涂料染色用涂料代替染料1121.docx

1、涂料染色用涂料代替染料1121涂料染色用涂料代替染料，依靠黏合剂及交联剂固着在织物上。与传统染色工艺相比，具有流程短、色谱广、成本低、能耗省、用水少、污水少等优点。新型涂料染色工艺的特点是，用湿摩擦牢度提高剂替代传统的黏合剂；采用纤维增深技术，使纤维带正电荷，无需高温焙烘，明显增强对涂料的吸附，从而提高涂料的上染率；涂料利用率比传统的黏合剂方法高 20一30，使涂料染色、固着和柔软整理一步完成，改善了手感，解决了黏辊等问题。因此，采用新型涂料替代部分活性、还原染料，可以大大简化工艺，节能、节水、减少用料，基本达到零排放要求。染色纱线通过经纬交织可织成各种条、格、块、点、花等色织产品，利用色经白

2、纬交织又可织成各种彩条、劳动布、青年布、牛津纺、牛仔布等产品。色纱常用活性、还原、可溶性还原、硫化染料染色，但有的水洗牢度一般、沾色严重，在服用过程中，会造成白底或异色沾污，影响服用性能和价值。涂料有优良的水洗牢度和白底不沾污的特性，涂料染色可改善色织产品的异色沾污，使色织产品色、白分明。涂料染纱工艺短、用水少、能耗低(60)，助剂用量及品种少，且免皂洗，即使有部分未固着的涂料随污水排出，只需使用凝聚剂使涂料凝聚成大分子颗粒沉淀，上层成为透明清液即可排放。由于染液中化学品含量少，不会影响BOD和COD，是一种节水、降耗、减排、少污的清洁染色工艺。涂料染纱的方式分为连续式染纱、环状染纱(轧染用于

3、经纱染色)和绞纱染色(采用浸染)。涂料增深剂 PNT可使纤维(棉纱)带上正电荷，短时间内使涂料吸附到纤维上，显著提高涂料的利用率。涂料化料时，必须高速搅拌使其分散，溶解完全后再倒人机台中。织物表面深度K/S值在Data ColorSF600X测色仪上测定。(用纤维增深技术,使纤维带上阳电荷,而涂料分散体中带有一定量的阴离子助剂,靠静电引力将涂料颗粒吸附在纤维上,使纤维对涂料的吸附明显提高。由于纤维形成阳离子性,涂料的提升率由6080g/L可提高到100150g/L(见图1),从而大大提高了涂料的利用率,使涂料染色只能做中浅色达到能做深中色。试验配方举例如下:, 交联剂50509/L 粘合剂30

4、509/L 添加剂49/L 涂料301009/L 配制染液时,先将各种助剂溶解,过滤,然后依次加入交联剂、粘合剂和各种添加剂,再和涂料一起搅拌,过滤,染液为常温乳液固含量的5%10%对换成乳液含量会是多少呢？如果配方中加入乳液为50，乳液固含为50%，如果成膜助剂加7%，则加量为50*50%*7%=1.75涂料用量和固色工序，则不需要经水洗去除浮色，涂料经粘合剂直接附着于纤维上，并固色，这样织物实际上是被一层有色胶膜覆盖。涂料有饱和度，一旦印花色浆中的涂料浓度达到了其饱和度，再增加涂料浓度，对提升颜色的深度没有什么效果。水洗或湿摩牢度差原因：焙烘条件不恰当涂料中的粘合剂用量不够交联剂不足印浆渗

5、透性差涂料质量差干摩差的原因：焙烘条件不合适柔软剂用量不够粘合剂质量差交联剂不足涂料质量差涂料选择不合适导致：干洗牢度差耐晒牢度差氧漂牢度差耐热性能差（浅色焙烘时颜色会变化）水洗牢度差（白布沾色）涂料染色配方：22 gL KRC黄，20 gL D301兰，13 gL D118红，80 gL粘合剂.涂料拼色化料必须严格按操作程序进行，其配制程序如下：高位槽内加入适量冷水，然后依次加入粘合剂、涂料色浆等，边加边温和搅拌至均匀。含固量：准确称取一定量样品，放入洁净干燥称量瓶中，80烘干至恒量；置于干燥器中l2 h后称重，按式(1)计算含固量：含固量=(m2-mo)(m1-mo)x 100%(1)式中

