一种无纺布水刺布通用型植绒乳液及其制备方法与流程

1.本发明涉及植绒丙烯酸树脂技术领域，特别涉及一种无纺布水刺布通用型植绒乳液及其制备方法。


背景技术：

2.近年来，无纺布水刺布植绒装饰品市场蓬勃发展，因其植绒绒面呈现独特的刺绣装饰效果、立体感强的观感效果，同时兼有隔热保温、防污易清洗等性能。其施工工艺简单，适合机械化工业化大批量生产，物美价廉，一直饱受国内外消费者的喜爱和追捧，产品档次与种类也层出不穷。
3.众所周知，粘合剂是决定植绒产品品质和成本的最关键因素，粘合剂不但提供了植绒产品的基本性能如柔软度、回弹性和附着力，而且植绒浆料的上机粘度也是主要由粘合剂的增稠度提供的，增稠度太低，粘度不够，则粘合剂涂层上机过程中在基材布料上容易渗透透底，导致上胶量薄，影响手感丰满度以及牢度。目前市面上的无纺布水刺布的粘合剂均是以丙烯酸类乳液为主，无纺布普遍用于做高档产品，所用粘合剂固含普遍均在24％左右，对粘合剂的柔软度和回弹性、丰满度要求更高，市面上现有固含产品为了做到高增稠度，普遍均在粘合剂合成中引入大量的丙烯酸或甲基丙烯酸单体来提供羧基基团，再通过加入中和剂中和羧基成盐，使分子内产生静电排斥和水合作用，体系自由水减少从而提升粘度，但由于丙烯酸和甲基丙烯酸均属于tg值比较高的硬单体，大量的硬单体会导致粘合剂的弹性模量和强度降低，从而影响手感和回弹性，且若丙烯酸用量大，聚合反应的凝胶率增加，体系容易不稳定，乳液的增粘太陡，增稠状态会偏差，流动性下降容易胶化，时效性差造成损耗。而通过外加柔软剂和复配软树脂来改善手感的做法则会造成体系增稠效率和增稠粘度下降，同时也增加了生产工序。水刺布则普遍用于做跑量的中低档产品，所用粘合剂固含普遍在8％-12％左右，目前市面上还没有相应低固含能到达高增稠度的粘合剂，基本都是靠后补加大量的增稠剂来到达上机粘度，但增稠剂不仅价格昂贵，加入还会造成手感变硬和牢度变差，且增稠剂的加入以及搭配不当容易造成浆料出现粘度不稳定、后增稠甚至胶化现象，严重影响产品的质量和正常连续生产，造成大量损耗，无形中增加成本。
4.因此创新性地开发一款高增稠度高性能的无纺布水刺布通用型植绒乳液是目前无纺布水刺布植绒行业的发展趋势和方向，也是每个行业企业发展过程急需解决的一个痛点，具有广泛的市场需求和经济效益。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无纺布水刺布通用型植绒乳液及其制备方法，旨在解决现有植绒乳液的增稠能力较差的问题。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种无纺布水刺布通用型植绒乳液，其中，按重量份计包括去离子水90-110份，丙烯酸乙酯20-40份，丙烯酸丁酯9-10份，可聚合乙烯基硅烷0.5-1份，丙烯酸4-6份，甲基丙烯
酸2-3份，丙烯腈2-4份，长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯0.6-1.0份，功能单体3.4-6.0份，乳化剂0.8-1.2份以及引发剂0.1-0.3份。
8.所述的无纺布水刺布通用型植绒乳液，其中，所述功能单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。
9.所述的无纺布水刺布通用型植绒乳液，其中，所述乳化剂为烷基苯磺酸钠、烷基醇聚醚硫酸铵和烷基醇醚硫酸钠中的一种或多种。
10.所述的无纺布水刺布通用型植绒乳液，其中，所述可聚合乙烯基硅烷为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的一种或多种。
11.所述的无纺布水刺布通用型植绒乳液，其中，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或多种。
12.一种无纺布水刺布通用型植绒乳液的制备方法，其中，包括步骤：
13.向聚合釜中加入去离子水45-82份、乳化剂0.2-0.3份，搅拌并升温至釜内温度达到第一预定温度，制得打底液；
