核壳结构PVPS改性丙烯酸酯乳液的制备及在涂料印花中的应用

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丙烯酸酯乳液由于成膜性好、粘结力强等优点,应用广泛。但是其高温发粘、低温变脆,比如应用于纺织品中,湿摩擦牢度较差,或者用量过多手感发硬等缺点。而聚硅氧烷具有优异耐高、低温性、柔顺性、滑爽性等优点。因此,本文先自制含有乙烯基的聚硅氧烷(PVPS),然后以PVPS和丙烯酸酯单体为原料,制备核壳结构PVPS改性的丙烯酸酯乳液。最后,将PVPS改性的丙烯酸酯乳液作为粘合剂应用于涂料印花上。论文研究可分为三个部分:第一部分PVPS (?)(?)聚物的制备及性能研究。论文采用阳离子开环乳液聚合制备PVPS,考察了催化剂、乳化剂、偶联剂KH-571、聚合温度和反应时间等对PVPS性能的影响。制备PVPS的较优聚合工艺是:单体半连续滴加法,催化剂DBSA用量10.0wt%,阴非复合乳化剂质量配比为1:2、用量3.0wt%,偶联剂KH-571用量10.0wt%、延迟加入时间2.0h,反应温度控制在80℃左右,保温反应时间4.0~6.0h,得到稀释稳定性、机械稳定性、Ca2+稳定性好,最高转化率为89.4%的微蓝半透明乳液。红外光谱仪(FTIR)和Nano-ZS纳米粒度与电位分析仪测试结果表明,KH-571与D4开环产物发生了化学键合,乳液平均粒径为50.0nm,分布较窄。第二部分核壳结构PVPS改性的丙烯酸酯乳液的制备及性能的研究。论文以自制的低聚物(PVPS)和丙烯酸酯单体为原料,采用乳液聚合方法,通过核壳结构的粒子设计,制备软核硬壳结构PVPS改性的丙烯酸酯乳液。制备核壳结构PVPS改性的丙烯酸酯乳液较优聚合工艺是:预乳化——半连续——种子乳液的工艺方法,复合乳化剂m(阴)/m(非)=1:2、HLB=14~15、用量4.5~5.0wt%,氧化还原体系引发剂m(APS):m (NaHSO3)=2:1、用量0.5wt%,反应温度和搅拌速度梯度变化,保温时间1.5~2.0h,pH缓冲剂为NaHCO3、用量0.5~0.6wt%,交联单体二甲基丙烯酸乙二醇EGDMA2.3wt%,低聚物PVPS用量10.0~15.0wt%,乳液稳定性好,凝胶率低于5.0wt%。论文采用红外光谱分析仪(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热分析仪(DSC)、原子力显微镜(AFM)、Nano-ZS (?)寸乳液的微观结构、玻璃化温度等进行了表征,结果表明:丙烯酸酯单体和自制的PVPS发生了共价键结合,乳液为核壳结构且核层/壳层的玻璃化温度为-23.1℃/10.4℃,乳液平均粒径114.5nm,颗粒尺寸分布较窄。还运用热失重分析仪(TGA)(?)口材料万能试验机等测试了乳液胶膜的热稳定性和拉伸强度等性能。第三部分论文核壳结构PVPS改性的丙烯酸酯乳液作为涂料印花粘合剂的应用性能的研究。本部分研究了印花色浆和印花工艺对织物印花性能的影响。实验确定出,印花色浆的组成:涂料蓝为5.0wt%时,粘合剂20.0wt%,增稠剂3.0wt%等较优;较优印花工艺:印花→80℃×3min→焙烘(130℃×3min)。为提高色牢度,还研究了纯棉织物经阳离子改性剂处理后对印花性能的影响,最后将这些自制的样品与其他市售粘合剂进行对比。结果表明,用自制的核壳型PVPS改性的丙烯酸酯印花粘合剂处理获得的印花织物,干湿摩擦牢度分别为4-5级和3级,手感柔软、无粘连性,滑爽性优良,具有很好的市场应用前景。
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