6、，m。为称量瓶质量；m1为产品和称量瓶总质量；m2为烘干后产品和称量瓶总质量.1.5.2阳离子粘合剂成膜性能测试(1)室温成膜性：将少量乳液倒在聚四氟乙烯板上，室温下自然干燥成膜，观察其室温成膜性.(2)胶膜溶失率：取一定量的胶膜，分别于不同温度下焙烘3 min，取出，冷却，称重(m1)；然后将胶膜置于水中24 h，取出烘干，称重(m2)；按式(2)计算胶膜的溶失率.胶膜的溶失率=(m1-m2)m1 x100%(2)(3)胶膜吸水率：称取少量乳液，在远红外线快速干燥器内快速烘干，取出、冷却并称重(m1)；然后将胶膜置于去离子水中24 h后取出，用滤纸擦净表面水迹，称重(m2)；按式(3)计算胶

7、膜的吸水率.胶膜的吸水率=(m2-m1)m1 x100%(3)(4)胶膜断裂强度及断裂伸长率：用XFX哑铃型制样机裁取长为20 mm、工作部分宽为4 mm的样条，使用WDT一5微机控制电子万能试验机进行测定.1.6阳离子粘合剂应用性能测试1.6.1颜色深度颜料深度是指不透明的固体物质的颜色给予人们的直观深度感觉或颜色的浓度，其大小常受固体物质中有色物质含量的多少、有色物质的物理状态、固体表面的光学性质等各种因素的影响，颜色深度值的大小通常用KubelkaMunk函数的(KS)值来表示即：KS=(1-R) 22R式中：K为吸收系数，S为散射系数，R为分光反射率.KS值越大，表示颜色越深；KS值越

8、小，则表示颜色越浅.测试方法：采用Datacolor SF600 PlusCT电脑测色配色系统测定染色织物KS值.1.6.2色度值自然界中的所有颜色都可以用明度、色调和饱和度三个基本属性来描述.明度指人眼对物体的明暗感觉，是表示物体表面明亮程度的一种属性；色调指颜色的基本色泽，是彩色彼此互相区分的特性；饱和度是指彩色的纯洁性.一般来说，明度决定于有色物质的浓淡，色调决定于有色物质的颜色，饱和度则和颜色的鲜艳度有关颜色的这三个属性或三个参数(L,a,b)就构成了颜色的三维空间.测试方法：采用Datacolor SF600 PlusCT电脑测色配色系统测定染色织物的明度L、色调a和b、彩度C以及色

9、相h.1.6.3色牢度耐摩擦色牢度的测定(参照GBT 39201997)，用Datacolor SF600 PlusCT测配色仪进行沾色评级.耐洗色牢度的测定(参照GBT 3921.11997)，用Datacolor SF600 PlusCT测配色仪进行变色和沾色评级.1.6.4织物上游离甲醛含量织物上游离甲醛含量测定按AATCC一112规定方法(萃取法)测定.2结果与讨论2.1阳离子粘合剂的基本性能阳离子粘合剂粒径见图1.图1阳离子粘合剂粒径及分布乳胶粒的尺寸及尺寸分布是乳液聚合的一个重要参数，他们直接关系着聚合物的性能，同时也反映了聚合历程由图1可看出，阳离子粘合剂粒径较小，其粒径值在20

10、50 nm，乳液粒径及其分布因数越小，稳定性越高，同时阳离子粘合剂在织物表面成膜也均匀.将阳离子粘合剂与常规阴离子粘合剂进行比较，结果见表1.表1阳离子粘合剂与常规阴离子粘合剂基本性能比较由表1知阳离子粘合剂在外观、含固量、粘度、离心稳定性及稀释稳定性方面与常规阴离子相近，可以适应工厂应用环境.在合成阳离子粘合剂过程中，乳化剂用量过低时，会出现凝胶、分层现象.这是因为乳化剂浓度较低时，仅部分乳胶粒表面被乳化剂分子所覆盖，故乳胶粒易发生聚集，由小乳胶粒生成大乳胶粒.当乳化剂用量增加时，聚合速率提高，乳液的外观逐渐变得透明且蓝光明显.这是因为乳化剂用量增大，胶束数目越多，成核粒子数增加，使得乳胶粒

