专利名称：一种用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物及其制备方法
技术领域：
本发明属于丝网涂料印花技术领域，具体涉及一种用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物及其制备方法。
背景技术：
水性印花涂料不含有机溶剂，对环境友好，操作性好，色彩丰富鲜艳，性价比高，广泛而大量用于纺织品和其它材质的物件上的印花整饰。工艺上，涂料丝网印花既可全自动的机印，也可手工印刷。影响涂料丝网印花质量和效率的因素较多，而印刷过程中印花涂料在丝网上凝结和干固造成丝网堵塞是其中的主要原因之一。这种现象与印花涂料的组成和性质以及作业环境如温度和相对湿度等有关。为克服一直困扰着涂料丝网印花过程中的塞网问题，印花涂料制造商和用户采取了许多方法，包括改进印花涂料的生产配方和工艺，在印花涂料中引入有抗塞网作用的助剂等。前者的努力在一定程度上改善了印花涂料的抗塞网性，而后者则是更多采用的措施，例如专利CN1769582 (申请号200510037164.2)和专利CN102191694A(申请号201110068274.0)，两个专利技术都是在水性印花胶浆中加入如乙二醇、丙二醇、丁二醇、山梨醇、甘油、尿素、聚乙二醇或聚丙二醇中一种以及乳化剂烷基醇聚氧乙烯醚等具有吸湿和保水作用的物质。实际上，在印花涂料中加入上述那些物质早就见于诸相关公开发表的文献中。它们在印花涂料中的作用主要是吸湿和保水，以使印花涂料不易在印花过程中凝结干固造成塞网。由于保水性的防塞网剂的引入，延长了印迹干爽时间和降低了湿色摩檫牢度，最终结果是降低了生产效率和产品质量；一些防塞网剂在实际使用中还常会引起印花涂料返稠(回粘)和容易结皮等弊端，严重影响印花涂料的适印性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物，该组合物与水性印花涂料相容性好，与单一材料的防塞网剂相比，其防塞网效果更好，可有效防止印花过程中产生的塞网现象而不影响印花产品质量，改善印花涂料的印刷性能，同时还可明显缩短印迹的干爽时间，降低生产能耗，显著提高印花生产效率，且不会引起印花涂料返稠(回粘)和容易结皮等问题，有较好的应用前景。本发明的目的还在于提供上述用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物的制备方法，该制备方法工艺简单，成本低廉。本发明的第一个目的是通过如下技术方案来实现的:一种用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物，所述的组合物主要由水溶性共聚物溶液和多元醇组成，其中所述水溶性共聚物溶液的重量份为6.5^32.5，所述多元醇的重量份为67.5^93.5。本发明所述水溶性共聚物溶液的重量份优选为1(Γ20，所述多元醇的重量份优选为80 90。本发明所述水溶性共聚物溶液主要由两种水溶性的乙烯基单体在以水为溶剂并在引发剂的作用下共聚而成。本发明两种水溶性的乙烯基单体优选为丙烯酸和丙烯酰胺，实际上，甲基丙烯酸和甲基丙烯酰胺也是水溶性的乙烯基单体，它们都可与丙烯酸和丙烯酰胺共聚，但试验表明，用大分子链中含有此两种组分中一种或两种的共聚物调制防塞网剂时，其防塞网效果显著下降，因此，用于调制防塞网剂的共聚物宜为丙烯酸与丙烯酰胺聚合而得的共聚物。本发明所述丙烯酸和丙烯酰胺的重量份比优选为5 40:6(Γ95。本发明所述丙烯酸和丙烯酰胺的重量份比更优选为7.5^30:70^92.5。本发明所述丙烯酸和丙烯酰胺的重量份比最佳为1(Γ15:85 90。