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，缺點是整理后布面比較油膩，阻燃效果的耐洗性較差?，F(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，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，且泡沫細膩均勻，穩(wěn)泡時間長。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(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，乳液機械穩(wěn)定性好，聚合過程中很少產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象等優(yōu)點；但乳液對電解質(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(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、冷脆和機械強度低。在乳液聚合時加入交聯(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，提高涂層膠的內(nèi)聚強度和黏接強度。引入的反應(yīng)性官能團在一定條件下可與竹漿纖維素上的羥基發(fā)生化學交聯(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(fā)劑研究發(fā)現(xiàn)，隨著過硫酸銨用量的增加，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(wěn)定性好。加入過硫酸銨水溶液時，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)泡性能的一個重要因素。

由表3可知，涂層膠的含固量對其發(fā)泡力影響很大。含固量過低，乳液無法發(fā)泡。含固量高，則容易發(fā)泡，且發(fā)泡力強，泡沫半衰期長，即穩(wěn)泡時間長。但是，含固量過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，達到相近厚實感所需涂層膠的量較少，故可減少生產(chǎn)成本，降低焙烘時水分蒸發(fā)的能耗，具有節(jié)能減排的優(yōu)點。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數(shù)微孔的膜。將機械發(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。