高效環(huán)保涂料印花增稠劑的合成及性能改善

楊　欣，宋金星，樂(lè)　翔，顧麗娜，施洪坤，張小偉

（浙江傳化股份有限公司，浙江杭州311215）

高效環(huán)保涂料印花增稠劑的合成及性能改善

楊欣，宋金星，樂(lè)翔，顧麗娜，施洪坤，張小偉

（浙江傳化股份有限公司，浙江杭州311215）

介紹了成品增稠劑TF-312的分子設(shè)計(jì)思路、合成方法和應(yīng)用性能的顯著提升效果。該增稠劑的增稠性能與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品Ciba-PTF相比，更加平穩(wěn)，耐鹽性能也大幅提高，綜合性能更加突出。

增稠劑；涂料印花；高效；黏度

涂料印花是一種利用粘合劑將沒(méi)有親和性和反應(yīng)性的涂料黏附在織物上的印花工藝。涂料印花同傳統(tǒng)的染料印花工藝相比，具有不受織物纖維的限制、不受織造方法的影響和無(wú)需水洗等優(yōu)點(diǎn)，從而縮短了工藝流程，節(jié)約了大量水、電、氣，減少了印染廢水對(duì)環(huán)境的污染，因此該工藝在印染行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，國(guó)家工信部也將涂料印花列入紡織行業(yè)清潔生產(chǎn)的工藝之一。

近年來(lái)，我國(guó)涂料印花布的比例也呈上升趨勢(shì)，約占總量的20%～25%水平。但國(guó)內(nèi)目前仍有大量廠家使用染料印花［1］，主要原因一是染料印花企業(yè)還沒(méi)有轉(zhuǎn)型升級(jí)，二是國(guó)內(nèi)的涂料印花助劑［2-3］（增稠劑、粘合劑、交聯(lián)劑等）檔次較低，缺少涂料印花所需要的高檔涂料印花增稠劑等助劑，目前市場(chǎng)上的助劑存在印花牢度差［4］、大面積印花手感較硬和印花膜熱黏冷脆等缺陷。國(guó)外市場(chǎng)［5］的Goodrich的Carbopol-4089、Ciba的PTF和BASF的Lutexal-HEF等高檔印花助劑能夠使涂料印花達(dá)到與染料印花相當(dāng)?shù)男Ч褪指?，但價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)較少使用。

為了適應(yīng)國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)、響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排號(hào)召，給染料印花企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供降本增效的涂料印花清潔生產(chǎn)技術(shù)，我們研發(fā)制備了高效環(huán)保涂料印花增稠劑TF-312新產(chǎn)品。

本研究針對(duì)現(xiàn)有涂料印花增稠劑所存在的性能缺陷，通過(guò)調(diào)整完善穩(wěn)定劑、乳化劑、交聯(lián)劑和引發(fā)劑等種類和用量，顯著提升了穩(wěn)定性和黏度等，制備出高效且環(huán)保的涂料印花增稠劑TF-312新產(chǎn)品。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1原料及儀器

原料：衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酰胺、乙烯吡咯烷酮、二甲苯、去離子水、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨陽(yáng)離子單體和特種可聚合的締合單體。

儀器：四口燒瓶，恒溫加熱套。

1.2涂料印花增稠劑的制備

1.2.1高分子穩(wěn)定劑的合成

以衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸十八酯為共聚單體，采用溶液聚合法合成了含有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)的雙親性高分子穩(wěn)定劑（見(jiàn)圖1）。

圖1　中間體穩(wěn)定劑結(jié)構(gòu)示意圖

1.2.2增稠劑TF-312的制備

以中和后的丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯吡咯烷酮、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨陽(yáng)離子單體和特種可聚合的締合單體為主要原料［6］，添加了乳化劑、溶劑（二甲苯）和穩(wěn)定劑，采用熱引發(fā)反相聚合［7］，聚合結(jié)束后蒸餾出二甲苯和水，再加入乳化劑得到成品增稠劑TF-312。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2。

