邱曉亭

(青島大學(xué)，山東 青島 266071)

1 引言

地毯作為重要的鋪地材料，因具有優(yōu)良的隔音性、良好的裝飾性以及防磕碰等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛使用。目前歐美國家的地毯消費(fèi)量占鋪地材料消費(fèi)總量的70%。近年來隨著我國人民生活水平的不斷提高，地毯也逐漸進(jìn)入千家萬戶，地毯產(chǎn)業(yè)將會(huì)是我國紡織產(chǎn)業(yè)一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。地毯上膠工序是地毯生產(chǎn)過程中非常重要的一環(huán)，其目的是：固著絨頭紗，防止纖維脫落；提高地毯的尺寸穩(wěn)定性，防止切邊松散；確保地毯堅(jiān)挺厚重，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；改善著地性，防止地毯打滑，提高地毯耐水、防潮、耐褶皺性能；延長地毯的使用壽命[1]，而背襯膠乳質(zhì)量直接決定地毯的品質(zhì)，因此地毯背襯膠乳的開發(fā)與應(yīng)用對地毯行業(yè)的發(fā)展有重要影響。

2 地毯的分類

地毯按照原材料不同可分為化纖地毯、羊毛地毯和混紡地毯等。化纖地毯多采用錦綸、滌綸、腈綸等化學(xué)纖維為主要原料，最大特點(diǎn)是耐磨、耐腐蝕，但是阻燃性較差；羊毛地毯質(zhì)地緊密、富有彈性、不帶靜電、不易粘塵、圖案精美、觸感舒適；混紡地毯是由不同纖維混紡編織而成，可適用多種使用環(huán)境。根據(jù)地毯絨頭不同可以分為圈絨地毯、割絨地毯以及圈割絨地毯。根據(jù)地毯制作方法不同可以分為機(jī)制地毯和手工地毯。機(jī)制地毯又可以細(xì)分為威爾頓地毯、阿克明斯特地毯和簇絨地毯，其中威爾頓地毯和阿克明斯特地毯都是起源于英國，并且都是由經(jīng)紗、緯紗、絨頭紗三紗交織，然后經(jīng)過上膠、剪絨等后整理工序制作而成，而簇絨地毯是通過針的排列，將簇絨植于化纖基布的底部形成割絨或圈絨毯面的機(jī)制地毯。

3 地毯背襯膠乳

3.1 溶劑型膠粘劑

溶劑型膠粘劑是指含有揮發(fā)性有機(jī)溶劑的膠粘劑，膠體的固化依靠有機(jī)溶劑的揮發(fā)，主要有天然橡膠、合成橡膠、合成樹脂等高分子化合物溶于有機(jī)溶劑制成的膠粘劑。

起初地毯膠乳主要分為天然橡膠和合成橡膠兩大類，天然橡膠常溫下有較高的彈性和良好的塑性，耐堿但不耐強(qiáng)酸，雖資源豐富、價(jià)格低廉，但是一般不單獨(dú)使用，而是與其它合成橡膠配合使用。隨著合成橡膠的發(fā)展，天然橡膠逐漸被取代。合成膠乳是合成橡膠的重要組成部分，丁苯膠乳又在合成膠乳中占據(jù)重要位置。20世紀(jì)60年代蘭州石化公司研究所成功研發(fā)了丁苯膠乳制備技術(shù)并進(jìn)行小批量生產(chǎn)[2]。丁苯膠乳是在丁二烯和苯乙烯單體中添加不同化學(xué)品和助劑，經(jīng)過乳液共聚形成的聚合物乳膠，具有良好的粘結(jié)性能，并且由于其粒子比天然膠乳的粒子小，所以可以和天然膠乳任意比例混合。為了優(yōu)化丁苯膠乳性能，周兆豐等人[3]發(fā)明了一種新型丁苯膠乳用于地毯背襯涂膠，其制備方法為以丁二烯、苯乙烯為主要單體，以納米淀粉和納米碳酸鈣作為種子膠，使得膠乳粒徑呈單分散分布，粘結(jié)性能大大提高。除此以外納米碳酸鈣和淀粉成本低且易降解，符合當(dāng)今綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢。新型丁苯膠乳制作的地毯具有手感柔軟、耐水性好、膠面不龜裂且彈性好等優(yōu)點(diǎn)。

為了提高膠乳粘結(jié)性能，羧基丁苯膠乳成功問世，其原料除了苯乙烯、丁二烯以外，還加入甲基丙烯酸、丙烯酸等不飽和羧酸。由于聚合物分子鏈上擁有強(qiáng)極性基團(tuán)COOH，羧基丁苯膠乳具有良好的粘結(jié)性能和成膜性能，更好的耐光、耐熱和耐老化性能。齊景霞等人[4]為了解決傳統(tǒng)丁苯膠乳和羧基丁苯膠乳粘結(jié)不牢、脫層和膠面龜裂等問題，設(shè)計(jì)研發(fā)了一種新型膠乳。新型膠乳選擇天然膠乳作為主體，滑石粉作為填充劑，既降低了成本又增大了膠乳固形物含量，同時(shí)選擇有粘結(jié)性的酪素作為分散劑。采用新配方制作的地毯無異味、膠面抗龜裂性能優(yōu)異、符合環(huán)保要求。

