改性三聚氰胺树脂的应用已涉及帐篷、箱包、窗帘、广告布和塑料花等领域,日益受到人们的关注。随着应用领域的进一步扩大和加工品种的丰富,加工过程中出现的问题也越来越多。文中就如何通过树脂类型选择和配套工艺调整,以改善和克服一些常见问题进行了探讨。
1织物和工艺的选择性
目前在纤维素纤维及其混纺织物的硬挺整理中,加工产品以领衬、床单或床罩等与人体直接接触的居多,应选择无醛硬挺整理剂。涤纶、锦纶、腈纶等化纤织物的硬挺整理,加工产品以帐篷、箱包、广告布、人造花、窗帘等为主,其游离甲醛量要求小于300 mg/kg。由于三聚氰胺树脂因性价比高,目前在工厂应用最多。
常见的硬挺加工有浸轧、刮涂和滴加工艺。三聚氰胺树脂可采用浸轧和刮涂(涂层)工艺。由于三聚氰胺树脂为热固型树脂,常温敞口放置数天会自交联结皮。若采用滴加工艺,易堵塞滴液孔,故不推荐。采用浸轧整理时,可单独使用三聚氰胺,也可与防水剂复配使用,添加量为3—5 g/L,即可提高防水耐洗性。
刮涂工艺时,三聚氰胺可与Pu涂层胶复配使用,添加量为涂层胶的1%一2%,即可提高涂层胶的剥离牢度和耐搓性。
2游离甲醛
三聚氰胺甲醛树脂中通常含有一定数量的游离甲醛,并在使用时会慢慢挥发,危害操作人员的健康。因此,在合成及生产三聚氰胺甲醛树脂时,通常采用一些措施,以减少游离甲醛的存在。
通过降低三聚氰胺与甲醛的合成摩尔比(1:3.0—1:5.0),可以控制游离甲醛的含量。一般来说,三聚氰胺与甲醛的摩尔比越小,游离甲醛的含量越少。当完成缩聚反应后,还可利用甲醛结合剂除去过多的游离甲醛。尿素、双氰胺等成本较低,吸收甲醛效果好,但用量必须适中,过多则影响树脂液的稳定性。
3催化剂选择
三聚氰胺大多采用潜酸化合物为催化剂,并用多种化合物组成协合催化剂,以提高催化能力,在较低温度或较短时间焙烘完成交联。
催化剂的反应活性从高到低为:协合催化剂>硝酸铵>氯化铵>硫酸铵>硝酸锌>磷酸二氢铵>磷酸氢二铵>氯化锌>氯化镁。
根据催化剂的性能和成本,目前工厂一般选用氯化铵或硫酸铵,但在焙烘温度过高或时间过长的情况下,易产生鱼腥气味的三甲胺。也有厂家采用氯化镁,若单独使用催化能力相对较差,交联时间长和焙烘温度高,因而不能满足快速生产加工的要求。采用硝酸锌与氯化铵复配,可减少鱼腥气味,但硝酸锌在浸轧液pH值高于5.5~6.5时,会产生沉淀现象,可加入少量有机酸(如醋酸),将pH值控制在5.5~6.5。目前,实际加工中三聚氰胺树脂原液的pH值一般控制在7~9,化料后经常放置数小时,若用硝酸锌作催化剂,树脂稳定性差,不能满足厂家实际需求,不建议采用。若采用氯化氨/氯化镁/硝酸锌/柠檬酸以2:l:3:0.05的比例复配后,协同效果相对较好。
4稳定性
常规的化料方式有以下五种:
第一种常温化料。先称取树脂,再加水搅拌,最后加催化剂。这种化料方式对树脂稳定性的要求最低,大部分树脂都能满足要求。
第二种树脂加催化剂混合后,再加水搅拌。因受客观条件的限制,可能放置较长时间再加水搅拌使用。这种化料方式对树脂稳定性的要求较高。若室内温度高于35℃,树脂和催化剂混合放置1 h以上,有30%树脂的稳定性会明显变差,影响使用。
第三种于70~80℃煮淀粉糊,至透明后降温至40~50℃,再将树脂和催化剂混合液体倒人淀粉糊中,搅拌1~1.5 h。采用这种化料方式的厂家一般都备有两个化料桶,第一桶的料用完后再使用第二桶的料。这种化料方式对产品稳定性的要求较高。50%的树脂在此工艺条件下稳定性会明显变差。
第四种淀粉糊煮沸后加人树脂,不加催化剂,沸煮20~60 rain后备用。这种化料方式不添加催化剂,因而对树脂稳定性要求不高。
