东莞三联科技实业有限公司东莞长联新材料科技有限公司 吕增兴
适应产业结构升级,加速环保水性机印胶浆的开发应用
东莞三联科技实业有限公司东莞长联新材料科技有限公司 吕增兴
东莞三联科技实业有限公司是集研发、生产、销售、服务为一体的国家高新技术企业,是国内环保水性印花胶浆产量最大的企业。公司下设东莞市环保水性印花材料工程研究开发中心和东莞市企业工程技术中心。拥有发明专利2项、实用新型专利3项,获省、市科技进步奖4项,正在实质性审查的发明专利3项。通过ISO9001:2008质量认证。承担省市科研、技改项目十余项。“松村”牌环保水性印花胶浆,是全国“十大民族品牌”、国内“最有影响力品牌”和“用户最满意品牌”。东莞长联新材料科技有限公司是本公司和深圳长园新材电子集团合资组建的新公司,未来几年,将形成一个公司总部、一个研究院、海内外高级专业人才组成的一个科研团队、两个生产基地、若干海内外分公司,在技术人才、科研能力、管理水平、仪器设备、产品质量、品牌知名度、市场占有率、在国内外丝网印花行业具有重要影响力的企业。
国内印花胶浆的发展经历了从依赖进口到自主开发生产与进口产品并重和以国内自主开发生产为主的三个发展阶段,目前正处于自主开发生产为主阶段的中后期,其表现是除了个别品种的进口胶浆外,国内产品整体性能达到了进口产品的质量水平,进口胶浆的市场占有率在逐年下降。科技的进步和出口经济的发展,原料成本和人力成本的上升,加快了印花行业生产方式、产品结构调整和质量提升的速度。全自动涂料印花机、集约化连续大批量生产工艺正在快速代替手工台板印花工艺,同时推动了印花胶浆的产品升级,需要及时推出满足机械印花操作工艺和内在性能的机印胶浆。
在发展中国的印花胶浆中,三联科技实业有限公司始终义不容辞地承担着领跑者的责任。上世纪80年代末,率先研发生产了国内第一支印花胶浆,打破了国外产品充斥国内市场的一统天下局面。2006年后,又率先推出全环保水性高弹性柔软型印花胶浆。2007年起,公司成立环保水性印花材料工程研究中心,将全环保水性高弹性柔软型机械印花胶浆作为研发的重点项目。
经过几年的技术研发和攻关,从理论和实用技术、粘合剂配方工艺,助剂选择、复配技术等方面全方位攻克了机印胶浆的技术难题,公司先后推出了一些适应各类全自动印花的环保水性机印胶浆。本公司开发的机印胶浆和进口机印胶浆通过使用比对,产品性能和操作性能大体相当,有的性能还超过了进口产品,特别是我们根据不同地区和国家、不同季节温度湿度,不同类型的印花机器、不同使用客户的操作工艺习惯,针对性地调整胶浆的操作应用性能,产品受到客户的欢迎。
所谓机印胶浆通常是指能够在自动印花机上,衣片能够4~8小时长时间不停机连续印制,批布印花能够4~8万米不停机连续生产,生产过程中不塞网、网版易冲洗,环保指标符合欧盟标准,而且不含有REACH关注的39种物质,产品牢度好,各项性能指标达标的胶浆。
机印胶浆技术的突破,是多年手工印花胶浆生产技术和经验的厚积薄发,是近年来若干高校和科研院所积极投入针对印花材料的乳液聚合、配制技术、助剂开发的理论研究和应用开发的结果。