14.在常温常压下向预乳化罐中加入丙烯酸乙酯20-40份、丙烯酸丁酯9-10份、可聚合乙烯基硅烷0.5-1份、丙烯酸4-6份、甲基丙烯酸2-3份、丙烯腈2-4份、长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯0.6-1.0份、功能单体3.4-6份、乳化剂0.6-0.9份、去离子水18-25份，搅拌混合成均匀的预乳化液；
15.在常温常压下向引发剂罐中加入引发剂0.1-0.3份、去离子水10-20份，搅拌混合制备成均匀的引发剂溶液；
16.向装有打底液的所述聚合釜内加入预乳化液总量的2％-5％，引发剂溶液总量的20％-30％，5-10分钟后同时向聚合釜内滴加剩余的预乳化液和剩余的引发剂溶液，在滴加完毕后控制聚合釜内温度处于第二预定温度并保温预定时间后，制得所述无纺布水刺布通用型植绒乳液。
17.所述无纺布水刺布通用型植绒乳液的制备方法，其中，所述第一预定温度为68-72℃。
18.所述无纺布水刺布通用型植绒乳液的制备方法，其中，所述第二预定温度为72-78℃，所述预定时间为40-100min。
19.有益效果：本发明提供的无纺布水刺布通用型植绒乳液通过将可聚合乙烯基硅烷(有机硅)与丙烯酸酯(包括丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯)进行共聚，使得有机硅与生成的聚丙烯酸酯化学键合，强化了树脂对无纺布水刺布的粘结牢度，同时使处理后的植绒涂层具有较好的手感和柔软度，具有更高的耐刮牢度和耐污性；进一步地，本发明在以丙烯酸酯为主链的主体结构中，引入了反应型具有表面活性的缔合单体长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯参于共聚，聚合物分子侧链被嫁接了具有表面活性结构的长链，因长链结构中同时具有憎水基团和亲水基团，因此也具有表面活性，它们可以在水中形成一个大的胶束结构，在分子内或分子间进行相互吸附缔合。另外，主链和侧链中的亲水基团可以和水分子以氢键作用产生吸附，使其疏水基团除了相互吸附外，还与乳胶粒子的其它亲油基团等相互吸附，形成了一个大范围的立体网状结构,从而使其到达增稠效果，且因缔合单体的存在，又能显著改善增稠后状态和流平性。本发明提供的无纺布水刺布通用型植绒乳液相比市面现有大
多数同类型丙烯酸植绒乳液，综合性能突出，适用面广，真正做到一款树脂多档次多用途，能显著提高生产效率和降低损耗，性价比非常高。
附图说明
20.图1为本发明一种无纺布水刺布通用型植绒乳液的制备方法流程图。
具体实施方式
21.本发明提供一种无纺布水刺布通用型植绒乳液及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.本发明提供了一种无纺布水刺布通用型植绒乳液，其原料组成按照重量份计包括去离子水90-110份，丙烯酸乙酯20-40份，丙烯酸丁酯9-10份，可聚合乙烯基硅烷0.5-1份，丙烯酸4-6份，甲基丙烯酸2-3份，丙烯腈2-4份，长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯0.6-1.0份，功能单体3.4-6.0份，乳化剂0.8-1.2份以及引发剂0.1-0.3份。
23.本发明提供的无纺布水刺布通用型植绒乳液通过将可聚合乙烯基硅烷(有机硅)与丙烯酸酯(包括丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯)进行共聚，使得有机硅与生成的聚丙烯酸酯化学键合，强化了树脂对无纺布水刺布的粘结牢度，同时使处理后的植绒涂层具有较好的手感和柔软度，具有更高的耐刮牢度和耐污性。
24.进一步地，本发明在以丙烯酸酯为主链的主体结构中，引入了反应型具有表面活性的缔合单体长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯参于共聚，聚合物分子侧链被嫁接了具有表面活性结构的长链，因长链结构中同时具有疏水基团和亲水基团，因此也具有表面活性，它们可以在水中形成一个大的胶束结构，在分子内或分子间进行相互吸附缔合。另外，主链和侧链中的亲水基团可以和水分子以氢键作用产生吸附，其疏水基团除了相互吸附外，还与乳胶粒子的其它亲油基团等相互吸附，形成了一个大范围的立体网状结构,从而使其到达增稠效果，且因缔合单体的存在，又能显著改善增稠后状态和流平性。具体来讲，疏水基团也叫亲油基团，两者可通过之间的范德华力相互吸引。乳液聚合是在用水或其他液体作介质的乳液中，按胶束机理或低聚物机理生成彼此孤立的乳胶粒，在其中进行自由基加成聚合或离子加成聚合来生产高聚物的一种聚合方法。
