关于功能性织物印花用胶粘剂研究进展

　　纺织行业不断运用新方法和新工艺对纺织品进行改性，以提高其质量和发展新品种（如在室温或低温时对纺织品表面进行理化改性、增加纳米涂层等），进而赋予纺织品各种新的功能[1-2]。纺织品用胶粘剂主要应用于纱线上浆、涂料印染、织物涂层整理、无纺织物加工和纺织品粘接（如纺织品与塑料、橡胶、陶瓷和金属等材料的粘接）等多种工序。其中，印花用胶粘剂的使用量相对最大，其主要作用是将染料或颜料黏附在织物上，是一种可赋予织物各种图案的印花工艺。印花用胶粘剂除必须满足产品耐洗和美观外，还必须具备一定的功能，以达到与纺织品的应用相匹配的目的。因此，印花用胶粘剂有利于促进新型纺织品的开发[3]。具备不同功能[如环保型、防水性、透湿性、耐热性、耐氧化性、抗菌性和抗UV（紫外光）辐射等]的织物印花用胶粘剂可满足不同领域的应用需求：低温交联功能型印花用胶粘剂，具有节能、环保等优势；防水透湿功能型印花用胶粘剂，可使织物在潮湿环境中保持黏性且不影响织物的透湿性；耐污、耐候、耐热和耐辐射等多功能型印花用胶粘剂，可使织物经久耐用。本研究主要针对低温交联型、光固化型、防水透湿型和耐热耐氧化型等功能性织物印花用胶粘剂的结构特点、制备和性能等方面的研究成果进行综述。

　　1、功能性织物印花用胶粘剂

　　1.1低温交联型

　　传统的织物用胶粘剂在合成过程中常引入某种交联单体（如N-羟甲基丙烯酰胺等），但该胶粘剂与织物的粘接过程中，经高温（140~150℃）焙烘后易释放出游离甲醛[4]；通过改进胶粘剂组分后，可将焙烘温度降至100℃左右。研究结果表明：当涂料印花用胶粘剂的基体树脂是丙烯酸酯类共聚树脂时，相应胶粘剂的焙烘温度在80~100℃时即具有良好的黏附力[5-8]；当该胶粘剂的固含量为44％、w（总乳化剂）<2.0％和微乳胶粒的平均粒径<50nm时，其经100℃烘干后即可粘接成膜，并且涂膜透明光亮。

　　Hamilton等[9]以AA（丙烯酸）、VAc（醋酸乙烯酯）以及两种类型的聚（丁二烯-AA）等为原料，合成的低温交联型丙烯酸酯胶粘剂与甲基丙烯酸酯改性小麦面筋蛋白互配，可成功制得复合织物印花用胶粘剂。王振东等[10]研究结果表明：以丙烯酸酯为反应单体，采用核/壳型种子乳液聚合法可制得低温自交联型胶粘剂。柯昌美等[11]以BA（丙烯酸丁酯）、MMA（甲基丙烯酸甲酯）、AA和甲基丙烯酰胺等为原料，以阴/非离子型乳化剂为复合乳化剂，采用半连续乳液聚合法制得核/壳型乳液胶粘剂。该胶粘剂既具有良好的耐洗性，又具有良好的增稠性（可减少增稠剂的掺量）。陈国宝[12]在胶粘剂合成时引入了环氧基（环氧基能在100℃以下与羧基、羟基、氨基、环氧基和乙烯基等交联），制备出一种织物用低温自交联型胶粘剂。闫展等[13]以丙烯酸酯为原料，探讨了合成胶粘剂及涂料印花工艺的优化条件。研究结果表明：当软/硬单体质量比为1.33、w（AA）=1.5％、w（十二烷基硫醇）=0.23％和w（交联单体）=2.0％时，可制得低温聚丙烯酸酯乳液胶粘剂；该胶粘剂经80℃预烘3min、130℃焙烘4min后即可成膜，并呈现出良好的耐洗色牢度和耐磨色牢度。

　　1.2光固化型

　　光固化型胶粘剂是采用高效低能耗的光固化技术制成的，因而其在纺织品领域的应用研究受到人们的极大重视。织物光固化印花工艺是指将合成胶粘剂的单体（或低聚体的混合物）与色素一起涂布（或喷射）在织物上，经UV辐照后上述物料体系在织物上发生聚合、固化成膜[14]。光固化型胶粘剂通常含有双键（或环氧基光敏性功能基团），经光辐照后，可使引发剂分解产生自由基或阳离子基，从而发生光交联反应[15]。由光固化型胶粘剂组成的印花体系，具有固化快、节能和基本无污染等特点，而且其色素与纤维之间的结合非常紧密，即其耐磨色牢度明显提高[16-17]。

　　萧继华等[18]采用相转移催化法将丙烯酸钠盐和环氧氯丙烷按一定比例混合均匀，然后经脱水、高温反应、减压蒸馏和水洗等工序处理后，制得丙烯酸缩水甘油酯胶粘剂。该胶粘剂不仅可采用传统方法固化，而且其所含有的环氧官能团还可进行UV交联，即其可用作UV固化胶粘剂。Jiang等[19]以乙烯基硅油作为改性剂，制备了相应的改性聚丙烯酸酯乳液胶粘剂。该胶粘剂中既含有双键光敏性基团，又具有壳/核结构，故其综合性能优异。Solina等[20]以光固化型PU（聚氨酯）为原料，并配以涂料、颜料和交联剂等组分，制成的胶粘剂可应用于涂料印花，并且其湿牢度和耐磨性良好。El-Molla等[21-22]以IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯）、聚乙二醇和丙烯酸酯齐聚物为原料，制备了可热固化、光固化和微波固化的丙烯酸酯胶粘剂。研究结果表明：该胶粘剂可作为印花用胶粘剂在涤纶织物的丝网印刷方面获得应用；当聚乙二醇的Mr（相对分子质量）为1000、2000时，相应胶粘剂的黏度为4.2mPa、s（涂布性良好）、剪切速率约为10.0s1；利用丙烯酰氧基功能基团进行光固化反应，制成的胶粘剂具有高效的黏附性。

