陽離子納米球P（St-co-BA）在涂料染色中的應用

高海寧 房寬峻

（青島大學 化學科學與工程學院，山東 青島266071）

0 引言

涂料染色是多年來倡導的無水少水染整技術之一，具有生產工藝簡單、品種適應性強、節約能源、生態環保等眾多優點[1-2]。由于涂料粒子本身對纖維沒有親和力和反應性，涂料印花是利用粘合劑在織物表面成膜的原理，借助粘合劑、交聯劑等助劑將涂料粒子粘附在纖維上[3-4]。因此，粘合劑的性能是涂料染色印花質量的決定因素。在傳統的涂料染色印花工藝中在染中、深色時，需要添加大量粘合劑，從而出現手感差，摩擦牢度、水洗牢度明顯下降，染中、深色困難等問題[5]。

近年來關于陽離子粘合劑在涂料染色中的應用成為研究的熱點，陽離子粘合劑可以與帶負電荷的涂料粒子通過靜電引力相互作用，提高了被染織物的牢度，同時減少了粘合劑的用量改善了被染織物的手感[6]。但這些研究大都存在陽離子型粘合劑與陰離子涂料直接混合時會產生凝聚問題，導致染色疵點。本文將實驗室自制的一種陽離子聚合物乳液應用到涂料浸染染色中，探討了陽離子聚合物乳液的整理工藝，陽離子聚合物乳液的用量以及涂料用量對染色的影響。

1 試驗

1.1 藥品及儀器

織物：棉針織布；藥品：陽離子納米球P（St-co-BA）（實驗室自制，粒徑為20～110nm，Tg為-10～20℃）,涂料BLUE HH-2RD。

儀器：恒溫震蕩水浴鍋，電子天平，摩擦牢度儀，SP60系列積分球式分光光度儀。

1.2 陽離子聚合物乳液整理工藝

將合成的陽離子聚合物乳液按照對織物重0.5%～2%以1：50的浴比配成處理液，將織物浸沒在處理液中在50℃下恒溫震蕩水浴鍋中震蕩吸附處理30min。

1.3 涂料浸染染色工藝

對陽離子聚合物乳液整理過的織物進行涂料浸染染色（涂料0.5%～2%owf，浴比1：25，溫度50℃，時間1h）→水洗（浴比1：50，洗三次）→烘干（80℃，3min）→焙烘（120℃，2min）。

1.4 測試

染色顏色深度：用SP60系列積分球式分光光度儀測定所染織物的K/S值，K/S值越大，表明所染顏色越深。

摩擦牢度：摩擦牢度分為干摩擦牢度和濕摩擦牢度，參照GB/T 3920-2008測定，試樣為50mm×200mm，經緯向各兩塊，用沾色用灰色樣卡評定摩擦布的干濕摩擦牢度。

手感：由5人分別觸摸評定，評定結果共分為柔軟、較軟、較硬和硬4個級別。

2 結果與討論

2.1 陽離子聚合物乳液的整理工藝

由表1可以看出不同的陽離子納米球的整理工藝對染色性能有較大影響，整理后不經水洗直接染色的工藝在有較好手感和摩擦牢度的情況下可以獲得更深的顏色深度。這是因為陽離子納米球表面吸附的表活性劑經水洗容易脫落導致棉纖維表面的納米球或正電荷數減少，從而涂料粒子上染減少，顏色變淺，而烘干后染色，納米球在棉纖維表面成膜，在成膜過程中部分納米球表面的表面活性劑被掩蓋，使得整理后的棉纖維正電荷性減少，從而染得色較淺。所以采用陽離子納米球處理纖維后直接進行涂料染色，不僅得色量更高而且節水。

表1 陽離子納米球的整理工藝對染色性能的影響

2.2 陽離子聚合物乳液的用量

表2表示的是陽離子納米球的用量對涂料染色性能的影響。從表2中可以看出隨著納米球用量的增加在同一涂料用量下染色深度不斷增加，但當納米球用量達到一定程度時顏色深度不再加深。這是因為剛開始隨著納米球用量的增多在棉纖維表面吸附的帶正電的納米球增加，棉纖維表面的納米球量增加，通過靜電引力上染的涂料粒子增加顏色加深；但是當納米球全部覆蓋滿棉織物表面時由于電荷斥力的存在納米球不再繼續吸附到棉纖維上去，通過靜電引力上染的涂料粒子一定，顏色不再加深。

表2 陽離子納米球用量對藍色涂料染色性能的影響

表3 藍色涂料用量對染色性能的影響

2.3 涂料的用量

表3表示的是不同涂料用量對染色性能的影響。從表中可以看出在同一納米球用量的情況下，隨著涂料用量的增加，顏色深度不斷加深。這是因為整理過棉纖維表面帶正電荷，在涂料染色過程中帶負電荷的涂料粒子主要通過靜電引力吸附上染纖維，上染過程是一個吸附平衡的過程，涂料用量越大，最終平衡時吸附上染的涂料粒子越多，染得的顏色越深。

3 結論

實驗結果表明：采用陽離子納米球處理纖維后直接進行涂料染色，不僅得色量更高而且節水。而且隨著陽離子納米球用量和涂料用量的增加，染色深度不斷加深，最后達到一個穩定值。

［1］郝龍云,許益,蔡玉青,等.超細涂料染色工藝研究[J].印染,2004,30(13)：1-4.DOI：10.3321/j.issn：1000-4017.2004.13.001.

［2］趙錦,陳宏書,胡志毅.聚丙烯酸酯類涂料印花黏合劑的研究進展[J].中國膠粘劑,2011,20(3)：49-52.DOI：10.3969/j.issn.1004-2849.2011.03.012.

［3］馬紅霞,李耀倉.新型環保涂料印花粘合劑的研究進展[J].中國膠粘劑,2010,19(10)：47-50.DOI：10.3969/j.issn.1004-2849.2010.10.011.

［4］李超,譚艷君,陳秀娜.自制涂料印花粘合劑的應用性能[J].染整技術,2013,(10)：29-31.DOI：10.3969/j.issn.1005-9350.2013.10.011.

［5］韓君,孟憲達.聚丙烯酸酯涂料印花黏合劑的合成與性能研究[J].中國膠粘劑,2011,20(7)：32-35.DOI：10.3969/j.issn.1004-2849.2011.07.008.

［6］Gao D,Feng J,Ma J,et al.Synthesis of cationic binder through surfactant-free emulsion polymerization for textile pigment applications[J].Progress in Organic Coatings,2014,77：1834-1840.