浅谈涂料染色的发展与应用
涂料染色拼色方便、重现性好,对被染物没有选择性,可广泛用
于各种纤维的染色。其染色工艺简单、节能、节水、排污少、染色成
本低,是印染行业清洁生产的重要发展方向。
涂料的应用历史悠久,考古发现,在殷代晚期的建筑物上已经出
现了壁画,当时多是红色和黑色的无机颜料。涂料的应用领域广泛,
在纺织、造纸、建筑、塑料和金属等多个领域得到普遍使用。涂料在
纺织品的大量应用始于20世纪50年代初,开始多是用于印花,80
年代以来,在染色中的应用得到重视。
涂料中的着色成分为颜料,涂料染色实质为颜料着色。颜料本身
不溶于水,需要借助于分散剂、乳化剂等表面活性剂的作用均匀分散
于有机溶剂或水中,形成涂料色浆。在涂料染色时,在涂料色浆中加
入粘合剂、交联剂等制成涂料染液,对织物浸轧后,通过高温焙烘作
用,交联剂的交联成分与粘合剂分子中的活性基团,在纤维和粘合剂
之间、粘合剂高分子之间发生交联,形成具有三维空间结构的网状皮
膜,将颜料包嵌而牢固地附着在织物上,从而达到上染的目的。
涂料染色的关键在于改善涂料染色的织物手感、摩擦牢度、轧染
时对轧辊的粘结,以及浸染的着色深度、匀染性。这些问题的解决取
决于涂料色浆、粘合剂等的发展技术。
1
1涂料染色的发展
1.1涂料发展
1.1.1涂料的性状与性能
商品涂料为浆状形式,一般称为涂料色浆,简称为涂料。其组成
有颜料、分散剂、乳化剂、润湿剂及少量水。颜料包括无机颜料、有
机颜料及荧光树脂颜料。
作为染色用涂料,应满足以下基本要求:①颗粒细度均匀,色泽
浓艳;②良好的着色力和遮盖力;③耐光耐热,化学药剂稳定性好;
④相对密度适宜。
涂料的质量取决于涂料色浆的制备技术,具体来说,即颜料晶型、
颗粒大小、粒度分布及涂料色浆分散技术等。
涂料的遮盖力取决于颜料粒径。在一定范围内时,颜料颗粒越小,
光在颜料颗粒与空气界面的反射作用加强,遮盖力越好;过大或过小
(当颗粒的线性尺寸小于光波波长时),遮盖力都会下降。涂料鲜艳
度的影响因素较多,包括颜料的粒径大小、颗粒形状、晶型及晶体的
完整性。通常粒径大、粒度分布宽、晶体的完整性差,色光发暗;反之,
色光鲜艳。
日晒牢度主要取决于颜料的化学结构,也与颗粒大小有关,日晒
褪色速度与颗粒直径的平方成反比,颜料颗粒过小时,褪色速度加快。
2
摩擦牢度与颜料的粒径不是简单的比例关系。
试验表明,当粒径在100~300nm范围时,织物的干湿摩擦
牢度差异不明显;当粒径小于100nm时,可以显著地改善织物的干
湿摩擦牢度,但皂洗、刷洗牢度下降。
颜料粒径还影响涂料色浆的稳定性。粒径过大,涂料色浆稳定性
下降,易出现分层现象;粒径分布在100~200nm时,色浆的稳定
性在80%以上。
不同颗粒大小的涂料适用于不同的染色方法。轧染的涂料颗粒最
佳细度在0.5~1mu;m,浸染的涂料颗粒最佳细度在0.1~0.3
mu;m,筒纱染色的涂料颗粒在100nm以内。
1.1.2涂料研发技术发展
涂料超细化后,各项物理性能和化学性能都会显著改变,如着色
强度、颜色鲜艳度提高等。目前,水性超细涂料是国内外科研工作者
研究的热点。水性超细涂料是以水为分散介质,粒径在150nm左右
的涂料分散体,能够有效降低有机物的排放量,符合环保要求。
水性超细涂料的制备是通过涂料色浆分散技术与颜料表面改性
技术,具体分为分散剂直接研磨分散法和表面包覆分散法。分散剂直
接研磨分散法有低分子分散剂法和高分子分散剂法,表面包覆法有原
位聚合法、相分离法、微乳液聚合法和化学法。