25.在本发明中，所述丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯作为软单体，提供丙烯酸树脂的成膜性和柔软性，所述甲基丙烯酸和丙烯酸能给聚合物提供羧基，羧基通过碱中和能达到自增稠效果；所述丙烯腈作为硬单体，能提高丙烯酸树脂的附着力；所述长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯bem作为疏水改性单体则能明显提高丙烯酸树脂的增稠效果和流平性。
26.本发明提供的无纺布水刺布通用型植绒乳液相比市面现有大多数同类型丙烯酸植绒乳液，综合性能突出，适用面广，真正做到一款树脂多档次多用途，能显著提高生产效率和降低损耗，性价比非常高。
27.在一些实施方式中，所述功能单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种，但不限于此。在本实施例中，所述功能单体提供适当的交联基团，且功能单体上附带有的极性基团能与植绒绒毛的极性基团形成分子间作用力提高牢度，同时一定量的羟基也能提高乳
液的稳定性。
28.在一些实施方式中，所述乳化剂为烷基苯磺酸钠、烷基醇聚醚硫酸铵和烷基醇醚硫酸钠中的一种或多种，但不限于此。本实施例选用的乳化剂均为阴离子乳化剂，所述阴离子乳化剂水解时形成带阴离子基团，可使聚合物分子链带负电荷，分子内及分子间电荷相互排斥，聚合物大分子链从卷曲状态逐渐伸展成直线状态，形成伸展层，水分子进入伸展层使其表观体积增大，阻碍了水分子的流动性，引起乳液粘度增大，从而能提高乳液的增稠作用。
29.在一些实施方式中，所述可聚合乙烯基硅烷为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的一种或多种，但不限于此。在本实施例中，所述可聚合乙烯基硅烷单体能将si-o-si键引入到聚合物主链中，由于硅氧键可以自由旋转，能降低聚合物分子间的作用力，使得聚合物分子间的滑动性增强，降低成膜后聚合物的表面摩擦系数，从而提升聚合物树脂的耐摩擦牢度和手感柔软度。
30.在一些实施方式中，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或多种，但不限于此。本实施例采用过硫酸盐作为引发剂，是因为其反应速率相对比较缓慢，反应容易控制，安全性高且价格便宜。
31.在一些实施方式中，还提供一种无纺布水刺布通用型植绒乳液的制备方法，如图1所示，其包括步骤：
32.s10、向聚合釜中加入去离子水45-82份、乳化剂0.2-0.3份，搅拌并升温至釜内温度达到第一预定温度，制得打底液；
33.s20、在常温常压下向预乳化罐中加入丙烯酸乙酯20-40份、丙烯酸丁酯9-10份、可聚合乙烯基硅烷0.5-1份、丙烯酸4-6份、甲基丙烯酸2-3份、丙烯腈2-4份、长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯0.6-1.0份、功能单体3.4-6份、乳化剂0.6-0.9份、去离子水18-25份，搅拌混合成均匀的预乳化液；
34.s30、在常温常压下向引发剂罐中加入引发剂0.1-0.3份、去离子水10-20份，搅拌混合制备成均匀的引发剂溶液；
35.s40、向装有打底液的所述聚合釜内加入预乳化液总量的2％-5％，引发剂溶液总量的20％-30％，5-10分钟后同时向聚合釜内滴加剩余的预乳化液和剩余的引发剂溶液，在滴加完毕后控制聚合釜内温度处于第二预定温度并保温预定时间后，制得所述无纺布水刺布通用型植绒乳液。
36.本发明的高增稠度高性能无纺布水刺布通用型植绒乳液采用较低量的乙烯基不饱和酸、交联单体和适量的乳化剂制得，其反应平稳可控，不仅机械稳定性优良并且化学稳定性也十分优异，能适应不用的工艺要求；且其生产工艺简便，非常适合大批量连续生产。
37.在一些实施方式中，在以第二预定温度保温预定时间后，还可向聚合釜中加入消泡剂、防霉杀菌剂，搅拌20分钟，过滤出料，制得具有防霉杀菌性能的高增稠度无纺布水刺布通用型植绒乳液。
