[发明专利]用于纺织品涂料印花的双亲性核壳乳液粘合剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子合成和印染技术领域。具体地说是一种用于纺织品涂料印花的双亲性核壳乳液粘合剂及其制备方法。

发明背景

我国已成为纺织印染大国。我国印花布产量在2010年已超过150亿米，近年有所下降，2013年产量为135亿米。然而，生产能力和经济效益的提高不能同步发展。与国际水平相比，我国印染产品依然集中在中低档，产品附加值较低。目前，印花布的生产主要有染料印花和涂料印花两种工艺。与染料印花相比，涂料印花具有耗能低、耗水少、污水排放量少等优点，得到广泛的应用。涂料印花技术发展很快，据统计全世界有55％的印花织物由涂料印花完成，在美国涂料印花织物占印花织物总量的80％；在中国这一比例约为35％(亦有报道称已达60％)。例如，2013年产量为135亿米印花布，其中涂料印花布近50亿米(按35％算)，保守估计印花布对粘合剂的需求量将达16万吨，市场需求巨大。现有涂料印花粘合剂还存在一些问题需要改进，例如，印花牢度与手感的矛盾，因为获得足够的牢度必须以粘合剂交联成膜为前提，但交联成膜使印染织物的手感变差，因此要改善手感必须牺牲牢度；另外，还有印花堵网的问题，粘合剂乳液的破乳成膜如果发生在加工过程中，产生严重的堵网或粘辊。

因此，粘合剂的合成工艺及新品开发是国内外在涂料印花粘合剂领域的研发重点，迄今为止开发的粘合剂品种无法胜数。目前国内工业界常用的粘合剂主要有三大类：丙烯酸酯粘合剂、丁二烯粘合剂及聚氨酯粘合剂，其中丙烯酸酯粘合剂使用最为普遍。尽管涂料印花粘合剂制备工艺已经成熟，然而在解决涂料印花织物的色牢度与手感矛盾以及涂料印花工艺的堵网粘辊等方面仍需要进一步改进粘合剂的性能。

利用可控自由基乳液聚合合成得到结构可控的双亲嵌段共聚物是近年以来高分子合成领域的研究热点。可控自由基聚合和自由基核壳乳液聚合技术相结合用于合成双亲性核壳乳液粘合剂，有利于改善粘合剂与织物的亲合力而降低粘合剂用量，从而改善织物手感而不牺牲织物牢度。同时，聚合物的双亲性有利于乳液的稳定，可减少乳液的不规则破乳进而降低印花过程中堵网发生的几率。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于纺织品涂料印花的双亲性核壳乳液粘合剂及其合成方法。

本发明要解决的问题之一是提供一种新型的涂料印花粘合剂，该粘合剂具有核壳结构，并且壳层聚合物具有双亲性质。

本发明要解决的问题之二是提供一种新型的聚合技术，并且将此技术运用于核壳乳液聚合当中。具体来讲是选择一种可控自由基聚合技术，与普通自由基聚合技术结合运用，制备具有双亲性质的核壳结构的乳液。更具体的来讲所选择的可控自由基聚合技术为反向原子转移自由基聚合技术。

本发明提供一种用于纺织品涂料印花的双亲性核壳乳液粘合剂，是一种核壳结构水乳液，乳液粒子由核层与壳层两部分组成。所述的核层是软单体、硬单体和交联单体的丙烯酸酯共聚物；所述的壳层是硬单体、软单体和功能单体的丙烯酸酯共聚物链段与亲水性链段组成的嵌段共聚物。反应物配方中所述软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸2-乙基己酯中的一种或几种的组合；所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯或丙烯腈中的一种或两种；所述交联单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸羟己酯、甲基丙烯酸羟甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或两种的组合；所述亲水性单体为丙烯酰胺；所述功能单体为丙烯酸或甲基丙烯酸中的一种或两种；所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾；所述催化剂为溴化铜或氯化铜；所述配体为五甲基二乙烯三胺、联二吡啶、4，4′-二-正庚基-2，2′-联吡啶、4，4′-二(5-壬基)-2，2′-联吡啶中的一种；所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、辛基苯酚聚乙二醇醚的组合。所述碱为碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠中的一种。

本发明提供一种双亲性核壳乳液粘合剂的制备方法。一种双亲性核壳乳液粘合剂的制备方法分为三段聚合，分别在1号及2号两个聚合瓶内进行，包括以下步骤：

I段聚合：在1号聚合瓶内，加入部分的软单体和硬单体以及适当的交联单体、引发剂及乳化剂等成分，利用自由基乳液共聚制得核层共聚物；

II段聚合：通过管路将I段所得核层共聚物输送至2号聚合瓶，并加入剩余的软单体、硬单体、乳化剂和反向原子转移自由基聚合的引发剂、催化剂，反应一定时间得到含引发剂的核壳共聚物(大分子引发剂)；