11、子变小，表现为乳胶透明且蓝光足.但是，当乳化剂用量过多时会影响阳离子粘合剂耐水性和色牢度.2.2膜性能阳离子粘合剂在成膜过程中是成连续膜，在成膜过程中粘合剂交联点之间的分子链的长度远远大于单个链段的长度，作为运动单元的链段仍可以运动，表现为成膜均匀且连续.当交联程度过大，导致交联距变短，形成的分子网络过于致密而不利于分子链段的运动和相互缠结，使分散在水中的粘合剂颗粒不易靠拢、接触，致使粘合剂不易成膜.在阳离子粘合剂成膜后对其胶膜溶失率进行测定，具体结果见图2.图2温度对胶膜溶失率的影响在100以下胶膜的溶失率要明显高于100以上，这是由于在100以下，粘合剂大分子未发生有效的交联.在120过后

12、，胶膜的溶失率相差无几，可见本阳离子粘合剂在120交联完全.阳离子粘合剂胶膜的吸水性较小,其吸水率是18%,相对于常规阴离子粘合剂的28%,其表现出更优异的耐水洗性能.在对胶膜进行拉伸实验可知,阳离子粘合剂胶膜最大拉伸强度是1.34 MPa.在合成过程中通过调整软硬单体比值,使分子间的交联密度及分子间的运动性达到最佳程度,从而使膜既有适当的柔性又有适宜的刚性.当硬段含量太高,约束了聚合物链段的活动和扩散能力,导致涂膜变硬变脆,失去柔性,拉伸强度和断裂伸长率降低.此外，这也可能由于硬段含量较低时，较长的软段难以与硬段微区相互渗透，使硬段也能很好地相互聚集，形成规整度较高的硬段微区，在宏观上表现为

13、拉伸强度增大，韧性变好.2.3阳离子涂料染色效果2.3.1颜色性质由表2可知，阳离子粘合剂染色后织物的KS值增加，这表明涂料染色后织物得色增加.染色织物的明度L，红绿a,黄绿b，饱和度c的测试值表明采用阳离子粘合剂染色未使织物色光萎暗.色相值h表明采用阳离子粘合剂染色与采用常规阴离子粘合剂染色具有相似色相.即工厂可根据常规经验进行染色色光调整表2粘合剂对染色后织物颜色的影响2.3.2阳离子粘合剂涂料染色织物色牢度粘合剂质量好坏直接影响涂料染色织物的色牢度.将阳离子粘合剂与阴离子粘合剂在涂料染色大生产过程中进行应用比较，摩擦牢度结果见表3，耐洗色牢度比较见表4.表3粘合剂对染色后织物摩擦牢度的影

14、响由表3可以看出，在同样生产条件下，阳离子粘合剂染色后织物的湿摩擦牢度可提高1级.涂料染色织物的耐洗色牢度反映了涂料与织物的结合牢度，同时也反映了水洗脱落的涂料粒子沾移到多纤维贴衬上的沾移程度.由表4可知，阳离子粘合剂的水洗沾色牢度要高于常规阴离子粘合剂0.5级.表4粘合剂对染色后织物耐洗色牢度的影响2.3.3织物上游离甲醛含量取大样生产织物进行甲醛含量测试，测试结果是甲醛含量0，阳离子粘合剂完全不含有甲醛，同时在生产过程中也不会有甲醛释放出来，可以达到安全绿色生产.3结论阳离子粘合剂粒径小且分布均匀，乳液稳定性好，粘度低.在染色过程中阳离子粘合剂与棉纤维具有较强的结合力，能在织物表面形成完整

15、均匀的薄膜.与常规涂料染色相比，阳离子粘合剂染色后织物的KS值明显增大，色牢度提高，这是阳离子粘合剂涂料染色最大优势；同时染色后织物手感柔软且完全不含有甲醛.染色后织物环保性能满足国家纺织产品基本安全技术规范GB 184012003要求，该质量指标高于棉印染布产品标准GB一411771993标准；且在本次整个大样生产过程中未出现粘辊现象.颜料的性质 4. 1 遮盖力 遮盖力是涂料赋予被涂物装饰性的重要性质。是指涂料涂覆于基材上,颜料遮挡被涂物表面,由于光的吸收、散射和反射而不能透过涂膜见到基材表面的能力。遮盖力与折光率、颜料微粒大小及分散性等因素有关。 遮盖力有两种情况:一种是漆膜吸收照射在其

