牛仔混纺经纱免退浆特种浆料的合成及其一步法浆染工艺

染 整 技 术

Textile Dyeing and Finishing Journal 第37卷 第10期2015年10月Vol.37 No.10Oct. 2015

牛仔混纺经纱免退浆特种浆料的合成及其一步法浆染工艺

程　江1，张志军2，常　鹏2，皮丕辉1

（1.华南理工大学化学与化工学院， 广东广州　510640；2.广州市唯佳安达新材料科技有限公司， 广东广州　511340）

摘 要　提出一种用于牛仔混纺（如涤棉T/C、涤粘T/R 等）经纱浆染、免退浆织造和功能整理的聚丙烯酸酯乳液特种浆料的制备方法及其应用工艺。采用预乳化乳液聚合工艺，在多元单体中引入可交联组分制得低温快速自交联聚丙烯酸酯乳液，交联温度低于120 ℃，再将其与涂料色浆、润滑剂等复配，制成一种可用于牛仔混纺经纱一步染色、上浆、功能整理和免退浆织造的特种浆料。采用该免退浆特种浆料着色可简化牛仔混纺经纱传统染纱时“先染涤后染棉/粘”及需中间还原清洗、后续皂洗、水洗等多步工序；通过交联反应可提高浆料和着色组分在纱线上的粘附性；添加润滑剂可保证纱线的织造性能；采用本浆料浆染、整理和织造后无需退浆，减少了废水排放和资源浪费。

关键词　牛仔混纺经纱；聚丙烯酸酯乳液；浆料；一步染色；免退浆织造；节能减排中图分类号：TS 190.646 文献标识码：A 文章编号：1005-9350(2015)10-0026-04

Synthesis of non-desizing special size for blended denim warps

and its one-step sizing-dyeing process

CHENG Jiang 1, ZHANG Zhi-jun 2, CHANG Peng 2, PI Pi-hui 1

(1.School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China;

2.Guangzhou Weijia Anda New Materials Technology Co., LTD, Guangzhou 511340, China)

Abstract The synthesis and application of a polyacrylate emulsion-based special size for sizing-dyeing, non-desizing and functional finishing of blended denim warps were proposed. The polyacrylate emulsion was prepared via using pre-emulsification polymerization technique with a low cross-linking temperature below 120

℃. The special sizing agent

for sizing-dyeing, non-desizing and functional finishing was formed by further combining the emulsion with additives of pigment paste and lubricant. Compared with the traditional multi-step dyeing and cleaning process for blended denim warps, the special size accomplished processes of sizing, dyeing and finishing in one step. The adhesive of the size and color components on yarns was improved through crosslinking reaction. The weaving performances of yarns were ensured by adding lubricant. The subsequent non-desizing procedure obviously reduced the waste water and saved resources.

Key words blended denim warps；poly-acrylate emulsion；sizing agent；one-step dyeing；desizing-free-weaving；energy saving and emission reduction

投稿日期：2014-12-15

基金项目：广州市科技计划项目(2014J4100037)，广东省科技计划项目（2014A010105008）

作者简介：程　江（1965-），男，浙江温岭人，教授，博士，主要从事涂料等精细化学品合成与应用研究。

随着纺织科学与技术的发展，由多种纤维（天然纤维、再生纤维和合成纤维）混纺的牛仔服饰种类逐渐增多，尤以涤棉(T/C)、涤粘(T/R)混纺较为常见。由于涤纶纤维和棉纤维两者在化学结构和性能上的差异，通常需使用2种不同类型的染料进行染色，

涤纶常使用分散染料，而棉/粘纤维则较多使用活性染料或还原染料。由于涤纶缺少与染料直接结合的官能团，且涤纶结晶度高、结构致密，染料分子较难进入纤维内部，因而染色困难。为提高染色效果,通常采用分步染色方法即“先染涤后染棉/粘”工艺，

程　江，等：牛仔混纺经纱免退浆特种浆料的合成及其一步法浆染工艺·27·第10期

分散染料在酸性条件下进行染色，而活性染料是在碱性条件下染色，其优点是2种染料都能在各自最佳条件下进行染色。为了打开涤纶纤维的内部空隙，使染料易于进入致密的纤维内部，常应用高温高压工艺先对涤纶进行染色，经中间还原清洗后在低温常压条件下交染活性染料，再进行多步水洗和皂洗。从而造成对设备要求高、染色时间长、工艺复杂、能耗水耗高、污水排放量大等缺陷。有时还会出现涤棉/粘混纺织物染料高温热迁移、色光稳定性差、织物手感变差以及棉/粘纤维在高温下强度下降等现象。为改善上述缺陷，目前已有较多通过添加各种印染助剂或优选分散活性染料的化学处理法或pH 高低温控制法对涤棉/粘纤维混纺织物或纱线进行“短流程染色”的新技术[1-3]。然而，这些技术虽然能简化染纱工序、降低较大部分能耗，但由于仍大多需要相对高温的操作（约130 ℃以上）及后续汽蒸和多步水洗皂洗等工序，染色效率及减排效益仍有待提高。