38.在一些实施方式中，所述第一预定温度为68-72℃，所述第二预定温度为72-78℃，所述预定时间为40-100min，但不限于此。
39.下面通过具体实施例对本发明做进一步的解释说明：
40.实施例1
41.一种高增稠度高性能的无纺布水刺布通用型植绒乳液，其原料组成包括以下重量份数的组分：去离子水100份，丙烯酸乙酯30份，丙烯酸丁酯9份，可聚合乙烯基硅烷0.5份，丙烯酸4份，甲基丙烯酸2份，丙烯腈4份，长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯bem 0.6份，功能单体3.8份，乳化剂1份，引发剂0.2份。其中，所述功能单体为丙烯酸羟乙酯，所述乳化剂由为烷基苯磺酸钠，所述可聚合乙烯基硅烷为乙烯基三乙氧基硅烷，所述引发剂为过硫酸钠。
42.一种如上所述高增稠度高性能的无纺布水刺布通用型植绒乳液的制备方法，其包括以下步骤：
43.a.反应缸打底液a制备：向带有搅拌器、冷凝器、加料装置的聚合釜中，加入去离子水60份、乳化剂0.2份，升温至釜内温度达到68℃；
44.b.预乳化液b的制备：在常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的预乳化罐中加入丙烯酸乙酯30份、丙烯酸丁酯9份、乙烯基三乙氧基硅烷0.5份、丙烯酸4份、甲基丙烯酸2份、丙烯腈4份、长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯bem 0.6份；丙烯酸羟乙酯3.8份、乳化剂0.8份、去离子水20份，搅拌混合成均匀的预乳化液，并搅拌25分钟备用；
45.c.引发剂溶液c的制备：在常温常压下向带有搅拌器、恒流滴加装置的引发剂罐中加入引发剂0.2份，去离子水20份，制备成均匀的引发剂溶液；
46.d.当聚合釜内温度达到68℃时，向釜内加入预乳化液b总量的2％，引发剂溶液c总量的20％，8分钟后，通过恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置同时向聚合釜内滴加剩余的预乳化液b和80％引发剂溶液c，滴加时间控制在160分钟；
47.e.在滴加完毕后控制聚合釜内温度处于75℃保温1小时；
48.f.降温至20℃，向反应釜中加入消泡剂、防霉杀菌剂，搅拌20分钟，过滤出料，即可得到高性能型的高增稠度无纺布水刺布通用型植绒乳液。
49.实施例2
50.一种高增稠度高性能的无纺布水刺布通用型植绒乳液，其原料组成包括以下重量份数的组分：去离子水100份，丙烯酸乙酯40份，丙烯酸丁酯10份，可聚合乙烯基硅烷0.8份，丙烯酸6份，甲基丙烯酸3份，丙烯腈3份，长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯bem 0.8份，功能单体5份，乳化剂1.2份，引发剂0.2份。其中，所述功能单体为甲级丙烯酸缩水甘油酯，所述乳化剂由为烷基醇聚醚硫酸铵，所述可聚合乙烯基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷，所述引发剂为过硫酸铵。
51.一种如上所述高增稠度高性能的无纺布水刺布通用型植绒乳液的制备方法，其包括以下步骤：
52.a.反应缸打底液a制备：向带有搅拌器、冷凝器、加料装置的聚合釜中，加入去离子水60份、乳化剂0.2份，升温至釜内温度达到70℃；
53.b.预乳化液b的制备：在常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的预乳化罐中加入丙烯酸乙酯40份、丙烯酸丁酯10份、乙烯基三甲氧基硅烷0.8份、丙烯酸6份、甲基丙烯酸3份、丙烯腈3份、长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯bem 0.8份；甲级丙烯酸缩水甘油酯3.8份、乳化剂1份、去离子水20份，搅拌混合成均匀的预乳化液，并搅拌20-30分钟备用；
54.c.引发剂溶液c的制备：在常温常压下向带有搅拌器、恒流滴加装置的引发剂罐中加入引发剂0.2份，去离子水20份，制备成均匀的引发剂溶液；
