚氨酯品种。
扩链剂是制备水性聚氨酯的关键,使用不同的扩链剂,可以制成非离子、阴离子或阳离子型的水性聚氨酯,本文实验用二羟甲基丙酸(CH2OH)2CH-CH2-COOH,DMPA)作扩链剂,在羟基与-NCO基反应后形成端羧基,为阴离子型。
若用胺类做扩链剂,则得到阳离子型。
本文采用国内最常用的二异氰酸酯TDI,聚醚再用DMPA扩链剂扩链制成预聚体。
本文的目的是研究IPN(互穿网络聚合物interpentratingPolymerNetwork的简称)与复配物对粘合剂性能的影响规律,而不在乎选用何种PU,何种聚丙烯酸酯配比效果最好,所有对比试验,均采用等量比。
水性聚氨酯用作印花粘合剂过去很少报导,东华大学在AATCC论文会议上发表了水性聚氨酯在涂料印花中的应用论文[3]。
水性聚氨酯具有高弹性、耐热、耐寒、耐化学品稳定性、耐曲磨性、良好的渗透性、手感特别柔软、湿摩擦牢度好、爽滑性好而皮膜不发粘、不吸附灰尘,在针织物上印花时不会因织物拉伸而露花,但它的价格较贵,为聚丙烯酸酯的3-4倍,使用成本影响其使用率。
因此,如何将水性聚氨酯与聚丙烯酸酯取长补短成为大家关注的问题,最简单的办法是拼混复配,即将两种各自制成的粘合剂按不同比例拼混。
随着互穿网络聚合物(IPN)制备方法的发现,从事PN的研究成为当前改性的热点。
所谓IPN,原先是指两种或两种以上互不反应的高聚物在制备时,高聚物分子相互贯穿而形成网络体系。
参与互穿的聚合物之间并未发生化学反应,而是相互交叉渗透,机械缠结,起到"强迫互容"和"协同作用"。
这种网络间的缠结明显的改善了体系的分散性和界面亲水性,从而提高了相稳定性,实现了聚合物性能互补,达到改性目的,所以IPN是改善聚合物材料的性能的一种有效方法。
在制造方法上,是在第一种高聚物制备好后,加入第二种聚合物单体,然后进行反应,第二聚合物就能在第一聚合物分子链间贯穿网络化,制得IPN聚合物,这种经典方法现在又逐步发展成为第二聚合物或单体可与第一聚合物发生部分反应,使两聚合物既缠结又结合成一个聚合物交联产物,其性能的改善则比经典的IPN 更甚[4,5]。
本文对比了PN水性聚氨酯(PU)聚丙烯酸酯(PA)与水性聚氨酯高聚物和聚丙烯酸酯粘合剂物理性拼混物的性能差异。
2 实验
2·1主要原料
1,4丁二醇(BDO,分析纯),聚醚多元醇(工业品,分子量2000,金陵石化二厂),TD1(工业品,进口)二羟甲基丙酸(DMPA,工业品,成都聚氨酯厂),丙酮或甲乙酮(工业品),丙烯酸丁酯(工业品,上海华谊丙烯酸有限公司),苯乙烯(工业品,99.7%,燕山石化公司),甲基丙烯酸甲酯(工业品,苏州安利化工厂),丙烯酸(工业品,上海华谊丙烯酸有限公司),丙烯酰胺(工业品,Sigma化学公司),复合乳化剂(工业表面活性剂,自已复配),引发剂(分析纯),去离子水,乳化糊(火油乳液,自制),三乙胺(分析纯)。
2·2合成方法
2·2·1水性聚氨酯的合成:在装有搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中,慢慢搅拌,加入TDI,充人氮气,加入无水聚醚多元醇,于75℃搅拌反应1.5h左右,
当-NCO值达到理论值时,冷却到65℃,加入DMPA和BDO,维持65℃进行扩链2-6h到红外光谱中227Ocm-1峰(-NCO峰)消失,羧基含量用DMPA与BDO的相对量控制,冷却到35℃,加入三乙胺中和,加入少量丙酮,搅拌5-10min,然后在激烈搅拌下加入去离子水,制得PU预聚物,几分钟后,减压蒸馏,蒸出丙酮,R 值(=n-NCO/n-OH,NC0基与OH基的摩尔比值)为1.8,羧基质量分数为1.6%。
制成的水性聚氨酯为40%。
2·2·2聚丙烯酸酯粘合剂的合成:在装有搅拌器,回流冷凝器、温度计的四口烧瓶中,加入去离子水及1/3量的丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯,丙烯酰胺、丙烯酸等单体,加入复合乳化剂,快速搅拌乳化,加入1/2量的引发剂,加热到70-75℃,进行乳液聚合15min后,逐渐滴加余下的单体与引发剂,加毕后,保温反应到2h,加入链终止剂,然后逐渐冷却到50℃,减压蒸去未反应的单体调整到含固量40%。
2·2·3 IPN水性聚氨酯/聚丙烯酸酯PUA粘合剂的合成
前半部操作基本方法与2·2·1相同,但在DMPA和
BDO扩链反应进行到2h时,加入部分(约1/3)丙烯酸丁酯等单体,继续扩链到IR谱中-NCO峰消失,其他操作照2·2·1步骤进行(丙酮用量减少),反应完成后,加入乳化剂进行乳化,然后按2·2·2合成方法滴加入2/3单体,和引发剂,于75℃进行引发聚合,直到反应完成。
水性聚氨酯与聚丙烯酸酯相对比例事先按计算所需质量进行称料,制造方法相同。
但各组分的用量则变化,而相对百分数保持一定值。
2·2·4水性PU/聚丙烯酸酯拼混型粘合剂的制备
分别取2·2·1制成的水性PU与2·2·2合成的聚丙烯酸酯以不同比例进行拼混,搅拌成匀一的PU/PA混合粘合剂。