　　1.3防水透湿型

　　防水透湿型纺织品的生产通常是在纺织品上涂敷功能性涂料，故相应的功能性胶粘剂的使用量相对较大。大部分织物用该类胶粘剂是通过其含有的防水功能基、亲水基等实现防水透湿性能的：水蒸气分子可通过该胶粘剂的亲水基团传递至低湿度一侧解吸，通过“吸附→扩散→解吸”过程，使水蒸气渗透至织物外表面，从而达到防水透湿的目的。据报道，WPU（水性聚氨酯）含有防水基和亲水基，可用作防水透湿型胶粘剂的基体树脂[23-25]；此外，其柔软度和耐磨性优异，可作为涂料印花用胶粘剂[26]。

　　杨建军等[27]以端C=C基WPU[由二羟甲基丙酸、聚醚二元醇、甲基丙烯酸-β-羟丙酯和TDI（甲苯二异氰酸酯）等组成]、丙烯酸酯单体和有机硅等为原料，采用钴60-γ辐射接枝聚合法制得PUAS（WPU-含硅丙烯酸酯）乳液。研究结果表明：含硅化合物是良好的防水柔顺材料，在WPU粘接体系中引入含硅丙烯酸酯类化合物，能有效提高胶粘剂的防水透湿性和柔软性；该黏附层在棉布（110×76）、涤纶绸（190T）和尼龙绸（210T）等材料上的耐静水压力分别为4.1、7.3、1.1kPa，透湿量分别为4856、2312、13994g（/m2d）。

　　王茂龙等[28]制备出一种无甲醛释放的织物印花用WPU胶粘剂，印花后织物的使用性能与传统工艺制成的织物相近。俞冬晴等[29]以聚乙二醇、IPDI、EP（环氧树脂）和亲水扩链剂（二羟甲基丙酸）、二乙烯三胺和三乙胺等为主要原料，制备出一种新型改性WPU类织物印花用胶粘剂。该胶粘剂可形成内交联型三维网状结构，具有良好的交联度和防水透湿性能。

　　1.4耐热耐氧化型

　　纺织品暴露在室外环境中或受到阳光辐照时，其胶层随辐照时间延长或环境温度升高而氧化泛黄、变脆脱落。

　　由于Si—O键的断裂能高于C—C键，故有机硅的降解温度通常超过300℃，其耐热耐氧化性相对较好；以有机硅作为改性剂制成的织物用耐热耐氧化型胶粘剂具有良好的应用前景，并且已成为该研究领域的热点之一。当含硅材料受热时，其可在材料表面形成硅氧保护层，从而有效降低了材料的热降解速率，进而有效提高了材料的热稳定性[30]。通过半互穿聚合物网络、共聚和接枝等方法可将有机硅功能链段引入胶粘剂的基体树脂中，使胶粘剂在使用过程中发挥良好的耐热耐氧化功能[31]。

　　谭文丽等[32]以羟基硅油、MMA和BA等为核层单体，以GMA（甲基丙烯酸缩水甘油酯）和MAA（甲基丙烯酸）等为壳层单体，制得了核/壳型硅丙涂料印花用胶粘剂。彭勇刚等[33]将八甲基环四硅氧烷、含乙烯基的硅烷偶联剂进行开环聚合，制得了稳定性良好的聚硅氧烷预乳液；然后将该乳液用于丙烯酸酯乳液的改性，制得了性能优异的硅丙涂料印花用胶粘剂。王小娟[34]优化了该类涂料印花用胶粘剂的工艺过程。研究结果表明：当w（八甲基环四硅氧烷）=10％、w（过硫酸铵）=0.4％（相对于烯类单体质量而言）、w（十二烷基苯磺酸钠乳化剂）=4％和反应温度为80℃时，制得的涂料印花用胶粘剂具有相对最好的综合性能。杨振等[35]探讨了有机硅的预聚时间及含量、催化剂种类及含量等对聚合物性能的影响；当接枝改性时间为2.5h时，硅丙乳液的综合性能相对较好。Chen等[36]利用柔顺性和耐热性俱佳的聚硅氧烷直接接枝至聚丙烯酸酯链段上，制备出一种综合性能良好的硅丙乳液。

　　2、结语

　　（1）本研究涉及的低温交联型、光固化型、防水透湿型和耐热耐氧化型等功能性织物印花用胶粘剂，可采用接枝、共聚和交联等方法制备，具有良好的应用前景。

　　（2）抗菌性、抗UV老化性、防油性和防污性等新型织物用胶粘剂的研究报道相对较少，故可结合聚合物的改性方法和织物的不同用途，开发多功能性织物印花用胶粘剂。随着纺织行业的不断发展，各类新型织物将层出不穷，特种功能性织物印花用胶粘剂将是未来的发展方向。

　　唐春怡（广西科技大学生物与化学工程学院广西柳州545006）

　　摘要：介绍了国内外功能性织物印花用胶粘剂的发展过程，主要综述了低温交联型、光固化型、防水透湿型和耐热耐氧化型功能性织物印花用胶粘剂的结构特点、制备和性能。最后对功能性织物印花用胶粘剂的发展方向进行了展望。