CN101413215A

CN101413215A - 一种取代聚乙烯醇的纺织浆料组合物及其制备方法

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Publication number: CN101413215A
Application number: CNA2008102377115A
Authority: CN
Inventors: 王乐清
Original assignee: 王乐清
Current assignee: Qingdao Liheng trade limited company
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2028-11-26
Also published as: CN101413215B

Abstract

本发明针对现有纺织纤维经纱上浆离不开PVA浆料的现状，及现有浆料本身的缺点和不足，提供一种工艺简单，使用方便的取代聚乙烯醇的环保型纺织浆料组合物及其制备方法，浆料组合物由占总重量1％－10％超微粒子无机材料和占总重量10％－40％聚丙烯酸类浆料及余量的水混合而成，该浆料与变性淀粉浆料配合使用，在纯棉、涤棉、麻、人造棉、天丝等纱线的上浆过程中能够完全替代PVA浆料，满足了高难度品种制造要求。

Description

一种取代聚乙烯醇的纺织浆料组合物及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一种纺织纤维上浆中，取代聚乙烯醇的环保型纺织浆料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯醇(PVA)是纺织工业用于经纱上浆的主体浆料，由于具有优良的成膜性、粘附性、耐磨性及与其它浆料相容性好的特点，被认为是理想的浆料，特别是在高速无梭织机高难品种上经纱上浆更离不开PVA浆料。然而随着环境保护意识的加强，近年来发达国家，特别是西欧国家针对PVA浆料难于生物降解，并对环境造成严重污染的现状，已经提出禁止使用PVA作为纺织浆料和含有PVA的坯布进口。我国也于1997年提出在浆纱过程中不用或少用PVA的浆料发展目标。但时至今日，国内外在替代PVA浆料方面的研究进展不大，仍未发明一种浆料能完全替代PVA，降低浆纱成本。中国纺织工业协会副会长、中国棉纺织行业协会会长徐文英，在2008年5月26日全国浆料和浆纱技术年会开幕式上又重点提出了：大力推进节能减排，开发环保型浆料。加快由少用PVA迈进不用PVA的步伐。因此，市场迫切需要提供一种性能良好并可替代PVA的环保型纺织浆料。

目前，在纺织浆料中，被公认的能替代部分PVA的环保型纺织浆料主要分为聚丙烯酸类浆料、超微纳米无机材料和变性淀粉类浆料。但各类浆料的质量和技术水平却差强人意。由于一般的聚丙烯酸类浆料粘附性、浆膜强度、耐磨性较差，另外用量过大易引起浆纱吸湿再粘。超微纳米无机材料大部分产品在浆纱使用中分散性差，浆液容易出现沉淀，堵住浆管子，无法使用，干分较落浆多，粘附性和耐磨性下降，降低了织造效率。

近期出现不少关于替代PVA浆料的发明，如申请号为200510110060.X的中国发明专利，公开一种高性能纳米改性丙烯酸类浆料及其制造方法，其特征在于以纳米级二氧化钛粉体，参与丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯晴、丙烯酸丁酯的合成，并以油酸作为改性修饰剂；合成中的过硫酸铵作为引发剂，在一定的温度下进行化学反应共聚合成。以实验室选用粗纱上浆法测试浆料的粘着力强力，800目砂皮纸磨1000次的质量耗损测试耐磨性，以说明替代PVA浆料的目地。

申请号200610068550.2的中国发明专利，公开一种纳米复合丙烯酸共聚浆料及其制备方法，其特征在于在纳米级尺寸上由水溶性丙烯酸共聚浆料和无机材料复合而成，其中无机材料为粘土，包括钠基膨润土、钠基蒙脱土、高岭土、多水高岭土。合成中的过硫酸盐作为引发剂，在一定的温度下进行化学反应共聚合成。把制备的纳米复合丙烯酸共聚浆料稀释，铺制薄膜，用投射电镜和X一射线衍射分析，可以发现纳米盐片层以纳米尺寸大小存在，证明该浆料为纳米复合丙烯酸浆料。以说明替代PVA浆料的目地。

这两项专利产品都是在生产聚丙烯酸类浆料的反应过程中添加无极纳米材料来进行化学反应共聚合成，不但制造工艺复杂，使用不便，而且上述专利只是通过实验室的测试数据，以说明替代PVA浆料的目地，而纺织经纱上浆是纺织厂重要的环节，浆纱过程是最复杂的，对浆料的使用选择是非常严格的，如浆料质量不合格给纺织厂会造成重大的损失。纺织厂在选择浆料时，要先小试、中试再批量试验，到最后才全面使用。

发明内容

本发明的目的是针对现有纺织纤维经纱上浆离不开PVA浆料的现状，及现有浆料本身的缺点和不足，提供一种工艺简单、成本低、使用方便的取代聚乙烯醇的环保型纺织浆料及其制备方法。

本发明的目的是通过下列技术方案来实现的：

一种取代聚乙烯醇的纺织浆料组合物，其特征在于：由占总重量1％—10％超微粒子无机材料和占总重量10％—40％聚丙烯酸类浆料及余量的水混合而成，所述纺织浆料组合物固含量为10％—95％。