3.2 水性膠粘劑

隨著對地毯安全性、環(huán)保性要求的提高，水性膠粘劑得到進(jìn)一步發(fā)展。水性膠粘劑是以天然高分子或者合成高分子作為粘料，以水為溶劑或者分散劑來替代對環(huán)境和健康有害的有機(jī)溶劑。因其具有無污染、使用安全、不燃燒等優(yōu)點(diǎn)，逐漸在地毯上得到廣泛應(yīng)用。VAE乳液是醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，價(jià)格適中、無毒、無味，避免了因溶劑揮發(fā)造成的環(huán)境污染和安全隱患，并且具有永久柔韌性、較好耐酸堿性、耐紫外線老化、良好的粘結(jié)性等。

水性聚氨酯膠粘劑以水為分散劑，具有無污染、粘結(jié)性能強(qiáng)、成膜性好等優(yōu)點(diǎn)[5]，廣泛用于地毯背襯涂膠領(lǐng)域。劉都寶等人[6]以甲苯二異氰酸酯、聚酯二元醇、聚醚二元醇、二羥甲基丙酸等為原材料制備了水性聚氨酯膠粘劑，與傳統(tǒng)水性膠粘劑相比，具有性能可調(diào)、耐低溫、粘結(jié)強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)，克服了羧基丁苯膠乳和丁苯膠乳的附著力差、膠面開裂、刺激性氣味揮發(fā)等問題。水性聚氨酯膠粘劑正逐步取代溶劑型聚氨酯膠粘劑，成為涂層和膠粘劑領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分。張大鵬等人[7]用硅烷偶聯(lián)劑KH-550對水性聚氨酯膠粘劑進(jìn)行改性，將氨基接枝到聚氨酯分子鏈中，制備了單組份自交聯(lián)水性聚氨酯膠粘劑，改性后的膠粘劑粘結(jié)強(qiáng)力顯著提高，剝離強(qiáng)度也得到改善。

3.3 熱熔膠

大多數(shù)溶劑型膠乳在地毯烘干過程中都會(huì)存在溶劑揮發(fā)、單體殘留和聚合物熱分解等問題，給環(huán)境造成一定影響，且地毯在使用過程中會(huì)揮發(fā)出有機(jī)物，如甲醛和苯類有害物質(zhì)，對人體健康產(chǎn)生極大威脅。水性膠粘劑存在干燥速度慢、耐水性差、防凍性差等缺點(diǎn)。而地毯用熱熔膠可解決上述問題，滿足消費(fèi)者對綠色環(huán)保的需求。

熱熔膠是一種可塑性粘合劑，無毒無味，常溫下是固體，便于包裝、運(yùn)輸，而且熱熔膠粘結(jié)強(qiáng)力大。地毯背襯熱熔膠粘合劑的基本材料是乙烯與其他烯類單體的共聚物，例如乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸酯共聚物。熱熔膠作為粘合劑有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)完全不含有機(jī)溶劑，對人體健康沒有危害，生產(chǎn)過程中不需要通風(fēng)設(shè)施，避免了溶劑著火帶來的安全隱患；(2)固化速度快，在室溫下就能快速凝固，因不含水和溶劑，不需使用大型烘干設(shè)備，降低了能耗。但是熱熔膠也存在不足：(1)熱熔膠熔融粘度大、流動(dòng)性差，涂膠過程中難以滲透絨頭紗和基布，很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)絨頭拔出強(qiáng)力；(2)熔融溫度高，易對地毯中的纖維造成損傷；(3)容易造成涂膠困難或者涂膠不勻。

高升平等人[8]針對EVA熱熔膠粘度大的缺點(diǎn)，研制了石蠟共混改性EVA熱熔膠，改性后的熱熔膠具有熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好、粘結(jié)強(qiáng)度大等特點(diǎn)。周其平等人[9]研究了地毯防滑熱熔膠組合物的制備，將抗氧劑、增塑劑和光穩(wěn)定劑加入導(dǎo)熱油反應(yīng)釜，升溫后加入增粘樹脂并融化，后投入主體聚合物在真空狀態(tài)下融化，再繼續(xù)加入增粘樹脂，加熱攪拌至均勻。成品用于地毯，防滑性能優(yōu)良，耐氣候性能好。

地毯阻燃性能是衡量地毯安全性的重要指標(biāo)。蘇志玉[10]發(fā)明了一種阻燃EVA熱熔膠，解決了無機(jī)阻燃劑和EVA樹脂等有機(jī)物融合性差的問題，降低了無機(jī)阻燃劑對熱熔膠力學(xué)性能的影響，在地毯背襯涂膠工藝應(yīng)用效果較好。

4 結(jié)論

隨著地毯市場的發(fā)展，人們對地毯的環(huán)保性、安全性、美觀性、耐久性提出更高的需求，這就要求未來地毯背襯膠乳需綠色環(huán)保、無毒無害、經(jīng)久耐用，同時(shí)兼顧低成本、使用方便、綠色生產(chǎn)等方面。隨著地毯背襯膠乳性能的提高，地毯行業(yè)也將成為紡織業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。