地毯背襯膠乳的發展研究

邱曉亭

(青島大學，山東 青島 266071)

1 引言

地毯作為重要的鋪地材料，因具有優良的隔音性、良好的裝飾性以及防磕碰等優點而得到廣泛使用。目前歐美國家的地毯消費量占鋪地材料消費總量的70%。近年來隨著我國人民生活水平的不斷提高，地毯也逐漸進入千家萬戶，地毯產業將會是我國紡織產業一個新的經濟增長點。地毯上膠工序是地毯生產過程中非常重要的一環，其目的是：固著絨頭紗，防止纖維脫落；提高地毯的尺寸穩定性，防止切邊松散；確保地毯堅挺厚重，優化產品結構；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]，而背襯膠乳質量直接決定地毯的品質，因此地毯背襯膠乳的開發與應用對地毯行業的發展有重要影響。

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、腈綸等化學纖維為主要原料，最大特點是耐磨、耐腐蝕，但是阻燃性較差；羊毛地毯質地緊密、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，可適用多種使用環境。根據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。根據地毯制作方法不同可以分為機制地毯和手工地毯。機制地毯又可以細分為威爾頓地毯、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，并且都是由經紗、緯紗、絨頭紗三紗交織，然后經過上膠、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性有機溶劑的膠粘劑，膠體的固化依靠有機溶劑的揮發，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，耐堿但不耐強酸，雖資源豐富、價格低廉，但是一般不單獨使用，而是與其它合成橡膠配合使用。隨著合成橡膠的發展，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重要位置。20世紀60年代蘭州石化公司研究所成功研發了丁苯膠乳制備技術并進行小批量生產[2]。丁苯膠乳是在丁二烯和苯乙烯單體中添加不同化學品和助劑，經過乳液共聚形成的聚合物乳膠，具有良好的粘結性能，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。為了優化丁苯膠乳性能，周兆豐等人[3]發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，符合當今綠色環保的發展趨勢。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點。

為了提高膠乳粘結性能，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極性基團COOH，羧基丁苯膠乳具有良好的粘結性能和成膜性能，更好的耐光、耐熱和耐老化性能。齊景霞等人[4]為了解決傳統丁苯膠乳和羧基丁苯膠乳粘結不牢、脫層和膠面龜裂等問題，設計研發了一種新型膠乳。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，同時選擇有粘結性的酪素作為分散劑。采用新配方制作的地毯無異味、膠面抗龜裂性能優異、符合環保要求。

3.2 水性膠粘劑

隨著對地毯安全性、環保性要求的提高，水性膠粘劑得到進一步發展。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境和健康有害的有機溶劑。因其具有無污染、使用安全、不燃燒等優點，逐漸在地毯上得到廣泛應用。VAE乳液是醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，價格適中、無毒、無味，避免了因溶劑揮發造成的環境污染和安全隱患，并且具有永久柔韌性、較好耐酸堿性、耐紫外線老化、良好的粘結性等。

水性聚氨酯膠粘劑以水為分散劑，具有無污染、粘結性能強、成膜性好等優點[5]，廣泛用于地毯背襯涂膠領域。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，與傳統水性膠粘劑相比，具有性能可調、耐低溫、粘結強度大等優點，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域的一個重要組成部分。張大鵬等人[7]用硅烷偶聯劑KH-550對水性聚氨酯膠粘劑進行改性，將氨基接枝到聚氨酯分子鏈中，制備了單組份自交聯水性聚氨酯膠粘劑，改性后的膠粘劑粘結強力顯著提高，剝離強度也得到改善。

3.3 熱熔膠

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

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、運輸，而且熱熔膠粘結強力大。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點：(1)完全不含有機溶劑，對人體健康沒有危害，生產過程中不需要通風設施，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、流動性差，涂膠過程中難以滲透絨頭紗和基布，很難達到標準絨頭拔出強力；(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，研制了石蠟共混改性EVA熱熔膠，改性后的熱熔膠具有熔點低、流動性好、粘結強度大等特點。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、增塑劑和光穩定劑加入導熱油反應釜，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下融化，再繼續加入增粘樹脂，加熱攪拌至均勻。成品用于地毯，防滑性能優良，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。蘇志玉[10]發明了一種阻燃EVA熱熔膠，解決了無機阻燃劑和EVA樹脂等有機物融合性差的問題，降低了無機阻燃劑對熱熔膠力學性能的影響，在地毯背襯涂膠工藝應用效果較好。

4 結論

隨著地毯市場的發展，人們對地毯的環保性、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保、無毒無害、經久耐用，同時兼顧低成本、使用方便、綠色生產等方面。隨著地毯背襯膠乳性能的提高，地毯行業也將成為紡織業新的經濟增長點。