16、上的光线,使光线不能达到底部,因而无法看到基材表面,如加有炭黑的黑漆;另一种是光线在颜料与成膜剂界面之间散射,使光线不能达到底部,因此无法看到基材表面,如白色漆。对于大部分彩色颜料,则是吸收与散射同时起作用。 遮盖力用两种方式表示:一是遮盖单位面积所需的最小用漆量;二是遮盖底面所需的最小漆膜厚度。 同种颜料,由于粒径不同,对光的散射情况也不同,遮盖力也就有差异,颜料粒径越小遮盖力越好。为了取得最佳遮盖效果还应将颜料分散好,颜料的絮凝必然降低遮盖力。 遮盖力也与颜料体积浓度( PVC) 有关,当体积浓度超过临界体积浓度(CPVC) ,即PVC CPVC 时,由于漆膜中有气泡出现,会大大提高遮盖力

17、。 颜料的折光率与聚合物的折光率之差越大,遮盖力越好,反之则遮盖力越差。SiO2 遮盖力差,只作体质颜料,而金红石型折光率最大,与聚合物的折光率差也最大,因而是最好的白色颜料。 4. 2 着色力 颜料的着色力是颜料的主要性能。着色力越好,颜料用量越少,成本越低。 着色力与颜料本身性质有关,也与其粒径大小有关。一般比着色力好。颜料粒径越小,着色力越好。 颜料的分散性好,着色力也好。分散不良可引起色调异常。 着色力与遮盖力无关,透明颜料的遮盖力差,而着色力可能很好。 4. 3 密度 密度越小的颜料越有利于降低成本,因为颜料的作用是以体积为基础的。 金红石型钛白粉密度4. 1g/ cm3 , 而铅白

18、为616g/ cm3 ,前者比后者遮盖力好,体质颜料一般密度都比较小。 4. 4 粒径大小与形状 颜料的最佳粒径一般应为光线在空气中波长的1/ 2 ,即0. 2m - 0. 4m。大于此值,颜料的总表面积减少,对光线的总散射能力减少;小于此值,颜料将失去对光线的散射能力。 颜料通常是不同粒径的混合体,粒径在0. 01m- 50m 之间。颜料微粒的形状不同,其堆积和排列也不同。 影响到颜料的遮盖力和流变性等。如片状颜料有栅栏作用,减少空气和水份的穿透,而杆状颜料增强作用好,有利于下道涂层的黏附,但降低涂层的光滑度和光泽。 4. 5 渗色性 在红漆底层上涂白漆,成了粉红色,这是因为白漆中的溶解了一

19、部分红漆中的颜料,这种现象称为渗色。红色有机颜料最容易渗色,渗色与溶剂有密切关系。 4. 6 耐光性 人们要求涂膜不仅有色泽,而且要耐久,最好能保持到涂膜破坏为止,这就要求颜料的耐光性要好。耐光性差的颜料在光的作用下会很快褪色、发暗或色相变坏。 4. 7 稳定性 颜料在涂料中的稳定性十分重要,不仅影响涂料的使用,也影响涂层的耐老化性。如氧化锌用于高酸值树脂中,会与树脂反应生成皂,使树脂通过锌交链,因而在贮存过程中黏度大增,产生“肝化”。含铅颜料与大气中H2S 反应生成黑色PbS ,使漆膜发暗。 在高温烘漆中,颜料的热稳定性也是十分重要的。 4. 8 吸油量 吸油量是颜料的重要指标。在100g

20、颜料中将亚麻仁油逐滴加入,并不断用刮刀混合,起初颜料成松散状,后来全部颜料黏结成一个球,若继续滴加亚麻仁油,体系将变稀,此时所加的亚麻仁油量为颜料的吸油量(OA) 。OA = 亚麻仁油量/ 100g 颜料 达到吸油量,意味着颜料表面吸满了油,微粒间的空隙也充满了油。若再加油,黏度自然要下降。 颜料的微粒越细,分布越窄,则吸油量越高;颜料的密度越小,吸油量越高;颜料微粒呈园珠型比呈针状吸油量高。 吸油量也与颜料自身性质密切相关,如BaSO4比CaCO3 吸油量高。 4. 9 体积浓度 颜料的体积浓度是在涂膜干膜中颜料所占的体积百分数。PVC = 颜料的体积漆膜总体积当颜料吸附了树脂并在颜料无规则

