水性發泡阻燃涂層膠

水性發泡阻燃涂層膠

用于紡織品的水性發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，缺點是整理后布面比較油膩，阻燃效果的耐洗性較差。現主要介紹一種新產品：反應型水性發泡阻燃涂層膠。該反應型丙烯酸酯水性發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等。

一、整理工藝

涂層膠→機械發泡→涂飾織物→預烘(80℃×2min) →焙烘(160℃×2~3 min)

以處理“竹漿纖維織物”為例，進行分析和研究。

二、影響水性發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單體。軟單體的玻璃化溫度低，賦予乳液黏結性，如丙烯酸丁酯；硬單體的玻璃化溫度高，賦予乳液內聚力，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，且易發黃。綜合考慮，調節軟硬單體的質量比為1.5~2：1時，合成的水性發泡阻燃涂層膠穩定性好，膜韌性好，發泡力強，且泡沫細膩均勻，穩泡時間長。經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成了氮磷協同阻燃效應，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，經發泡阻燃涂層膠整理后的竹漿纖維織物容易發黏，附著力下降嚴重。試驗中，烯丙基磷酸二甲酯的用量占單體總量的5%，阻燃效果較好，且對其它性能的影響較小。

    3、乳化劑用量

乳化劑對乳液聚合過程的順利進行，以及乳液的貯存穩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配體系。陰離子型乳化劑具有生成乳液粒子小，乳液機械穩定性好，聚合過程中很少產生凝膠現象等優點；但乳液對電解質比較敏感，容易造成穩定性降低。非離子型乳化劑化學穩定性好，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配乳化體系，可通過兩類乳化劑在乳膠粒子間的交叉吸附，提高乳化效率，增加乳液穩定性。

    4、交聯單體用量

線性結構的丙烯酸酯具有熱塑性材料固有的缺陷，即熱黏、冷脆和機械強度低。在乳液聚合時加入交聯單體N-羥甲基丙烯酰胺，可在涂層膠的分子鏈上引入反應性官能團，提高涂層膠的內聚強度和黏接強度。引入的反應性官能團在一定條件下可與竹漿纖維素上的羥基發生化學交聯，從而提高水性發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、引發劑用量

乳液聚合體系中的引發劑大多為過硫酸銨、過硫酸鉀和過硫酸鈉等水溶性過硫酸鹽。試驗選用過硫酸銨為引發劑研究發現，隨著過硫酸銨用量的增加，反應聚合速率提高，聚合物的分子量和乳液穩定性降低。過硫酸銨用量過少，則聚合速率慢。用量為0.3%~0.4%時，制備的乳液呈藍光，粒徑小，乳液穩定性好。加入過硫酸銨水溶液時，應先加入其30%與預乳化單體一起反應，60%用于中途反應與預乳化單體一起滴加，剩下的10%在預乳化單體滴完之后滴加，以保證單體的轉化率。

    6、涂層膠的含固量

    水性發泡阻燃涂層膠的含固量是影響其發泡性能的一個重要因素。

           

    由表3可知，涂層膠的含固量對其發泡力影響很大。含固量過低，乳液無法發泡。含固量高，則容易發泡，且發泡力強，泡沫半衰期長，即穩泡時間長。但是，含固量過高在合成涂層膠的反應中易生成凝聚物，引起暴聚。綜合考慮，含固量以50%為宜。此外，加入少量穩泡劑，有利于提高發泡力及穩泡時間。

   

   7、其它性能

    與非發泡涂層相比，發泡涂層具有很多特殊的性能，兩者的性能比較見表5。

         

由表5可知，與非發泡涂層相比，發泡涂層具有非常好的透氣性，達到相近厚實感所需涂層膠的量較少，故可減少生產成本，降低焙烘時水分蒸發的能耗，具有節能減排的優點。經發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，經非發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，而經發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數微孔的膜。將機械發泡后的水性發泡阻燃涂層膠刮涂于干凈的玻璃板上，烘干成膜。用數碼相機拍攝膜表面形態，發現水性發泡涂層膠成膜后形成了無數凹凸不平的微孔，這些微孔使竹漿纖維織物具有很好的透氣透濕性和彈性。