【集萃網(wǎng)觀察】涂料印花是目前應(yīng)用最廣的印花方法之一。涂料印花交聯(lián)劑的主要作用是提高粘合劑的固色力,即在粘合劑固化時(shí),使高分子、低分子交聯(lián)形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而使薄膜有彈性,并提高色牢度。目前國內(nèi)生產(chǎn)的涂料印花用交聯(lián)劑均為己二胺與環(huán)氧氯丙烷的縮合物[1],如國產(chǎn)EH、FH、2D樹脂、改性氰醛樹脂等。國產(chǎn)交聯(lián)劑與進(jìn)口交聯(lián)劑相比,在性能上、質(zhì)量上還有一定的差距[2]。目前尚需進(jìn)口一定數(shù)量的FH(德國)、PC-100(日本)等涂料印花交聯(lián)劑。本文選擇了二乙撐三胺、三乙撐四胺、四乙撐五胺三種單體,分別與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)合成新型交聯(lián)劑,并對合成條件和性能進(jìn)行初步探討。該交聯(lián)劑的合成尚未見有報(bào)道。
1·實(shí)驗(yàn)
1.1新型交聯(lián)劑的合成
將一定量的二乙撐三胺、三乙撐四胺、四乙撐五胺分別置于三頸燒瓶中,加入一定量的環(huán)氧氯丙烷,攪拌,控制一定的溫度反應(yīng)2h,即得縮聚物交聯(lián)劑,然后用鹽酸調(diào)節(jié)產(chǎn)物的pH值,得合成交聯(lián)劑。其反應(yīng)式如下:
1.2 EH的合成[3]
將己二胺水溶液于55~60℃下滴入環(huán)氧氯丙烷中,保溫反應(yīng)2h,冷卻至室溫后以鹽酸調(diào)pH為2~3
1.3交聯(lián)度的測定[4]
將新型交聯(lián)劑按2%加入到印花色漿中,并置于玻璃片上,風(fēng)干。將風(fēng)干后的薄膜放入烘箱中,于不同溫度下交聯(lián)1h,取出冷卻,稱重,然后置于乙酸乙酯的燒杯中,靜置24h取出,用濾紙吸干殘余的乙酸乙酯,稱重。
按下列公式計(jì)算交聯(lián)度。
Vr=1 / [1+(mb/ ma-1)ρr/ (wρs)]
式中Vr表征交聯(lián)密度;
mb試樣溶脹后質(zhì)量;
ma試樣溶脹前質(zhì)量;
ρr交聯(lián)薄膜密度;
ρs溶劑的密度;
w配方中交聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
1.4應(yīng)用試驗(yàn)
印花色漿配方:涂料K-B彩藍(lán)適量;交聯(lián)劑2%;乳化邦漿10g。
在白色織物上印花,汽蒸固著后,測試皂洗、日曬牢度,并比較得色量。
2·結(jié)果與討論
2.1紅外光譜分析
從合成交聯(lián)劑的紅外光譜圖中可知結(jié)構(gòu)中含有—OH,—NH,C—Cl鍵等。
2.2交聯(lián)劑的合成條件對交聯(lián)性能的影響
2.2.1反應(yīng)溫度的影響
分別測定了二乙撐三胺、三乙撐四胺、四乙撐五胺在其它條件不變的情況下,反應(yīng)溫度對交聯(lián)劑性能的影響(圖2)。
從圖2可看出:當(dāng)反應(yīng)溫度低于15℃時(shí),交聯(lián)度較低,交聯(lián)劑的性能較差,這是反應(yīng)不完全所致;當(dāng)高于15℃時(shí),反應(yīng)劇烈,副反應(yīng)增加,也導(dǎo)致交聯(lián)度下降。最佳反應(yīng)溫度為15℃左右。
2.2.2反應(yīng)物質(zhì)量比的影響在其它條件不變的情況下,反應(yīng)物的質(zhì)量比對交聯(lián)度的影響見圖3。
從圖3可看出,胺類和環(huán)氧氯丙烷的反應(yīng)并不是配比越高越好。配比太低,基團(tuán)不能完全反應(yīng),使交聯(lián)基團(tuán)減少,但配比太高,也會(huì)使副反應(yīng)增加。從實(shí)驗(yàn)可知:三乙撐四胺與環(huán)氧氯丙烷的最佳質(zhì)量比為1∶3四乙撐五胺與環(huán)氧氯丙烷的最佳質(zhì)量比為1∶4。
2.2.3合成交聯(lián)劑pH值的影響
在其它反應(yīng)條件不變的情況下,合成交聯(lián)劑的pH值對交聯(lián)度的影響見圖4。
從圖4看出,當(dāng)產(chǎn)品的pH值為5.5左右時(shí),所得產(chǎn)品的交聯(lián)度最高。從實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):pH值對產(chǎn)品的交聯(lián)性能影響較大。當(dāng)pH值在6以上時(shí),所得產(chǎn)品的粘度太大,容易結(jié)塊;pH值低于5時(shí),產(chǎn)品粘度太低,分子量太小,交聯(lián)效果差。最佳產(chǎn)品性能的pH值為5.5左右。
2.2.4交聯(lián)溫度對交聯(lián)度的影響將合成的交聯(lián)劑加入乳化邦漿中,在不同溫度下進(jìn)行交聯(lián),其對交聯(lián)度的影響見圖5。
從圖5可看出,在100~120℃時(shí)交聯(lián)效果較好。
本交聯(lián)劑屬于低溫交聯(lián)劑。
2.3交聯(lián)劑的性能
2.3.1對染色牢度的影響
在涂料印花中,印花色澤的艷度、耐洗牢度、耐摩擦牢度等性能除了與粘合劑、涂料等的品種和質(zhì)量有關(guān)外,還與使用交聯(lián)劑與否有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)合成的交聯(lián)劑對染色牢度的影響試驗(yàn)見表1。
由表1可知,在涂料印花色漿中加入交聯(lián)劑后,皂洗牢度可提高2~3級(jí),白布沾色提高1級(jí)。這是由于在堿性條件下,交聯(lián)劑的氯乙醇端基轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)氧端基,環(huán)氧端基與印花色漿中含有—COOH、—OH、—CONH2及—NH2等基團(tuán)的粘合劑、染料進(jìn)行反應(yīng),使印花色漿中的線型高分子與大分子、大分子與染料分子交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并與織物結(jié)合,從而提高了織物的染色牢度。
2.3.2與PC-100(日本)、EH染色牢度的對比試驗(yàn)
在涂料K-B彩藍(lán)、粘合劑、乳化邦漿、交聯(lián)劑用量相同的條件下,進(jìn)行了合成交聯(lián)劑與EH、PC-100的染色牢度對比試驗(yàn),數(shù)據(jù)見表2。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,合成交聯(lián)劑的耐洗牢度、日曬牢度比EH好,并已基本達(dá)到PC-100的水平。
3·結(jié)論
3.1三種合成交聯(lián)劑中,以三乙撐四胺與環(huán)氧氯丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物為最佳,其性能優(yōu)于國產(chǎn)交聯(lián)劑,與日本的PC-100的效果相近,是一種具有開發(fā)應(yīng)用價(jià)值的低溫交聯(lián)劑。
3.2交聯(lián)劑的最佳合成條件:原料質(zhì)量比1∶4,pH值5.5左右,反應(yīng)溫度15℃左右,交聯(lián)溫度100~120℃。
來源 李紅,黃承亞(來源互聯(lián)網(wǎng))
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