涂料印花色浆的制备及其印花牢度性能的研究

论文摘要

涂料印花是一种既古老又年轻的纺织品加工方法,具有工艺简单、图案轮廓清晰、纤维适用性广等优点,而且对生态环境的压力小,节能环保,因此涂料印花具有十分广阔的发展前景。但是,涂料印花也存在着诸多问题,尤其突出的是摩擦、水洗等牢度较低,远远达不到高质量的要求。本文首先选取国内外不同厂家生产的几支印花用颜料色浆和粘合剂,测试和分析了颜料色浆、粘合剂的各种基本性能指标,并在大量印花实验和牢度测试的基础上,分析了颜料色浆、粘合剂各基本性能指标与涂料印花产品牢度之间的相互关系,并对其影响程度进行比较,从而分析制约纺织品涂料印花牢度问题的原因及其相关机理,分析涂料印花牢度与其它印花性能如手感、鲜艳度之间的平衡关系。利用QM-1SP04型行星球磨机制备颜料色浆,以装球填充率、磨球大小和级配、球料比、转速为研究对象进行球磨工艺的研究,考察了各因素对颜料色浆的粒径及分布的影响,确定出最优工艺。选取国内外不同厂家生产的几支印花用水溶性高分子分散剂,通过最优球磨工艺对颜料红F4R-261进行超细化和分散处理,考察pH值、分散剂用量、球磨时间等因素对色浆分散性的影响;通过比较不同类型高分子分散剂的分散效率和印花效果,初步探索高分子分散剂的结构机理与性能之间的关系;并将其与常规阴离子型分散剂的分散效果和印花性能进行比较。针对水性体系高分子分散剂的结构要求,设计并合成了水性聚氨酯类嵌段共聚物—DZP系列,用作有机颜料的高分子分散剂。经上述研究表明,涂料印花的牢度与颜料色浆、粘合剂的性能有关。颜料色浆粒径大小对其贮存稳定性和印花牢度影响很大,粒径越小,贮存稳定性越好,印花生产的重现性和可靠性越高;而粒径对牢度的影响并不成简单的比例关系,当粒径小于100nm时,印花织物的干湿摩擦牢度显著提高,但是粒径为673.6nm时,同样具有优异的印花牢度,当粒径处于100～300nm时,印花牢度差异不明显。粘合剂的含固量和吸水性对干摩擦牢度的影响不大,但是湿摩擦牢度因吸水性的升高而降低。选用高分子分散剂制备颜料色浆需考虑分散剂用量、球磨时间、球料比、转速等因素的影响。与分散剂木质素磺酸盐相比,添加高分子分散剂的颜料色浆不但能够达到更高的印花牢度,还能够提高印花织物的颜色深度和鲜艳度,而且非离子高分子分散剂的效果要优于阴离子高分子分散剂。经测试证明,DZP系列水性聚氨酯用作颜料色浆的分散剂,能够对颜料色浆进行有效地分散,并且可以提高印花织物的深度和鲜艳度,得到较高的印花牢度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 涂料印花牢度的影响因素
• 1.1.1 颜料色浆
• 1.1.2 粘合剂
• 1.2 颜料在水性体系中的分散
• 1.2.1 颜料在水性体系中的分散过程
• 1.2.2 影响水性体系中颜料分散的主要因素
• 1.3 水性颜料分散剂
• 1.3.1 分散剂的种类
• 1.3.2 高分子分散剂
• 1.3.3 影响高分子分散剂分散性能的因素
• 1.4 颜料的分散技术与设备
• 1.4.1 普通球磨机
• 1.4.2 振动磨
• 1.4.3 行星球磨机
• 1.5 本课题的研究目的和意义
• 1.6 本课题的研究思路和方法
• 2 涂料印花牢度问题的综合分析
• 2.1 引言
• 2.1.1 颜料色浆
• 2.1.2 粘合剂
• 2.2 实验
• 2.2.1 实验材料、药品和仪器
• 2.2.2 实验方法及性能测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 红色系颜料色浆的基本性能与印花性能测定
• 2.3.2 黄色系颜料色浆的基本性能与印花性能测定
• 2.3.3 蓝色系颜料色浆的基本性能与印花性能测定
• 2.3.4 各种粘合剂的印花性能测试
• 2.4 小结
• 2.5 展望
• 3 球磨工艺的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验药品和仪器
• 3.2.2 炭黑色浆分散体系的制备
• 3.2.3 炭黑色浆的球磨工艺
• 3.2.4 炭黑色浆分散体系的粒径及其分布的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 未加研磨的炭黑原色浆液的粒径大小表征
• 3.3.2 球磨机装球填充率对炭黑色浆分散度的影响
• 3.3.3 磨球的大小和级配对炭黑色浆分散度的影响
• 3.3.4 球料比对炭黑色浆分散度的影响
• 3.3.5 转速对炭黑色浆分散度的影响
• 3.4 小结
• 4 市售高分子分散剂的性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验
• 4.2.1 实验材料、药品和仪器
• 4.2.2 实验方法及性能测定
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 pH值对颜料色浆分散性能的影响
• 4.3.2 高分子分散剂的用量对颜料色浆分散性能的影响
• 4.3.3 球磨时间对颜料色浆分散性能的影响
• 4.3.4 高分子分散剂分散效率的比较
• 4.3.5 高分子分散剂对涂料印花效果的影响
• 4.4 小结
• 5 自制高分子分散剂的性能研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验
• 5.2.1 实验材料、药品和仪器
• 5.2.2 永固红颜料色浆预分散液的制备
• 5.2.3 颜料色浆的球磨工艺
• 5.2.4 颜料色浆分散体系的粒径分布及Zeta电位的测定
• 5.2.5 印花
• 5.2.6 涂料印花效果的测定
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 DZP系列高分子分散剂的分子量和浓度对颜料色浆分散性能的影响
• 5.3.2 pH值对颜料色浆分散性能的影响
• 5.3.3 自制高分子分散剂对涂料印花效果的影响
• 5.4 小结
• 6 结论
• 参考文献
• 攻读硕士研究生期间发表的学术论文及专利
• 致谢