本发明中水的用量优选使所述水溶性共聚物溶液的固含量为1(Γ20%即可。本发明其中水的用量最佳使所述水溶性共聚物溶液的固含量为15%即可。本发明所述的水溶性聚合物溶液以水为溶剂由水溶性乙烯基单体在引发剂作用下通过溶液聚合而得，获得的水溶性共聚物溶液的固含量一般为10°/Γ20%，以15%左右为好；固含量过低，影响后续防塞网组合物调制时各组分比例的控制；固含 量过高，共聚物溶液粘度过高，不利于聚合过程的控制。本发明所述的引发剂优选为质量百分含量为0.8^2.0%的过硫酸铵或过硫酸钾，其用量优选占两种水溶性的乙烯基单体总重量的0.49Π).8%。本发明所述水溶性共聚物溶液的具体制备过程优选是:在带搅拌的四口烧瓶中，先加入占水总重量25% 75%的水，占水溶性乙烯基单体总重量5°/Γ30%的水溶性乙烯基单体，搅拌溶解，再加入占引发剂总重量209Γ25%的引发剂，加热升温至7(T10(TC，在该温度范围保持3 7min,然后5(T70min内均勻滴加由余下水和水溶性乙烯基单体组成的混合溶液，并同步滴加剩余引发剂，保温5(T70min，趁热出料即制备得水溶性共聚物溶液。本发明所述多元醇优选为乙二醇、丙二醇、2-甲基丙二醇、丁二醇、一缩二丙二醇、丙三醇和山梨醇中的一种或几种。本发明所述多元醇更优选为乙二醇、丙二醇和一缩二丙二醇中一种或几种。当采用2-甲基丙二醇或一缩二丙二醇作为多元醇时，本发明所述2-甲基丙二醇或一缩二丙二醇优选在组合物中的重量份为15 30。当采用2-甲基丙二醇或一缩二丙二醇作为多元醇时，本发明所述2-甲基丙二醇或一缩二丙二醇更优选在组合物中的重量份为15 20。本发明的第二个目的是通过如下方案来实现的:上述用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物的制备方法，含以下步骤:按上述水溶性共聚物溶液和多元醇之间的重量份配比,在水溶性共聚物溶液中加入多元醇,然后搅拌至均一溶液,再用氨水和/或有机氨调节溶液的PH为7.(Γ7.5，即制得用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物。本发明所述的有机氨优选为2-氨基-2甲基-1-丙醇。本发明具有如下有益效果:
本发明中的用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物，该组合物与水性印花涂料相容性好，可有效防止印花过程中产生的塞网现象而不影响印花产品质量，并可明显缩短印迹的干爽时间，显著提高印花生产效率，有较好的应用前景。
具体实施方式
以下结合发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明，以下采用的原料和试剂，如无特殊指明，均为市售。实施例1 水溶性共聚物溶液的合成
在一带搅拌的IOOOmL的四口烧瓶中，加入24.71g丙烯酰胺、4.36g丙烯酸和461.2g软水，开动搅拌，加热至40°C，然后加入IOmL质量百分含量为1.0%的过硫酸铵水溶液，逐渐升温至80°C，在该温度下反应3 min，然后通过滴液漏斗匀速加入由74.12g丙烯酰胺、13.08g丙烯酸和147.7g软水组成的混合单体溶液，I小时内加完,期间同步匀速加入40mL质量百分含量为1.0%的过硫酸铵水溶液，在80°C继续搅拌反应I小时，趁热出料，得到固含量为15%的水溶性的丙烯酰胺-丙烯酸共聚物溶液，粘度(25°C) 2.50X IO3 mPa *s，共聚物分子的质量组成比例为:丙烯酰胺组分85%，丙烯酸组分15%。实施例2水溶性共聚物溶液的合成