在牛仔布织造过程中，牛仔经纱会受到较大张力和摩擦，为提高纱线的断裂强度和耐磨特性，减少断经，需对经纱进行上浆处理，以满足织造要求。然而，织布上的传统浆料（主要为淀粉添加聚乙烯醇PVA）对后续的染整加工（染纱和功能性整理）带来了困难。这些传统浆料会污染后续染整工作液，并阻碍染化料向纤维内部渗透，因此，织造后必须进行退浆，从而不仅带来退浆废污水排放污染环境问题，还造成资源浪费（浆料、水、退浆剂）和能源浪费（电、蒸汽）。

近年，随着PVA因难生物降解而被禁止使用成为现实，为了克服传统淀粉浆料成膜特性的不足（偏脆硬）并节约粮食资源，各国均致力于开发可替代淀粉或PVA浆料的聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯类浆料。然而，由于这些新型聚丙烯酸类浆料仅仅是以替代传统淀粉或PVA浆料为目的，仍基于考虑其易退浆特性，往往会过多的引入亲水基团以增加其水溶性，致使其粘附性能通常不足；或者为了改善其粘附特性，设计的聚丙烯酸类浆料其玻璃化温度往往过低，容易出现吸湿再粘等现象，不适合于牛仔混纺经纱一步染色、织造和整理功能的要求[4]。

本文介绍一种完全不同于传统退浆工艺的新浆料，即无需退浆（免退浆）的聚丙烯酸酯乳液特种浆料，可实现牛仔经纱染色/套色、上浆与功能性整理同步完成，以完全取代传统的淀粉浆料和PVA浆料以及现有的基于退浆工艺的聚丙烯酸（酯）等浆料。该新型浆料能对T/R、T/C等牛仔混纺经纱进行一步常温染色/套色，避免了混纺经纱染纱时“先染涤后染棉/粘” 及需中间还原清洗等多步工序。通过引入自交联组分可提高浆料和着色组分在纱线上的粘附性；染色后无需再上浆，可直接进行织造，保证纱线的织造性能；而在织布后亦无需进行退浆和丝光处理等工序；如在浆料中再添加功能整理剂，亦可同时达到多种功能性整理的目的。从而大幅减少了浆染、后整理等工序的废水排放和资源能源消耗，经济效益和环保效益显著。

1　试验

1.1　原料及设备

原料：丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丙烯酸、衣康酸二丁酯和自交联单体甲基丙烯酸酯衍生物HA（广州双键贸易有限公司），乳化剂（由重量比为1∶1∶2的磺基琥珀酸二正丁酯钠、磺基琥珀酸葵基聚氧乙烯醚酯二钠和平平加O-10组成），过硫酸钾，有机硅复合物润滑剂GWA-L（道康宁），涂料色浆（珠海宇昌化工有限公司），消泡剂TEGO-800（迪高）。

设备：夹套加热搅拌聚合反应釜，浆染联合机，剑杆织布机，不锈钢滤网（200目），Y571N型摩擦牢度测试仪，SW-12A型耐洗色牢度试验仪，YG811型织物悬垂性测试仪。

1.2　聚丙烯酸酯乳液特种浆料的合成工艺

将乳化剂，全部的软、硬单体，交联单体与一定量的去离子水混合，于室温、转速为1 000 r/min 条件下，搅拌20 min制得预乳化液。用少量去离子水将引发剂过硫酸铵溶解，配成引发剂溶液；在夹套加热搅拌反应釜中加入适量去离子水和pH缓冲剂碳酸氢钠，搅拌升温至75 ℃，将上述预乳化液和95%的上述引发剂水溶液同时滴加到反应器中，控制反应温度在80~85 ℃，滴加完毕后，保温反应1~2 h，再加入剩余的引发剂水溶液，并继续反应0.5~1.0 h。然后降温至45 ℃，用三乙胺调节pH至6.5~7.0，出料过滤即得到自交联聚丙烯酸酯乳液。其固含量为30%~35%，交联成膜温度在120 ℃以下。

将得到的自交联聚丙烯酸酯乳液加入到搅拌釜中，搅拌条件下加入有机硅复合物润滑剂、涂料色浆、消泡剂和其他功能整理剂等，搅拌0.5 h后出料过滤，即得到含色浆的免退浆聚丙烯酸酯乳液特种浆料。