所述的超微粒子无机材料选自SiO₂、TiO₂、Al₂O₃中至少一种。

所述的超微粒子无机材料为SiO₂、TiO₂、Al₂O₃中至少两种形成的复合物，或者为所述复合物与SiO₂或TiO₂形成的混合物。

所述的聚丙烯酸类浆料选自丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯晴、醋酸乙烯酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸丁酯中的3-6种，以水为溶剂通过乳液共聚反应制备成再湿低再粘水溶性浆料。上述混合物中由于甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯性质类似，因而不能同时选，甲基丙烯酸乙酯与丙烯酸乙酯不能同时选，甲基丙烯酸丁酯与丙烯酸丁酯不能同时选。

所述的超微粒子无机材料的含量为2％—8％，所述的聚丙烯酸类浆料的含量为20％—30％。

所述聚丙烯酸类浆料为粘滞状液体或粉体，固含量为10％—95％。

优选地，所述的超微粒子无机材料的粒径为10nm—1um。

本发明另外还提出一种制备取代聚乙烯醇的纺织浆料组合物的方法，包括以下步骤：

A、将超微粒子无机材料通过高速搅拌高速剪切制成均匀的水分散液；

B、将再湿低再粘性聚丙烯酸类浆料通过高速搅拌制成水乳液；

C、将上述超微粒子无机材料的水分散液和聚丙烯酸类浆料的水乳液一起投入反应釜，高速搅拌均匀，再经过高速剪切机剪切混合而成，过滤或过滤干燥后得水溶性环保纺织浆料，其中所述超微粒子无机材料占总重量1％—10％，聚丙烯酸类浆料占总重量10％—40％，所述纺织浆料组合物固含量为10％—95％。

上述方法中，所述的超微粒子无机材料选自SiO₂、TiO₂、Al₂O₃中至少一种；

或者，所述的超微粒子无机材料为SiO₂、TiO₂、Al₂O₃中至少两种形成的复合物；

或者为所述复合物与SiO₂或TiO₂形成的混合物；

上述方法中，所述的聚丙烯酸类浆料选自丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯晴、醋酸乙烯酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸丁酯中的3-6种，以水为溶剂通过乳液共聚反应制备成再湿低再粘水溶性浆料。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果如下：

1、将超微粒子无机材料和聚丙烯酸类浆料及余量水按一定的比重混合即可制成环保型纺织浆料，可完全取代PVA，且制造工艺简单，只是通过简单的混合即可，不需通过化学反应，成本低，可操作性强，该浆料与变性淀粉浆料配合使用，在纯棉、涤棉、麻、人造棉、天丝等纱线的上浆过程中能够完全替代PVA浆料，满足了高难度品种制造要求。

2、通过生产自制或者选购优质超微粒子无机材料和聚丙烯酸类浆料，提高和保证了每种原材料的质量稳定和上浆性能，经过超微粒子无机材料和聚丙烯酸类浆料均匀混合，显著发挥了协同效能，提高了浆纱质量。

3、本发明的环保型纺织浆料易于生物降解，退浆容易，为生态友好型纺织浆料，该浆料与变性淀粉浆料配合使用对棉、涤、麻、人造棉、天丝等纤维有较强的粘着性、耐磨性。浆液稳定性、渗透性好，无浆皮浆斑。干分绞分纱轻快，减少二次毛羽，提高浆纱好轴率。该产品其显著特点是可完全取代PVA浆料，调浆工艺简单，大大降低了浆纱成本，提高了喷气、剑杆等各种型号织机高支高密品种的织造效率。

本发明的纺织浆料解决了现在纺织浆纱中高难品种浆纱工艺复杂，大量使用PVA浆料，成本高，制造效率低的问题。该产品其显著特点是与变性淀粉浆料配合使用，可完全取代PVA浆料，可以克服因使用PVA容易产生浆纱二次毛羽的问题，调浆工艺简单，大大降低了浆纱成本，从而提高浆纱的效益。

具体实施方式

以下对本发明作进一步详细描述，并给出具体实施方式。

实施例一，将占总重量2％—8％的超微粒子无机材料、20％—30％的聚丙烯酸类浆料及余量的水水混合而成。其中，超微粒子无机材料为粉体SiO₂，粒径为10nm—1um，固含量为90％—95％，聚丙烯酸类浆料为由丙烯酰胺、丙烯晴、醋酸乙烯酯制成的颗粒状粉体，固含量90％—95％。

由于现有的超微粒子无机材料及聚丙烯酸类浆料根据固含量的不同，可分为液体状与固体状，无论选择哪种，只要满足超微粒子无机材料的有效成份占总重量的比例为1％—10％，聚丙烯酸类浆料占总重量的比例为10％—40％即可。

实施例二，将占总重量5％—40％的超微粒子无机材料、60％—90％的聚丙烯酸类浆料及余量的水混合而成。其中，超微粒子无机材料为SiO₂、TiO₂和Al₂O₃的复合物其呈乳白色液体，粒径为10nm—1um，固含量为10％—50％，聚丙烯酸类浆料为丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯及苯乙烯以水为溶剂通过乳液共聚反应制备成粘滞状液体，固含量为10％—50％。