21、紧密堆积形成的空间中充满树脂时,这时的体积浓度称为临界体积浓度(CPVC) 。 体积浓度与漆膜性能有很大关系,当达到CPVC时,各种性能都呈现一个转折点(如图3) 。 当PVC 增大时,漆膜内颜料体积大了,漆膜表面平滑度下降,光泽下降,遮盖力增大,着色力增加,耐蚀性下降,防污力变差。PVC 与CPVC 之比称为比体积浓度:= PVC/ CPVC 比体积浓度的取值范围见表2。 涂料配色时,常将每种颜料分别分散成单色色浆,再配成单色色漆,由几种单色色漆按确定配比在同一研磨机中分散,得到稳定的颜料分散体。色浆的着色强度（着色力）着色力是指将含钛白粉100克的白乳胶漆，调至1/25标准颜色深度时，所用

22、某种色浆的克数，色浆用量越少，着色力越强。对于水性色浆的比较，着色强度是一项的重要指标，它反映色浆的色浓度、展色性能及颜料分散体絮凝情况。色浆的着色力越强，调色时色浆用量就越少，对涂膜性能的影响就越小，同时调色成本也越低。色浆的稳定和颜色重现性主要体现在着色力和色差两个方面。色浆的色差包括同一色浆在不同生产批次之间的色差和同一批次不同包装之间的色差。色差的大小用表示，包括颜色色相、明暗度、饱和度。其计算公式如下： （222）1/2色浆的色差影响着调色的准确性和调色配方的稳定性。在这方面目前国产色浆和进口色浆还存在一些差距，例如：degussa公司的flexobrite c系列工厂调色色浆的e0

23、.6；colortrend 888系列机械调色色浆的e0.5，目前国产色浆一般还达不到这个水平颜料含量仅做参考，不能作为评定色浆性能的指标。色浆的着色力与颜料含量并不是成简单的正比关系。相同的颜料含量，其细度不同着色力也有很大差异。为保证色浆着色力的稳定，色浆颜料含量是在一定范围内的变化值，色浆资料上提供的数值是一个典型的参考值。涂料及其相关术语标准 耐冲击性impact resistance涂膜抵抗突然冲击而不开裂或剥离的能力。碘值iodine value油或树脂的不饱和度的量度。试样在规定条件下吸收磺的质量，以每100g试样吸收磺的克数表示。小气候microclimate在试验涂料时的小气

24、候条件。小气候的温度、湿度和光照条件具有任何特定天然气候的特性。为了便于试验，这些气候条件已居特定的房间或较小的箱中再现。吸油量oil absorption value在规定试验条件下，用于粘结给定质量的颜料或体质颜料所用油（通常为酸漂亚核酸仁油）的毫升数或克数。吸油量的数值与测定的方法有关。铅笔硬度试验pencil hardness test评定干涂膜硬度的一种方法。评定时使硬度自4B增至6H的铅笔依次推划过涂膜表面，直至出现划痕为止。抗印痕性print resistance在实际正常使用条件下，涂膜抵抗放在其上而呈现另一个表面印记的能力。抗印痕性可在规定条件下通过无印痕试验进行评定。消色力

25、reducing power在规定试验条件下，白色颜料冲淡着色颜料产生的色彩强度的能力。贮存期；搁置寿命shelf-life在正常贮存条件下，贮存在密封的原装容器中的涂料能保持良好状态的时间。固体含量；固体分solids content;solids;total solids在规定条件下，涂料形成干涂膜的质量，以占原涂料质量的百分数表示。可溶性金属含量soluble metal content在规定的条件和试验方法下，测得的用酸萃取的重金属（例如铅）的数量，通常以百万分份中的份数表示。比电阻；电阻率specific resistivity论及材料的导体在单位长度和单位横截住面积时具有的电阻。涂

