阳离子纳米球P（St-co-BA）在涂料染色中的应用

高海宁 房宽峻

（青岛大学 化学科学与工程学院，山东 青岛266071）

0 引言

涂料染色是多年来倡导的无水少水染整技术之一，具有生产工艺简单、品种适应性强、节约能源、生态环保等众多优点[1-2]。由于涂料粒子本身对纤维没有亲和力和反应性，涂料印花是利用粘合剂在织物表面成膜的原理，借助粘合剂、交联剂等助剂将涂料粒子粘附在纤维上[3-4]。因此，粘合剂的性能是涂料染色印花质量的决定因素。在传统的涂料染色印花工艺中在染中、深色时，需要添加大量粘合剂，从而出现手感差，摩擦牢度、水洗牢度明显下降，染中、深色困难等问题[5]。

近年来关于阳离子粘合剂在涂料染色中的应用成为研究的热点，阳离子粘合剂可以与带负电荷的涂料粒子通过静电引力相互作用，提高了被染织物的牢度，同时减少了粘合剂的用量改善了被染织物的手感[6]。但这些研究大都存在阳离子型粘合剂与阴离子涂料直接混合时会产生凝聚问题，导致染色疵点。本文将实验室自制的一种阳离子聚合物乳液应用到涂料浸染染色中，探讨了阳离子聚合物乳液的整理工艺，阳离子聚合物乳液的用量以及涂料用量对染色的影响。

1 试验

1.1 药品及仪器

织物：棉针织布；药品：阳离子纳米球P（St-co-BA）（实验室自制，粒径为20～110nm，Tg为-10～20℃）,涂料BLUE HH-2RD。

仪器：恒温震荡水浴锅，电子天平，摩擦牢度仪，SP60系列积分球式分光光度仪。

1.2 阳离子聚合物乳液整理工艺

将合成的阳离子聚合物乳液按照对织物重0.5%～2%以1：50的浴比配成处理液，将织物浸没在处理液中在50℃下恒温震荡水浴锅中震荡吸附处理30min。

1.3 涂料浸染染色工艺

对阳离子聚合物乳液整理过的织物进行涂料浸染染色（涂料0.5%～2%owf，浴比1：25，温度50℃，时间1h）→水洗（浴比1：50，洗三次）→烘干（80℃，3min）→焙烘（120℃，2min）。

1.4 测试

染色颜色深度：用SP60系列积分球式分光光度仪测定所染织物的K/S值，K/S值越大，表明所染颜色越深。

摩擦牢度：摩擦牢度分为干摩擦牢度和湿摩擦牢度，参照GB/T 3920-2008测定，试样为50mm×200mm，经纬向各两块，用沾色用灰色样卡评定摩擦布的干湿摩擦牢度。

手感：由5人分别触摸评定，评定结果共分为柔软、较软、较硬和硬4个级别。

2 结果与讨论

2.1 阳离子聚合物乳液的整理工艺

由表1可以看出不同的阳离子纳米球的整理工艺对染色性能有较大影响，整理后不经水洗直接染色的工艺在有较好手感和摩擦牢度的情况下可以获得更深的颜色深度。这是因为阳离子纳米球表面吸附的表活性剂经水洗容易脱落导致棉纤维表面的纳米球或正电荷数减少，从而涂料粒子上染减少，颜色变浅，而烘干后染色，纳米球在棉纤维表面成膜，在成膜过程中部分纳米球表面的表面活性剂被掩盖，使得整理后的棉纤维正电荷性减少，从而染得色较浅。所以采用阳离子纳米球处理纤维后直接进行涂料染色，不仅得色量更高而且节水。

表1 阳离子纳米球的整理工艺对染色性能的影响

2.2 阳离子聚合物乳液的用量

表2表示的是阳离子纳米球的用量对涂料染色性能的影响。从表2中可以看出随着纳米球用量的增加在同一涂料用量下染色深度不断增加，但当纳米球用量达到一定程度时颜色深度不再加深。这是因为刚开始随着纳米球用量的增多在棉纤维表面吸附的带正电的纳米球增加，棉纤维表面的纳米球量增加，通过静电引力上染的涂料粒子增加颜色加深；但是当纳米球全部覆盖满棉织物表面时由于电荷斥力的存在纳米球不再继续吸附到棉纤维上去，通过静电引力上染的涂料粒子一定，颜色不再加深。

表2 阳离子纳米球用量对蓝色涂料染色性能的影响

表3 蓝色涂料用量对染色性能的影响

2.3 涂料的用量

表3表示的是不同涂料用量对染色性能的影响。从表中可以看出在同一纳米球用量的情况下，随着涂料用量的增加，颜色深度不断加深。这是因为整理过棉纤维表面带正电荷，在涂料染色过程中带负电荷的涂料粒子主要通过静电引力吸附上染纤维，上染过程是一个吸附平衡的过程，涂料用量越大，最终平衡时吸附上染的涂料粒子越多，染得的颜色越深。

3 结论

实验结果表明：采用阳离子纳米球处理纤维后直接进行涂料染色，不仅得色量更高而且节水。而且随着阳离子纳米球用量和涂料用量的增加，染色深度不断加深，最后达到一个稳定值。

［1］郝龙云,许益,蔡玉青,等.超细涂料染色工艺研究[J].印染,2004,30(13)：1-4.DOI：10.3321/j.issn：1000-4017.2004.13.001.

［2］赵锦,陈宏书,胡志毅.聚丙烯酸酯类涂料印花黏合剂的研究进展[J].中国胶粘剂,2011,20(3)：49-52.DOI：10.3969/j.issn.1004-2849.2011.03.012.

［3］马红霞,李耀仓.新型环保涂料印花粘合剂的研究进展[J].中国胶粘剂,2010,19(10)：47-50.DOI：10.3969/j.issn.1004-2849.2010.10.011.

［4］李超,谭艳君,陈秀娜.自制涂料印花粘合剂的应用性能[J].染整技术,2013,(10)：29-31.DOI：10.3969/j.issn.1005-9350.2013.10.011.

［5］韩君,孟宪达.聚丙烯酸酯涂料印花黏合剂的合成与性能研究[J].中国胶粘剂,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.