实施例三，将占总重量5％—40％的超微粒子无机材料、10％—30％的聚丙烯酸类浆料及水混合而成。其中，超微粒子无机材料为Al₂O₃和TiO₂的混合物，外观为乳白色的液体，粒径为10nm—1um，固含量10％—50％；聚丙烯酸类浆料为由丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯晴、醋酸乙烯酯制成的颗粒状粉体，固含量90％—95％。

实施例四，将占总重量1％—10％的超微粒子无机材料、70％—85％的聚丙烯酸类浆料及水混合而成，其中，超微粒子无机材料为SiO₂、TiO₂和Al₂O₃的混合物，外观为粉体，固含量90％—95％；聚丙烯酸类浆料为由丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯晴、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯制成的粘滞状液体，固含量10％—50％。

实施例五，将占总重量1％—10％的超微粒子无机材料、70％—85％的聚丙烯酸类浆料及水混合而成，其中，超微粒子无机材料为由TiO₂和Al₂O₃形成的复合物与SiO₂组成的混合物，外观为粉体，固含量90％—95％；聚丙烯酸类浆料为由丙烯酰胺、丙烯晴、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯制成的粘滞状液体，固含量10％—50％。

实施例六，将占总重量5％的超微粒子无机材料、80％的聚丙烯酸类浆料及余量的水混合而成，其中，超微粒子无机材料为由TiO₂与SiO₂形成的复合物，外观为粉体，固含量90％—95％；聚丙烯酸类浆料为由丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯制成的粘滞状液体，固含量10％—50％。

上述浆料的制备方法如下：

第一步，先生产制作出或者采购超微粒子无机材料，具体配比含量根据市场需求的不同，在上述组份配比范围内，具体选定，再加水把超微粒子无机材料利用高速搅拌高速剪切制成均匀的水分散液。第二步，先生产制作出或者采购再湿低再粘性聚丙烯酸类浆料，再加水利用高速搅拌制成水乳液。第三步，合成：把已制成的超微粒子无机材料的水分散液和聚丙烯酸类浆料的水乳液，一起投入反应釜，高速搅拌均匀后，再经过高速剪切机剪切混合而成，过滤或过滤干燥，得水溶性环保纺织浆料，其中所述超微粒子无机材料占总重量1％—10％，聚丙烯酸类浆料占总重量10％—40％，所述纺织浆料组合物固含量为10％—95％。

以下是纺织厂提供的在高支高密高难品种上用环保浆料替代PVA浆料的浆纱工艺对比：

从数据来看，织造效率基本相当，高支高密品种新配方优于原配方，新配方组份少，调浆操作简便。成本方面新配方明显低于原配方，无疑对企业经济效益有很大提高。通过使用证明环保型浆料完全可以取代PVA浆料，满足浆纱质量要求。

Claims

1、一种取代聚乙烯醇的纺织浆料组合物，其特征在于：由占总重量1％—10％超微粒子无机材料和占总重量10％—40％聚丙烯酸类浆料及余量的水混合而成，所述纺织浆料组合物固含量为10％—95％。

2、根据权利要求1所述的取代聚乙烯醇的纺织浆料组合物，其特征在于：所述的超微粒子无机材料选自SiO₂、TiO₂、Al₂O₃中至少一种。

3、根据权利要求1所述的取代聚乙烯醇的纺织浆料组合物，其特征在于：所述的超微粒子无机材料为SiO₂、TiO₂、Al₂O₃中至少两种形成的复合物，或者为所述复合物与SiO₂或TiO₂形成的混合物。

4、根据权利要求1、2或3所述的取代聚乙烯醇的纺织浆料组合物，其特征在于：所述的聚丙烯酸类浆料选自丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯晴、醋酸乙烯酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸丁酯中的3-6种，以水为溶剂通过乳液共聚反应制备成再湿低再粘水溶性浆料。

5、根据权利要求4所述的取代聚乙烯醇的纺织浆料组合物，其特征在于：所述的超微粒子无机材料的含量为2％—8％，所述的聚丙烯酸类浆料的含量为20％—30％。

6、根据权利要求1所述的取代聚乙烯醇的纺织浆料组合物，其特征在于：所述的超微粒子无机材料的粒径为10nm—1um。

7、一种制备权利要求1所述纺织浆料组合物的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

8、根据权利要求7所述的取代聚乙烯醇的纺织浆料组合物，其特征在于：所述的超微粒子无机材料选自SiO₂、TiO₂、Al₂O₃中至少一种。

9、根据权利要求7所述的取代聚乙烯醇的纺织浆料组合物，其特征在于：所述的超微粒子无机材料为SiO₂、TiO₂、Al₂O₃中至少两种形成的复合物，或者为所述复合物与SiO₂或TiO₂形成的混合物。

10、根据权利要求7所述的取代聚乙烯醇的纺织浆料组合物，其特征在于：所述的聚丙烯酸类浆料选自丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯晴、醋酸乙烯酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸丁酯中的3-6种，以水为溶剂通过乳液共聚反应制备成再湿低再粘水溶性浆料。