55.d.当聚合釜内温度达到68℃时，向釜内加入预乳化液b总量的4％，引发剂溶液c总量的20％，5分钟后，通过恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置同时向聚合釜内滴加剩余的预乳化液b和80％引发剂溶液c，滴加时间控制在150分钟；
56.e.在滴加完毕后控制聚合釜内温度处于78℃保温1小时；
57.f.降温至30℃，向反应釜中加入消泡剂、防霉杀菌剂，搅拌20分钟，过滤出料，即可得到高性能型的高增稠度无纺布水刺布通用型植绒乳液。
58.实施例3
59.一种高增稠度高性能的无纺布水刺布通用型植绒乳液，其原料组成包括以下重量份数的组分：去离子水110份，丙烯酸乙酯30份，丙烯酸丁酯10份，可聚合乙烯基硅烷1份，丙烯酸5份，甲基丙烯酸3份，丙烯腈4份，长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯bem 1.2份，功能单体6份，乳化剂1.2份，引发剂0.3份。其中，所述功能单体为丙烯酸羟丙酯，所述乳化剂由为烷基醇醚硫酸钠，所述可聚合乙烯基硅烷为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，所述引发剂为过硫酸钾。
60.一种如上所述高增稠度高性能的无纺布水刺布通用型植绒乳液的制备方法，其包括以下步骤：
61.g.反应缸打底液a制备：向带有搅拌器、冷凝器、加料装置的聚合釜中，加入去离子水70份、乳化剂0.2份，升温至釜内温度达到72℃；
62.h.预乳化液b的制备：在常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的预乳化罐中加入丙烯酸乙酯30份，丙烯酸丁酯10份，可聚合乙烯基硅烷1份，丙烯酸5份，甲基丙烯酸3份，丙烯腈4份，长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯bem 1.2份，乳化剂1份、去离子水20份，搅拌混合成均匀的预乳化液，并搅拌30分钟备用；
63.i.引发剂溶液c的制备：在常温常压下向带有搅拌器、恒流滴加装置的引发剂罐中加入引发剂0.3份，去离子水20份，制备成均匀的引发剂溶液；
64.j.当聚合釜内温度达到72℃时，向釜内加入预乳化液b总量的5％，引发剂溶液c总量的30％，10分钟后，通过恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置同时向聚合釜内滴加剩余的预乳化液b和剩余引发剂溶液c，滴加时间控制在160分钟；
65.k.在滴加完毕后控制聚合釜内温度处于78℃保温80分钟；
66.l.降温至20℃，向反应釜中加入消泡剂、防霉杀菌剂，搅拌20分钟，过滤出料，即可得到高性能型的高增稠度无纺布水刺布通用型植绒乳液。
67.用本发明实施例1-3制备的乳液同市面24％相同固含的外样1(对比例1)、外样2(对比例2)，以及8％固含的外样3(对比例3)进行各项性能比较，各样品的测试结果如表1所示。其中,外样1为市售24％固含的植绒乳液(乳液合成靠大量丙烯酸普通聚合做法)，购自深圳高氏粘合剂制品有限公司gs-2035；外样2为市售24％固含植绒乳液(内含增稠剂)，购自中山百利合化工有限公司；外样3为8％固含植绒乳液，购自键铵科技化学(中山)有限公司。增稠粘度的测试参照《gb/t 10247-2008》,测试各样品在不同ph值下能到达的最高粘度；其中摩擦色牢度测定参照《gb/t 3920-2008》,使用y571c型摩擦刷洗色牢度仪进行测试；回弹性测试通过将植绒涂层样品横向和竖向各张拉20次后观察植绒涂层基材的收缩程度；手感柔软度测试：植绒涂层的触感分为5个等级，其中1级为非常柔软，2级为柔软，3级为较柔软，4级为较硬，5级为硬。
68.表1性能测试结果
[0069][0070][0071]
从上述测试结果可以看出，实施例1-实施例3所制备的高增稠度高性能水性丙烯酸无纺布水刺布植绒乳液原液和稀释至8％固含的稀释液均拥有较高的增稠能力，且增稠效率高，增稠状态好，流动性和流平性好，稳定性高，非常适合大批量连续生产，所制植绒产品手感柔软度、回弹性以及干湿摩擦牢度均显著优于市面类似产品。
[0072]
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。