釆用环氧乙烷基作反应性自交联基的粘合剂其特点是反应性高,其环氧基能在100℃及以下与羧基、羟基、氨基、环氧基和乙烯基交联,因此称之为低温自交联粘合剂。它还可以进行UV交联固化。国内外目前生产的低温自交联粘合剂大多采用GMA、GA与丙烯酸酯等单体的共聚。囯内有大量文献报导[6-12]。
②使用自交联乙烯基有机硅作自交联单体
使用自交联乙烯基有机硅单体与丙烯酸酯等单体共聚的乳液粘合剂或涂层剂是近年来受关注的研究方向,可使粘合剂主链中引入化学键稳定性高的硅氧键,表靣能低且手感柔软,人们称之为硅丙乳液[13-15]。它是带有乙烯基双键与自交联基的有机硅单体如采用含水觧阻碍性官能团的乙烯基三异丙氧基硅氧烷,与丙烯酸酯进行自由基乳液共聚,制成硅丙乳液,是综合性能优异的自交联型粘合剂。其合成方法已有不少人研究成功,还未見商品供应。
(2).将羟甲基丙烯酰胺进行改性
用丙烯酰胺在催化剂存在下与环氧氯丙烷缩合而制成N环氧丙基丙烯酰胺作自交联单体[16]:
它具有与丙烯酸缩水甘油酯自交联基低温交联相同的特性,此反应必须在催化剂存在下和在较低温下进行,反应速率较慢,得率也较低。它与其它软、硬单体和含乙烯基的有机硅单体共聚,可制得牢度优良,手感柔软,清淅度好的纳米级颗粒的粘合剂
另外,有人从理论上觧释羟甲基丙烯酰胺释放甲醛的原因是由于酰基的吸电子性较强而导致羟甲基亚胺键不稳定,提高亚胺键的供电子或吸电子性就可以提高此键的稳定性,便能从根本上消除羟甲基丙烯酰胺的释放甲醛问题,而不必用取代自交联单体的方法也能达到释放甲醛为零的目的,这一设想被事实所证实。在丙烯酰胺单体上接一个烷基成为N烷基丙烯酰胺,进行甲醛羟甲基化而作为自交联单体,用N甲基取代的羟甲基丙烯酰胺制成的粘合剂其释放甲醛几近于零,乙基或丙基取代的可达到零释放。羟甲基丙烯酰胺用醇醚化,
也可提高亚胺键的稳定性,从而减少释放甲醛,醇的碳原子数越多,稳定性越好,释放甲醛越少,因此用乙二醇或聚乙二醇醚化,也同样可以达到甲醛的零释放,而这种单体可用一步法制备,比GMA制备容易。这种方法叫改性法。
在使用改性法时,为消除自交联单体中的残余甲醛,在粘合剂中常加入高效甲醛捕捉剂,国内目前常用的甲醛捕捉剂是肼或碳酰肼,它的捕捉效率不高,以致于难于达到零甲醛,目前巳经找到不少可达到零甲醛的捕捉剂,诸如2,4戊二酮,1,3环已烷二酮,2-氰基乙酸酯,反应性亚甲基化合物如(2-羟乙氧乙基)乙酰乙酸酯{}等等[17]。它们非但能捕捉粘合剂中己存在的甲醛,还能消除逐步释放的甲醛,以及消除织物在存放时吸收环境中的甲醛,使布疋上的游离甲醛量控制在0-20mg/kg。
(3)制备交联型粘合剂以取代自交联粘合剂
