水性發(fā)泡阻燃涂層膠

用于紡織品的水性發(fā)泡阻燃涂層膠以添加型居多，一般可分為兩種。一種是添加固體粉末阻燃劑，但阻燃劑在膠體中分散不均勻，整理后布面比較粗糙；另一種是添加液體阻燃劑，缺點(diǎn)是整理后布面比較油膩，阻燃效果的耐洗性較差。現(xiàn)主要介紹一種新產(chǎn)品：反應(yīng)型水性發(fā)泡阻燃涂層膠。該反應(yīng)型丙烯酸酯水性發(fā)泡阻燃涂層膠在織物上耐久性好，成膜透明度高，使織物底色易于顯現(xiàn)等。

一、整理工藝

涂層膠→機(jī)械發(fā)泡→涂飾織物→預(yù)烘(80℃×2min)→焙烘(160℃×2~3min)

以處理“竹漿纖維織物”為例，進(jìn)行分析和研究。

二、影響水性發(fā)泡涂層膠性能的主要因素

1、軟硬單體的比例

合成丙烯酸酯乳液的主要單體一般包括軟單體和硬單體，并輔以一些功能單體和交聯(lián)單體。軟單體的玻璃化溫度低，賦予乳液黏結(jié)性，如丙烯酸丁酯；硬單體的玻璃化溫度高，賦予乳液內(nèi)聚力，如丙烯腈。隨著軟單體丙烯酸丁酯含量的增大，涂層膠變軟、變黏，附著力降低；隨著硬單體丙烯腈含量增大，涂層膠變硬、變脆，且易發(fā)黃。綜合考慮，調(diào)節(jié)軟硬單體的質(zhì)量比為1.5~2：1時(shí)，合成的水性發(fā)泡阻燃涂層膠穩(wěn)定性好，膜韌性好，發(fā)泡力強(qiáng)，且泡沫細(xì)膩均勻，穩(wěn)泡時(shí)間長(zhǎng)。經(jīng)此涂層膠整理的竹漿纖維織物手感柔軟，富有彈性。

2、烯丙基磷酸二甲酯用量

烯丙基磷酸二甲酯是阻燃單體，分子中的磷元素和丙烯腈中的氮元素構(gòu)成了氮磷協(xié)同阻燃效應(yīng)，可賦予竹漿纖維織物很好的阻燃效果。隨著烯丙基磷酸二甲酯用量的增加，經(jīng)發(fā)泡阻燃涂層膠整理后的竹漿纖維織物容易發(fā)黏，附著力下降嚴(yán)重。試驗(yàn)中，烯丙基磷酸二甲酯的用量占單體總量的5%，阻燃效果較好，且對(duì)其它性能的影響較小。

3、乳化劑用量

乳化劑對(duì)乳液聚合過(guò)程的順利進(jìn)行，以及乳液的貯存穩(wěn)定性起著決定性作用。丙烯酸酯乳液聚合常用的乳化體系為陰離子型和非離子型復(fù)配體系。陰離子型乳化劑具有生成乳液粒子小，乳液機(jī)械穩(wěn)定性好，聚合過(guò)程中很少產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)；但乳液對(duì)電解質(zhì)比較敏感，容易造成穩(wěn)定性降低。非離子型乳化劑化學(xué)穩(wěn)定性好，但乳化能力差，聚合物顆粒稍粗，使聚合速度減慢。采用陰離子型和非離子型復(fù)配乳化體系，可通過(guò)兩類(lèi)乳化劑在乳膠粒子間的交叉吸附，提高乳化效率，增加乳液穩(wěn)定性。

4、交聯(lián)單體用量

線性結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯具有熱塑性材料固有的缺陷，即熱黏、冷脆和機(jī)械強(qiáng)度低。在乳液聚合時(shí)加入交聯(lián)單體N-羥甲基丙烯酰胺，可在涂層膠的分子鏈上引入反應(yīng)性官能團(tuán)，提高涂層膠的內(nèi)聚強(qiáng)度和黏接強(qiáng)度。引入的反應(yīng)性官能團(tuán)在一定條件下可與竹漿纖維素上的羥基發(fā)生化學(xué)交聯(lián)，從而提高水性發(fā)泡阻燃涂層膠的附著力。隨著N-羥甲基丙烯酰胺用量的增加，織物的各項(xiàng)牢度均有提高,但提高至一定程度后再增加用量，牢度的變化不大，凝聚物反而增多，產(chǎn)品收率降低，暴聚的可能性增大。綜合考慮，N-羥甲基丙烯酰胺的用量以2%較佳。

5、引發(fā)劑用量

乳液聚合體系中的引發(fā)劑大多為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀和過(guò)硫酸鈉等水溶性過(guò)硫酸鹽。試驗(yàn)選用過(guò)硫酸銨為引發(fā)劑研究發(fā)現(xiàn)，隨著過(guò)硫酸銨用量的增加，反應(yīng)聚合速率提高，聚合物的分子量和乳液穩(wěn)定性降低。過(guò)硫酸銨用量過(guò)少，則聚合速率慢。用量為0.3%~0.4%時(shí)，制備的乳液呈藍(lán)光，粒徑小，乳液穩(wěn)定性好。加入過(guò)硫酸銨水溶液時(shí)，應(yīng)先加入其30%與預(yù)乳化單體一起反應(yīng)，60%用于中途反應(yīng)與預(yù)乳化單體一起滴加，剩下的10%在預(yù)乳化單體滴完之后滴加，以保證單體的轉(zhuǎn)化率。

6、涂層膠的含固量

水性發(fā)泡阻燃涂層膠的含固量是影響其發(fā)泡性能的一個(gè)重要因素。

由表3可知，涂層膠的含固量對(duì)其發(fā)泡力影響很大。含固量過(guò)低，乳液無(wú)法發(fā)泡。含固量高，則容易發(fā)泡，且發(fā)泡力強(qiáng)，泡沫半衰期長(zhǎng)，即穩(wěn)泡時(shí)間長(zhǎng)。但是，含固量過(guò)高在合成涂層膠的反應(yīng)中易生成凝聚物，引起暴聚。綜合考慮，含固量以50%為宜。此外，加入少量穩(wěn)泡劑，有利于提高發(fā)泡力及穩(wěn)泡時(shí)間。

7、其它性能

與非發(fā)泡涂層相比，發(fā)泡涂層具有很多特殊的性能，兩者的性能比較見(jiàn)表5。

由表5可知，與非發(fā)泡涂層相比，發(fā)泡涂層具有非常好的透氣性，達(dá)到相近厚實(shí)感所需涂層膠的量較少，故可減少生產(chǎn)成本，降低焙烘時(shí)水分蒸發(fā)的能耗，具有節(jié)能減排的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)發(fā)泡涂層整理的織物手感柔軟，更富有彈性。

以整理竹漿纖維織物為例，與整理前相比，經(jīng)非發(fā)泡涂層整理后的竹漿纖維織物表面覆蓋了一層光滑致密的膜，而經(jīng)發(fā)泡阻燃涂層整理后的竹漿纖維織物表面覆蓋的是一層粗糙并帶有無(wú)數(shù)微孔的膜。將機(jī)械發(fā)泡后的水性發(fā)泡阻燃涂層膠刮涂于干凈的玻璃板上，烘干成膜。用數(shù)碼相機(jī)拍攝膜表面形態(tài)，發(fā)現(xiàn)水性發(fā)泡涂層膠成膜后形成了無(wú)數(shù)凹凸不平的微孔，這些微孔使竹漿纖維織物具有很好的透氣透濕性和彈性。

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