在一带搅拌的IOOOmL的四口烧瓶中 ，加入25.28g丙烯酰胺、2.81g丙烯酸和418.5g软水，开动搅拌，加热至40°C，然后加入IOmL质量百分含量为0.95%的过硫酸铵水溶液，逐渐升温至84°C，在该温度下反应3 min，然后通过滴液漏斗均匀加入由78.82g丙烯酰胺、
8.42g丙烯酸和168.0g软水组成的混合单体溶液，I小时内加完，期间同步均匀加入40mL质量百分含量0.95%的过硫酸铵水溶液。在84°C继续搅拌反应I小时，趁热出料，得到固含量为15%的水溶性的丙烯酰胺-丙烯酸共聚物的水溶液，粘度(25°C)2.45X IO3 mPa.S。共聚物分子的质量组成比例为:丙烯酰胺组分90%，丙烯酸组分10%。实施例3水溶性共聚物溶液的合成
在一带搅拌的IOOOmL的四口烧瓶中，加入21.81g丙烯酰胺、7.27g丙烯酸和302.4g软水，开动搅拌，加热至45°C，然后加入12mL质量百分含量为0.90%的过硫酸铵水溶液，逐渐升温至75°C，在该温度下反应5 min，然后通过滴液漏斗均匀加入由65.40g丙烯酰胺、21.81g丙烯酸和110.8g软水组成的混合单体溶液，I小时内加完，期间同步均匀加入40mL质量百分含量0.90%的过硫酸铵水溶液。然后在75°C继续搅拌反应I小时，趁热出料，得到固含量为20%的水溶性的丙烯酰胺-丙烯酸共聚物的水溶液，粘度(25°C) 8.23X IO3mPa.S。共聚物分子的质量组成比例为:丙烯酰胺组分75.0%，丙烯酸组分25.0%。实施例4水溶性共聚物溶液的合成
在一带搅拌的1500mL的四口烧瓶中，加入8.15g丙烯酰胺、4.65g丙烯酸和400g软水，开动搅拌，加热至40°C，然后加入12mL质量百分含量为2.0%的过硫酸铵水溶液，逐渐升温至水浴沸腾(100°C)，在该温度下反应3 min，然后通过滴液漏斗均匀加入由73.35g丙烯酰胺、41.85g丙烯酸和702g软水组成的混合单体溶液，I小时内加完，期间同步均匀加入38mL质量百分含量2.0%的过硫酸铵水溶液。在沸水浴温度下继续搅拌反应I小时，趁热出料，得到固含量为10%的水溶性的丙烯酰胺-丙烯酸共聚物的水溶液，粘度(25°C) 3.1OXlO3mPa.S。共聚物分子的质量组成比例为:丙烯酰胺组分62.5%，丙烯酸组分37.5%。实施例5水溶性共聚物溶液的合成
在一带搅拌的2000mL的四口烧瓶中，加入43.2g丙烯酰胺、10.8g丙烯酸和369g软水，开动搅拌，加热至40°C，然后加入IOmL质量百分含量为2.0%的过硫酸铵水溶液，逐渐升温至90°C，在该温度下反应3 min，然后通过滴液漏斗均匀加入由172.8g丙烯酰胺、41.85g丙烯酸和810g软水组成的混合单体溶液，70min内加完,期间同步均勻加入40mL质量百分含量2.0%的过硫酸铵水溶液。在90°C温度下继续搅拌反应50min，趁热出料，得到固含量为18%的水溶性的丙烯酰胺-丙烯酸共聚物的水溶液，粘度(25°C)5.68X IO3 mPa.S。共聚物分子的质量组成比例为:丙烯酰胺组分80%，丙烯酸组分20%。参照上述各例，可以合成固含量为10°/Γ20%的水溶性共聚物的水溶液，共聚物分子的质量组成可以为:丙烯酰胺组分:609Γ95%，丙烯酸组分59Γ40%，聚合物溶液的固含量为15%时，其粘度随决于共聚物的组成，范围为2Χ103 8Χ103 mPa.s (25°C)。实施例6水性涂料印花的防塞网的组合物的制备
在一带搅拌的IOOOmL的三口烧瓶中，加入实施例3制备的水溶性共聚物溶液(固含量=20%，共聚物分子的质量组成比例为:丙烯酰胺组分75.0%，丙烯酸组分25.0%)75g，然后边搅拌边慢慢加 入700g乙二醇，加完后继续搅拌至物料完全溶解成均一透明液体，然后用氨水或2-氨基-2甲基-1-丙醇或以任何比例组成的氨水与2-氨基-2甲基-1-丙醇的混合物中和至pH=7.5，得到粘度为650mPa.s (25°C)防塞网的组合物，其重量份组成为:丙烯酰胺-丙烯酸水溶性共聚物溶液:乙二醇=7.5:70。实施例7水性涂料印花的防塞网的组合物的制备