26、布率spreading rate;spreading capacity当涂料以适宜的方式施涂于正常底材上时的平均涂布率，以每单位体积涂料的涂覆面积表示。涂布率随操作者、施涂方法和被涂底材的特性而变化。着色力tinting strength;staining power在规定试验条件下，着色颜料赋予白色颜料颜色的程度。挥发物volatile matter在规定条件下，涂料通过挥发而释放出的物质。可洗净性washability通过洗刷可使污物从涂漆表面上除去的难易程度。耐洗刷性washability涂层经受洗刷而不会被除去或实质性损坏的能力。大气老化；天然老化weathering;natural

27、weathering太阳光、雨、霜和大气污染对涂膜的影响。天然户外大气老化试验通常在选定的曝晒场进行。似近色advancing colour当某颜色和其补色相邻放在同一平面上时，人眼看起来感觉比其补色距离更近。从黄绿色到鲜红色变化的各颜色是具有这个特点的颜色。鲜明色；醒目色assertive colour由于其比较鲜亮或高饱和度而引起或激起注意的一种颜色。加蓝提白blueing通过加入微量的蓝色来抵消某些白颜料或折漆的黄色色调，由此增大它们的表观白度。多彩色broken colour由各种颜色的湿漆自行溶合，或者通过有技巧的产生不规则效果的处理而导致综合的多色效果。色度；色品chromatic

28、ity由其色度坐标或者由其主波长或补色波长和其刺激纯度综合起来可确定的颜色刺激值的颜色品质。国际照明委员会体系CIE system由国际照明委员会制订的色度体系，是用匹配该颜色所需的代表3个确定参照原色数量的三刺激值X、Y和Z来确定颜色。色度计colorimeter测量颜色用的装置。现有的色度计包括采用滤色片来模拟三元可见参照色的三刺激值色度计，以及测量整个可见光谱范围的颜色反射率的光谱光度计（通常采用窄波段滤色片的滤光光谱光度计）。两者均能提供直接读出各种形式的三刺激值数据。颜色colour可以用其色调、饱和度和明度来表征表面的外观品质。色坐标值colour coordinates表征某颜色

29、在所有颜色的三维图中位置的数字值。在1931年的CIE体系中，色坐标值是X、Y、Z三刺激值或Y值和色品坐标值x和y。以后的体系（CIE 1976）利用不同的坐标值给出了更均匀的色空间。色差colour difference在规定色空间中，以2个试样色坐标值之间的距离来确定两者颜色差异的客观量度。色料索引号；染料索引号colour indix number（缩写CI number）由染料技师和色料技师协会出版的色料一览表中的色料参照代号，一览表中包括了对各种色料的叙述、类属名称和它们的成分。颜色匹配colour match如果在规定的照明和观察条件下，不能觉察色漆间的颜色有明显的差异时，则可认为

30、它们的颜色相匹配。色质colour quality包括色调和饱和度，但不包括明度的颜色规格。消色colour reduction当某色料与冲淡色浆混合时，色料分散体的色调、亮度和饱和度的评定。这是一个与标准色料相对照的比较试验。色彩浓度depth of shade以色调和饱和度，但不以明度表示的色质。当所有其他条件（观察等）保持相同时，这种色质的增值与现有色料数量的增值有关。主波长dominant wavelength当与白光混合来匹配某涂层颜色时的纯光谱光的波长。对于黄色光而言，需要负量补色波长的绿光。色调；色相hue确定其是红、黄、绿、蓝、紫的颜色属性。照明体illuminant由某光源发

31、射出的光或照射到表面上的光。其色质是由光谱能量分布确定的。明度lightness与色调和饱和度无关的表面反射光的比率。主色；本色mass tone单一着色颜料在合适漆料中的分散体的颜色。条件等色；条件配色metameric match在同一照明体下而不在其它照明体下的色漆颜色匹配。该现象称为同色异谱，是由光谱反射率分布不同百引起的。似远色receding colour当某颜色和其补色相邻近放在同一平面上时，人眼看起来感觉它比其补色距离更远。在这类颜色中有蓝色和绿色。冲淡色浆redution paste白色颜料在如同受试着色颜料一样漆料中的分散体。其中漆料可以是气干醇酸、醇酸/氨基烘烤体系或者热固性或热塑性丙烯酸树脂，通常使用精制亚麻油漆料。冲淡比reduction