第五种淀粉糊煮沸后再加水,降温至40~50℃后,加人树脂和催化剂充分搅拌至常温,敞口放置24 h,要求工作液稳定、不发白、不结块。这种化料方式,可通过提高树脂和催化剂的pH值,以提升工作液稳定性。
三聚氰胺甲醛树脂的存放稳定性,主要由树脂发生缩聚反应的缩合度而决定。当缩合度过大,树脂溶液的黏度增大,水溶性变差,贮存期相应变短。此外,三聚氰胺甲醛树脂的稳定性还与生成缩聚物分子中氨基(-NH)数量有关。因为氨基很活泼,容易与羟甲基发生缩合反应,所以反应后剩余的氨基越多,中问产物就越容易发生交联反应,这时生成的树脂溶液的稳定性也就越差。三聚氰胺甲醛树脂中的氨基数量取决于三聚氰胺与甲醛的摩尔比。当甲醛量过量较多时,容易生成多羟甲基三聚氰胺,而使氨基数量减少。随着甲醛用量的增加,羟甲基的含量也相应增加,水溶性上升,导致含固量下降,树脂固化比较困难;同时,还会带来游离甲醛含量高、耐水性差,以及胶接强度、附着力降低等不利影响。通常应根据树脂的不同用途,选择不同摩尔比的三聚氰胺和甲醛,一般摩尔比控制在1:3.0~1:5.0。
与淀粉糊复配化料时,一般工作液敞口放置较长时间,空气中的cO2会渗人工作液而产生H2cO3,降低工作液pH值,影响工作液稳定性。因此,催化剂的pH值控制在8左右,有利于提高树脂与催化剂复配的工作液稳定性。TF-630复配催化剂TF-630C(浙江传化股份有限公司),能满足以上五种化料工艺的需求。
5布面硬度和厚度控制
整理后织物的硬度和厚度受到树脂用量、催化剂、加工工艺和添加物的影响。添加催化剂整理后的织物硬度比不加时好。催化剂与树脂有一个较佳配比范围,在此范围内,可达到较好的硬度和厚度,如TF-630与配套催化剂TF-630C的最佳配比为4:1。一般工厂可打小样确认最佳配比。定形温度越高,硬度和厚度越好;定形时间越长,硬度和厚度越好。添加淀粉糊或聚醋酸乙烯乳液,可明显提高织物的硬度和厚度。
6树脂花
树脂花的产生与织物组织结构、树脂的稳定性密切相关。组织结构疏松的织物进行硬挺树脂整理时,易产生树脂花,在网眼布上表现为堵网现象。树脂用量越大,织物颜色越深,堵网现象越明显。这是因为硬挺树脂为热固型树脂,易于织物表面成膜,膜一般呈白色或米色,且树脂用量越高,成膜现象越明显,树脂花问题也越明显。工厂可打小样确定合理用量。
当树脂因生产或存放时间过长,而产生局部交联,树脂稳定性下降时,树脂花现象会更明显。因此,可通过评价树脂稳定性,以判断树脂花问题。制备稳定的树脂工作液和制订稳定的整理工艺,可减少树脂花的产生。
7白痕
白痕问题常见于箱包布和帐篷布,与织物颜色、厚薄、树脂用量、淀粉糊的添加有关。颜色越深、越鲜艳,织物越厚,则树脂用量越大,淀粉糊添加量越多,白痕现象越明显。若要减少白痕需对织物有选择性,还要控制添加物量,淀粉糊一般宜控制在l0~20 g/L。
8霉点
添加淀粉糊易产生霉点。白色或浅色织物整理后放置数周,能明显观察到上面的霉点,但深色织物上一般不明显。因此,在处理浅色或白色织物时,可用聚醋酸乙烯乳液替代淀粉糊。
9布面龟裂
硬挺树脂固化后,经过一段时间易出现裂纹,使胶接强度及膜表面质量下降。其原因主要有-(1)树脂固化时发生收缩,使膜层产生内应力;(2)树脂的抗老化性较差,时间久了会产生断裂。为了减少树脂固化时产生的收缩率,一般使用时在树脂液中加入一些填充剂,如聚醋酸乙烯乳液作防老化剂,可使树脂的交联密度下降,脆性降低。
三聚氰胺树脂硬挺整理常见问题探讨
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