在一带搅拌的IOOOmL的三口烧瓶中，加入实施例1制备的水溶性共聚物溶液(固含量=15%，共聚物分子的质量组成比例为:丙烯酰胺组分85.0%，丙烯酸组分15.0%) 150g，然后边搅拌边慢慢加入600g乙二醇，加完后继续搅拌至物料完全溶解成均一透明液体，然后用氨水或2-氨基-2甲基-1-丙醇或以任何比例组成的氨水与2-氨基-2甲基-1-丙醇的混合物中和至pH=7.5，得到粘度为450mPa.s (25°C )防塞网的组合物。实施例8水性涂料印花的防塞网的组合物的制备
在一带搅拌的IOOOmL的三口烧瓶中，加入实施例2制备的水溶性共聚物溶液(固含量:15%，共聚物分子的质量组成比例为:丙烯酰胺组分90.0%，丙烯酸组分10.0%)150g，然后边搅拌边慢慢先加入450g乙二醇，再加入150g丙二醇。加完后继续搅拌至物料完全溶解成均一透明液体，然后用氨水或2-氨基-2甲基-1-丙醇或以任何比例组成的氨水与2-氨基-2甲基-1-丙醇的混合物中和至pH=7.5，得到粘度为300mPa.s (25°C )防塞网的组合物。实施例9水性涂料印花的防塞网的组合物的制备
在一带搅拌的IOOOmL的三口烧瓶中，加入实施例1制备的水溶性共聚物溶液(固含量=15%，共聚物分子的质量组成比例为:丙烯酰胺组分85.0%，丙烯酸组分15.0%) 150g，然后边搅拌边慢慢先加入450g丙二醇，再加入一缩二丙二醇150g，加完后继续搅拌至物料完全溶解成均一透明液体，然后用氨水或2-氨基-2甲基-1-丙醇或以任何比例组成的氨水与2-氨基-2甲基-1-丙醇的混合物中和至pH=7.5，得到粘度为1650mPa.s (25°C)防塞网的组合物。实施例10水性涂料印花的防塞网的组合物的制备
在一带搅拌的IOOOmL的三口烧瓶中，加入实施例2制备的水溶性共聚物溶液(固含量=15%，共聚物分子的质量组成比例为:丙烯酰胺组分90.0%，丙烯酸组分10.0%) 150g，然后边搅拌边慢慢先加入375g丙二醇，再加入一缩二丙二醇225g，加完后继续搅拌至物料完全溶解成均一透明液体，然后用氨水或2-氨基-2甲基-1-丙醇或以任何比例组成的氨水与2-氨基-2甲基-1-丙醇的混合物中和至pH=7.5，得到粘度为1650mPa.s (25°C)防塞网的组合物。
实施例11水性涂料印花的防塞网的组合物的制备
采用实施例1中制备的水溶性共聚物溶液20重量份，乙二醇12.5重量份，丁二醇67.5重量份。在一带搅拌的IOOOmL的三口烧瓶中，加入实施例1制备的水溶性共聚物溶液，然后边搅拌边慢慢先加入乙二醇，再加入丁二醇，加完后继续搅拌至物料完全溶解成均一透明液体，然后用氨水中和至PH为7.2，得到防塞网的组合物。实施例12水性涂料印花的防塞网的组合物的制备
采用实施例2中制备的水溶性共聚物溶液10重量份，2-甲基丙二醇15重量份，乙二醇75重量份。在一带搅拌的IOOOmL的三口烧瓶中，加入实施例2制备的水溶性共聚物溶液，然后边搅拌边慢慢先加入乙二醇，然后加入2-甲基丙二醇和一缩二丙二醇，加完后继续搅拌至物料完全溶解成均一透明液体，然后用2-氨基-2甲基-1-丙醇中和至pH为7.3，得到防塞网的组合物。实施例13水性涂料印花的防塞网的组合物的制备
采用实施例3中制备的水溶性共聚物溶液10重量份，一缩二丙二醇30重量份，乙二醇60重量份。在一带搅拌的IOOOmL的三口烧瓶中，加入实施例3制备的水溶性共聚物溶液，然后边搅拌边慢慢先加入乙二醇，然后加入一缩二丙二醇，加完后继续搅拌至物料完全溶解成均一透明液体，然后用氨水中和至PH为7.3，得到防塞网的组合物。实施例14水性涂料印花的防塞网的组合物的制备
采用实施例2中制备的水溶性共聚物溶液25重量份，丙三醇75重量份。在一带搅拌的IOOOmL的三口烧瓶中，加入实施例2制备的水溶性共聚物溶液，然后边搅拌边慢慢加入75重量份的丙三醇，加完后继续搅拌至物料完全溶解成均一透明液体，然后用氨水中和至PH为7.5，得到防塞网的组合物。实施例15水性涂料印花的防塞网的组合物的制备
采用实施例2中制备的水溶性共聚物溶液15重量份，乙二醇65重量份，山梨醇20重量份。在一带搅拌的IOOOmL的三口烧瓶中，加入实施例2制备的水溶性共聚物溶液，然后边搅拌边慢慢先加入乙二醇，然后加入山梨醇，加完后继续搅拌至物料完全溶解成均一透明液体，然后用氨水中和至PH为7.3，得到防塞网的组合物。实施例16水性涂料印花的防塞网的组合物的制备
采用实施例2中制备的水溶性共聚物溶液6.5重量份，乙二醇93.5重量份。在一带搅拌的IOOOmL的三口烧瓶中，加入实施例2制备的水溶性共聚物溶液，然后边搅拌边慢慢先加入乙二醇，加完后继续搅拌至物料完全溶解成均一透明液体，然后用氨水中和至pH为7.3，得到防塞网的组合物。实施例17水性涂料印花的防塞网的组合物的制备
采用实施例2中制备的水溶性共聚物溶液32.5重量份、丙二醇67.5重量份。在一带搅拌的IOOOmL的三口烧瓶中，加入实施例2制备的水溶性共聚物溶液，然后边搅拌边慢慢先加入乙二醇，加完后继续搅拌至物料完全溶解成均一透明液体，然后用氨水中和至pH为
7.4，得到防塞网的组合物。参照上述实施步骤，改变水溶性共聚物和低分子量的二醇化合物及它们的用量，可调制得到组成不同的防 塞网的组合物。实施例18水性涂料印花的防塞网的组合物的应用将按下表I和2中的配方制成的各防塞网组合物分别加入到型号为1500-5白胶浆(东莞长联新材料科技股份有限公司)中，用高速分散机搅拌均匀，制得两种含不同防塞网剂组合物的印花胶浆，再通过丝网(网版目数120目，网印图案大小为150mmX85mm)用手工分别印刷在棉布上，防塞网时间从开始印刷至印刷网点开始堵塞时计算，印刷后即以热风吹至印迹表面干爽无粘感，即定为表干，时间从吹热风开始至印迹表面干爽无粘感时为止。防塞网组合物的防塞网效果及相应胶浆的印迹的表干时间(均相对于不添加任何防塞网剂的1500-5白胶浆的防塞网时间)分别列于表I和表2。从表I看到，含有水溶性共聚物溶液的防塞网组合物的防塞网时间比不含水溶性共聚物溶液的防塞网组合物的略有增长，而添加含有水溶性共聚物溶液的防塞网组合物的胶浆的印迹表干时间则显著小于比不含共聚物的防塞网组合物的胶浆的印迹，表干时间缩短1.3-1.8倍。表1防塞网组合物的防塞网效果
权利要求
1.一种用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物，其特征是:所述的组合物主要由水溶性共聚物溶液和多元醇组成，其中所述水溶性共聚物溶液的重量份为6.5^32.5，所述多元醇的重量份为67.5^93.5。
2.根据权利要求1所述的用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物，其特征是:所述水溶性共聚物溶液的重量份为1(Γ20，所述多元醇的重量份为8(Γ90。
3.根据权利要求1或2所述的用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物，其特征是:所述水溶性共聚物溶液主要由两种水溶性的乙烯基单体在以水为溶剂并在引发剂的作用下共聚而成。