目前投放市场的机印胶浆,虽然基本适应了机械印花的工艺和性能要求,但仍处在机印胶浆发展的初级阶段。因为能够生产出性能优良的机印胶浆的厂家还不多,特别是耐低温抗冻型的品种少,能适应各种条件和环境下机印工艺的机印胶浆更少。产品的性能和稳定性还存在诸多问题。提高胶浆的印制性能,保持和提高胶浆的不塞网性能和保持符合标准的色摩擦牢度,改善印花表面的回粘性,仍然是机印胶浆研发亟待解决的技术难点。整体上和进口机印胶浆还有一些差距。但在机印胶浆的研发和生产方面,我们和国外公司基本处于同一起跑线,全面提升机印胶浆质量、赶超国际先进水平已经为期不远。
必须高度重视机印胶浆体系的应用理论、生产配方及工艺技术的研究。需要加强对已开发生产的机印胶浆进行规律性总结,找准机印胶浆的技术关键,为机印胶浆的快速发展和质量提升打好基础。
1、充分认识印花胶浆体系的复杂性。
印花胶浆体系是由水、粘合剂乳液、各种色料、分散剂、乳化剂、增稠剂、防粘剂等多种液体、固体复合而成的,是有机物、无机物多相并存的复杂粘稠体系。这个体系是热力学的亚稳定体系。容易受到温度变化、电解质等化学物质、机械剪切力的作用水分的挥发等动力学因素的影响而变得不稳定。
提高胶浆中树脂乳液的热稳定性、化学稳定性、机械稳定性和高固含量稳定性;提高体系的抱水性和提高固体物的分散稳定性。机印胶浆的研制就是解决这些稳定性问题。
印花工艺中所要求的不塞网,实质上就是在丝网上胶浆中的乳液部分不破乳、慢成膜;固体部分不富集、不返粗;液体部分(水为主)慢挥发,不变稠。
印花工艺中所要求的易清网,敷附在网版上的胶浆可以用湿布轻轻擦掉,不影响生产进行,换下的网版用水可以方便清洗。本质上仍然是要求慢成膜,抱水好。胶浆中的结合水部分尚未挥发完时,在游离水的协助下,敷附在网板上的胶浆就可以复原为乳液而冲洗干净。
2、掌握机印胶浆配方设计的技术关键。
机印胶浆的配合,选好树脂乳液是核心,选好助剂是关键。
胶浆使用的粘合剂乳液自身的稳定性和抱水性好坏决定着机印胶浆的稳定性和抱水性基本性能。如果树脂乳液本身就易破乳快成膜、抱水性差,色牢度差,要想通过助剂的复配作用制成性能良好的机印胶浆几乎是不可能的。
机印胶浆就是游离水少,结合水多的专用胶浆。印花胶浆中的液体主要是水,但其存在状态各不相同。其中一部分是游离水;另一部分是结合水或吸附水。结合水主要分布在胶乳粒子外层的水合层内。
印制初期,在低温下先失去的是游离水,随着温度的升高或时间的延长,结合水才逐渐失去。因为游离水只受分子间作用力的束博,逃逸挥发较快。而结合水还受到分子内基团的作用,挥发较慢。它直接影响着胶浆的干燥速度。
游离水和结合水的比例多少,和丙烯酸酯乳液中的乳化剂种类、比例,特别是聚合工艺有密切关系,
机印树脂乳液中胶乳粒子的结构、粒径的大小及其分布,宏观影响树脂乳液的性能,最终影响胶浆的工艺性能和使用性能。
核壳结构可以改善回粘性和色牢度,但也同时影响低温抗冻性和手感的柔软性。特别要关注的是核壳结构中壳层和核心的玻璃化温度不宜相差太大,要注意核壳结构的不稳定性将使得产品性能发生大的波动;胶乳粒子的大小适中,分布窄,有利于提高胶乳的稳定性,同时过网性也提高。
选择既有保湿性好又有润滑性,过炉烘干中又能和水一起挥发,不影响产品性能的无毒无害防塞网剂、保湿剂,也是机印胶浆设计中的技术重点。
3、严格控制原料、包装、生产、使用中所有过程的环保指标,严格环保生产和使用工艺,是环保机印胶浆厂和印花厂须臾不可大意的重要环节。