圖2　增稠劑TF-312分子結(jié)構(gòu)示意圖

2　產(chǎn)品性能

通過(guò)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我們預(yù)期合成的穩(wěn)定劑和增稠劑能夠具備以下性能［8］：（1）酸性單體和長(zhǎng)碳鏈烷基酯共聚合成的高分子穩(wěn)定劑，在聚合劇烈放熱時(shí)可以起到保護(hù)膠體的作用。（2）含有的可電離基團(tuán)可以形成靜電斥力，取得分子鏈延展而增稠的效果。（3）含有一定的親水基團(tuán)能使抱水性好。（4）含有一定的交聯(lián)基團(tuán)，可在提高聚合物的網(wǎng)絡(luò)密度的同時(shí)，增強(qiáng)分子增稠性能［9］。（5）含有一定的締合單體［10］，可提高產(chǎn)品的抗鹽性。（6）含有如甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨等可聚合陽(yáng)離子單體，可使聚合物大分子鏈中兩性部分含量增加，在鹽溶液中呈現(xiàn)出明顯的反聚電解質(zhì)溶液特性，可補(bǔ)償由于外加電解質(zhì)而降低的黏度。

本研究產(chǎn)品的性能主要包括理化性能和應(yīng)用性能，各階段產(chǎn)品性能見(jiàn)表1和表2，主要性能除非特別說(shuō)明，均依據(jù)行標(biāo)HG/T4442—2012測(cè)定。

2.1理化性能

產(chǎn)品的理化性能列于表1。

表1　各階段樣品的理化性能

2.2應(yīng)用性能

產(chǎn)品的應(yīng)用性能列于表2。

表2　TF-312與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品PTF等及添加TF-320粘合劑的應(yīng)用性能對(duì)比

從表2可以看出，傳化TF-312已與Ciba的PTF各項(xiàng)性能相當(dāng)，在耐鹽性、抱水性和得色鮮艷度上具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。

3　結(jié)論

本研究以衣康酸、丙烯酸和甲基丙烯酸十八酯為共聚單體，采用溶液聚合法合成了高分子穩(wěn)定劑；以中和后的丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯吡咯烷酮和特種可聚合的締合單體丙烯酸十八酯為主要原料，添加了乳化劑、溶劑和穩(wěn)定劑，采用熱引發(fā)反向聚合法合成了成品增稠劑TF-312。增稠劑TF-312在耐鹽性、抱水性和得色鮮艷度等性能指標(biāo)上已經(jīng)超越國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品PTF。

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［3］董艷春,沈一丁.涂料印花增稠劑的研究概況及發(fā)展趨勢(shì)［J］.印染助劑,2006,23（10）：11-14.

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［6］何平，謝洪泉，侯篤冠，等.有關(guān)反相乳液聚合法制備聚丙烯酸增稠劑的幾個(gè)問(wèn)題［J］.高分子材料科學(xué)與工程,2002,18（3）：172-175.

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南開(kāi)大學(xué)研制成功一種高效光催化劑

南開(kāi)大學(xué)化學(xué)學(xué)院趙斌教授、電子信息與光學(xué)工程學(xué)院王衛(wèi)超教授聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)日前研制成功一種同時(shí)具有光解水產(chǎn)氫和光降解有機(jī)物雙功能的新型高效光催化劑。這一成果不久前在線發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)刊物《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。

據(jù)了解，該催化劑具有極高的熱穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和催化效能，且可重復(fù)利用，這對(duì)解決能源短缺、環(huán)境污染等地球問(wèn)題具有重要應(yīng)用價(jià)值。

光解水產(chǎn)氫和光降解有機(jī)物是解決能源短缺和環(huán)境污染的有效途徑之一，而光催化劑在其中扮演著十分重要的角色。傳統(tǒng)的光催化劑主要是貴金屬和異質(zhì)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料，由于貴金屬的自然儲(chǔ)量有限、價(jià)格高昂，異質(zhì)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制備成本高，阻礙了其在解決環(huán)境和能源問(wèn)題上的應(yīng)用。

趙斌、王衛(wèi)超等教授研制的這種催化劑——半導(dǎo)體金屬有機(jī)框架簡(jiǎn)稱MOF-1。研究人員發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了MOF-1的可重復(fù)利用性，這對(duì)降低污染物治理成本至關(guān)重要。

10.13752/j.issn.1007-2217.2016.01.006

2015-10-16