4.根据权利要求3所述的用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物，其特征是:所述两种水溶性的乙烯基单体为丙烯酸和丙烯酰胺；所述丙烯酸和丙烯酰胺的重量份比为5 40:60 95。
5.根据权利要求3所述的用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物，其特征是:其中水的用量使所述水溶性 共聚物溶液的固含量为1(Γ20%即可。
6.根据权利要求3所述的用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物，其特征是:所述的引发剂为质量百分含量为0.8^2.0%的过硫酸铵或过硫酸钾，其用量占两种水溶性的乙烯基单体总重量的0.49ΓΟ.8%。
7.根据权利要求3所述的用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物，其特征是所述水溶性共聚物溶液的具体制备过程是:在带搅拌的四口烧瓶中，先加入占水总重量25% 75%的水，占水溶性乙烯基单体总重量5°/Γ30%的水溶性乙烯基单体，搅拌溶解，再加入占引发剂总重量20°/Γ25%的引发剂，加热升温至7(Tl00°C，在该温度范围保持3 7min，然后5(T70min内均勻滴加由余下水和水溶性乙烯基单体组成的混合溶液,并同步滴加剩余引发齐U，保温5(T70min，趁热出料即制备得水溶性共聚物溶液。
8.根据权利要求1或2所述的用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物，其特征是:所述多元醇为乙二醇、丙二醇、2-甲基丙二醇、丁二醇、一缩二丙二醇、丙三醇和山梨醇中的一种或几种。
9.权利要求1或2所述的用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物的制备方法，其特征是含以下步骤:按权利要求1或2中的水溶性共聚物溶液和多元醇之间的重量份配比，在水溶性共聚物溶液中加入多元醇，然后搅拌至均一溶液，再用氨水和/或有机氨调节溶液的PH为7.(Γ7.5，即制得用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物。
10.根据权利要求9所述的用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物的制备方法，其特征是:所述的有机氨为2-氨基-2甲基-1-丙醇。
全文摘要
本发明公开了一种用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物，所述的组合物主要由水溶性共聚物和多元醇组成，其中所述水溶性共聚物溶液的重量份为6.5~32.5，所述多元醇的重量份为67.5~93.5。该组合物与水性印花涂料相容性好，与单一材料的防塞网剂相比，其防塞网效果更好，可有效防止印花过程中产生的塞网现象而不影响印花产品质量，改善印花涂料的印刷性能，同时还可明显缩短印迹的干爽时间，降低生产能耗，显著提高印花生产效率，且不会引起印花涂料返稠(回粘)和容易结皮等问题，有较好的应用前景。本发明还公开了该用于水性涂料丝网印花的快干防塞网组合物的制备方法。
文档编号D06P1/52GK103233374SQ20131013126
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月16日 优先权日2013年4月16日
发明者卢开平, 廖凯荣, 苏飞洞, 麦友攀 申请人:东莞长联新材料科技股份有限公司