Acramin FWR是典型的交联型粘合剂,20世纪五、六十年代时是我国使用最广泛的粘合剂,它分子中具有氨基,可与交联剂Acrafix FH交联,后来逐渐被丙烯酸酯粘合剂所取代,因为它的手感和透明度不如丙烯酸酯粘合剂,还有轻度泛黄。但在丙烯酸酯粘合剂的组分中,因当时无含有反应性基团的单体供应,所以制成非交联型粘合剂,后来在粘合剂单体史加入了羟甲基丙烯酰胺单体才制成自交联型粘合剂,现在情况有了很大变化,含氨基的和含羟基的单体均有供应,为制成交联型粘合剂创造了条件,比如用丙烯胺(CH2=CH-CH2-NH2)和α羟基丙烯酸乙酯[CH2=CH(OH)-COOCH2CH3]作为交联单体与丙烯酸丁酯、丙烯腈等共聚而制成交联型粘合剂,印花时在印浆中加入交联剂,经汽蒸,交联剂便与粘合剂和纤维交联而获得坚牢的皮膜,不需要焙烘固着,又沒有游离甲醛问题。新型的涂料印花粘合剂也釆用此方法。
2.使用无甲醛交联剂
即使使用自交联型粘合剂,为了提高染色牢度,在国外供应的粘合剂产品中经常加入交联剂,用得最多的是醚化的六羟甲基三聚氰胺,它的残余甲醛量高,虽经醚化,但释放甲醛量也很高,后来用醚化2D树脂取代,降低了游离甲醛,但仍是有相当多的游离甲醛产生,为此,要取代之。
无甲醛交联剂品种很多,国內外各著名化工公司都有无甲醛交联剂品种供应,就化学结构耒说有环氧基的,如交联剂EH,Acrafix FH,也有丙烯基的,如交联剂P,也有环氮乙烷基的,也有两个以上嵌段异氰酸酯基的[18],它们可以与含羟基、氨基的粘合剂交联。但它们只能添加到印花浆中使用,不能加在粘合剂中,因它们的反应活泼剂较高,能在较低温度下发生交联反应。
要取代醚化六羟甲基三聚氰胺而用于添加在粘合剂中作为交联剂,只有降低它的释放甲醛量,使之达到零释放,目前正在为此而创新。有的在印花浆中加入乙烯尿作甲醛捕捉剂,也有人用小麦粉的靣筋进行化学变性,例如用碱去氨基化,或用丙烯酸甲酯进行化学变性,也有用氯乙醇接枝,经此变性的面筋,可用作甲醛捕捉剂,加入四种不同类型的粘合剂,并以六羟甲基三聚氰胺为交联剂,制成印浆印花,与乙烯尿作对比,发现变性靣筋能比乙烯尿吸收更多的释放甲醛,从而減少游离甲醛[19]。
3.使用无甲醛的拔染剂
雕白粉、德可林(Decroline)、氯化亚锡和二氧化硫脲是常用的拔染剂,适用于各种纤维
材料的拔染印花。使用最广泛的是前三种。二氧化硫脲因还原电位高,易造成过还原而釆用较少。雕白粉是纤维素纤维拔染剂,它与德可林在还原时都会释放甲醛,拔染后经洗涤而可以洗去,而后就不会再释放甲醛,相对而言,造成织物上游离甲醛提高的可能性较小。但也是一种释放源。为减少游离甲醛,国外专利介绍使用无甲醛拔染剂羟苯甲基亚磺酸钠[],俗称苯甲醛合次硫酸钠。它是由羟基苯甲醛与保险粉反应而得。使用时不会产生游离甲醛。
三.为解决手感、染色牢度和提高印花质量而创新
涂料印花与染料印花比较,存在着涂料印花鲜艳度、色泽提升性不如染料印花,以及手
感差,粘搭感强和吸尘性高与印花时容易堵网等缺点,和手感与染色牢度间的矛盾难以平衡等致命伤。要是这些问题全部获得解决,那末染料印花必定失去市埸,涂料印花将成为无可取代的工艺。涂料印花具有工艺流程短,印花后不需进行水洗,且适用于各种纤维材料的印花,达到节能减排的目的,所以在服装印花上占最主要的地位。涂料印花革命性的创新就是围绕解决上述问题而展开的。现将己经研究且取得一定成效的创新项目汇总如下: