CN102382268B - 一种高效渗透附膜剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化学领域，具体为一种高效渗透附膜剂及其制备方法和应用。将水分散性聚酯、十二烷基硫酸钠、OP-10、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、丙烯酸和引发剂经聚合后形成聚合物乳液，可用于高比例涤棉和纯涤上浆，并有较好的织造效果。
Description
技术领域
本发明涉及化学领域，具体为一种用于涤棉或纯涤上浆的高效渗透附膜剂及其制备方法。
背景技术
在纺织浆纱工艺中，针对高比例涤棉或纯涤产品，传统工艺中都是采用PVA或一些淀粉衍生物，
纺织上浆工艺中，PVA(聚乙二醇)特别是部分醇解的PVA，以其优异的粘附性、成膜性在高比例涤棉或纯涤上浆具有不可替代的作用。但这存在两个问题：1.PVA浆膜强力太大造成干分绞困难、二次毛羽严重，特别是在高速无梭织机上，这就大大降低了织造效率；2.PVA不易分解，长期积累会破坏生态环境，欧盟一些国家在进口纺织品的加工中禁止使用PVA。
现国内解决这一问题主要有2个方向，1.选用合适的淀粉衍生物来部分替代，淀粉价格便宜，但由于结构和亲水性使其对涤的粘附效果不理想，以及浆膜本身比较脆硬；所以出现了一些衍生物产品如醋酸酯淀粉甚至接枝淀粉，但这些变性都是以淀粉大分子骨架为基础进行性能改进，往往由于工艺设备和成本等问题不能使淀粉性能有飞跃式的提高。2.聚丙烯酸类浆料，虽对涤的粘附力较好，但自身的成膜性较差，从而影响了它对涤的实际上浆效果；聚丙烯酸类浆料的性能主要取决于组成单体本身的性能及其配比，聚合工艺对其性能也有较大影响，丙烯酸类单体种类很多，可以充分利用各单体的特性选择合理的组分配比，通过改变大分子的结构和性能来满足上浆的要求。可以看出聚丙烯酸类浆料因具有多样的单体选择和灵活的合成工艺，使其在涤棉或纯涤上浆中取代PVA更具优势。
近几年来水分散性聚酯逐渐被应用于涤棉和纯涤上浆中，因水分散性聚酯的分子组成和结构都与涤纶十分的类似，所以在涤棉和纯涤的上浆中该类浆料对涤的粘附性能十分突出，使纱线的强力和毛羽附贴效果很好；由于聚酯对涤有着超强的粘着力，在上浆中用量会相对减少，相应淀粉用量会相对提高，甚至完全可以以1∶2.5的比例替代PVA的用量。从而使水溶性聚酯成为提高织造效率和节省上浆成本的又一有效的途径。但水分散性性聚酯的缺点也很明显首先是：(1)虽然对涤的粘附力较好，但自身的成膜性较差，水分散性聚酯的成膜性不好，单独浇制浆膜几乎是不成膜的，这使它在上浆中不能形成一层膜很好的披附在纱干上；(2)水分散性聚酯的水溶液稳定性不是很理想，长时间存放会出现不同程度的分层现象，这在浆纱中会加剧混合浆的相分离。这两点极大的影响了它在上浆中的使用效果。
针对这些问题，需要对现有技术加以改进，通过增加浆料自身成膜性和对涤的粘附力，明显的提高涤棉和纯涤织造的效率，并改善因使用PVA而带来的环境问题。
发明内容
本发明旨在提供一种用于涤棉或纯涤上浆的高效渗透附膜剂。
本发明还提供上述高效渗透附膜剂的制备方法。
本发明主要涉及一种在高比例涤/棉、纯涤上浆中，大比例或全部取代PVA的一种新型高效渗透附膜剂及其制备方法，是由下列原料经聚合后形成聚合物乳液，聚合所用原料为：水分散性聚酯，十二烷基硫酸钠，OP-10，丙烯酸丁酯，醋酸乙烯酯，丙烯酰胺，丙烯酸，过硫酸铵，无水亚硫酸钠和水。产品在高比例涤/棉、纯涤上浆中，能够大比例或全部取代PVA，并获得较好的织造效果。
这种高效渗透附膜剂的制备方法，原料包括以下重量百分比的物质：
水分散性聚酯8％-10％
丙烯酸丁酯5％-6％
醋酸乙烯酯5％-6％
丙烯酰胺2％-4％
丙烯酸4％-6％
引发剂0.4％-0.6％
乳化剂十二烷基硫酸钠0.7％-0.9％
乳化剂辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)0.1％-0.3％
去离子水70-76％；
引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和无水亚硫酸钠中的至少一种。
制备工艺包括以下步骤：
(1)离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠和非离子型表面活性剂OP-10(辛基酚聚氧乙烯醚)充分溶解于去离子水，加入水分散性聚酯，搅拌加热至83～85℃，保温20～60分钟；
(2)滴加引发剂溶液、单体混合液A和单体混合液B，滴加时间2.5～4小时，温度控制在83～85℃；
将引发剂溶解于去离子水中得到引发剂溶液，丙烯酰胺与丙烯酸混合均匀得到单体混合液A；丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯混匀得到单体混合B；
(3)滴加完毕后升温至89～92℃，搅拌保温0.5～1小时。
通过上述方法所得到的高效渗透附膜剂，可取代PVA用于涤棉(高比例涤/棉)或纯涤上浆。
本发明专利则是将水分散性聚酯和丙烯酸类浆料相结合，加入离子型表面活性剂和非离子表面活性剂组成的复合乳化剂，充分发挥水分散性聚酯对涤纶良好的粘附性，又兼顾到整体高分子聚合物的成膜性、柔韧性和水溶性，从而开发出新型高效渗透附膜剂。
具体实施方式
实施例1
(1)0.7kg十二烷基硫酸钠和0.2kg OP-10(辛基酚聚氧乙烯醚)充分溶解于68kg去离子水；再加入10kg水分散性聚酯(分子量50000)，搅拌加热至84℃，保温30分钟；
(2)向步骤(1)混合物中滴加过硫酸铵溶液、单体混合液A和单体混合液B，3小时滴加完毕；
3kg丙烯酰胺和4kg丙烯酸混合得到单体混合液A，5kg丙烯酸丁酯与5kg醋酸乙烯酯混合得到单体混合液B；0.5kg引发剂过硫酸铵溶解于3.6kg去离子水得到过硫酸铵溶液；
(3)滴加完毕后升温至90℃，搅拌保温0.5小时，冷却至60℃左右时出料。
实施例2
(1)0.9kg十二烷基硫酸钠和0.1kg OP-10(辛基酚聚氧乙烯醚)充分溶解于68kg去离子水；再加入8.5kg水分散性聚酯(分子量50000)，搅拌加热至84℃，保温40分钟；
(2)向步骤(1)混合物中滴加过硫酸铵溶液、单体混合液A和单体混合液B，3小时滴加完毕；
4kg丙烯酰胺和5kg丙烯酸混合得到单体混合液A，5kg丙烯酸丁酯与5.5kg醋酸乙烯酯混合得到单体混合液B；0.4kg引发剂过硫酸铵溶解于2.6kg去离子水得到过硫酸铵溶液；
(3)滴加完毕后升温至90℃，搅拌保温0.5～1小时，冷却至60℃左右时出料。
实施例3
(1)0.8kg十二烷基硫酸钠和0.3kg OP-10(辛基酚聚氧乙烯醚)充分溶解于66kg去离子水；再加入10kg水分散性聚酯(分子量50000)，搅拌加热至84℃，保温30分钟；
(2)向步骤(1)混合物中滴加过引发剂溶液、单体混合液A和单体混合液B，3小时滴加完毕；
2.5kg丙烯酰胺和5.5kg丙烯酸混合得到单体混合液A，6kg丙烯酸丁酯与6kg醋酸乙烯酯混合得到单体混合液B；0.5kg引发剂过硫酸铵和0.1kg引发剂无水亚硫酸钠溶解于3.3kg去离子水得到引发剂溶液；
(3)滴加完毕后升温至92℃，搅拌保温0.5小时，冷却至60℃左右时出料。
实施例4
取实施例1的高效渗透附膜剂(10wt％)与淀粉(90wt％)混合做浆膜实验和粘附力实验，以聚酯和丙烯酸酯为对照，结果如表1和表2所示。
表1：浆膜实验
| 配比 | 强力(CN) | 伸长(％) | 耐磨(g/m3) | 水溶(S) |
| 淀粉(90％)+聚酯(10％) | 38.37 | 3.23 | 4.13 | 8.86 |
| 淀粉(90％)+丙烯酸酯(10％) | 36.43 | 6.7 | 3.3 | 8.4 |
| 淀粉(90％)+高效附膜剂(10％) | 38.16 | 6.3 | 3.21 | 8.64 |
表2：粘附力实验(涤棉)
| 配比 | 强力(CN) | CV(％) | 伸长(％) | CV(％) |
| 淀粉(90％)+聚酯(10％) | 119.7 | 6.59 | 12.5 | 3.9 |
| 淀粉(90％)+丙烯酸酯(10 | 109 | 6.4 | 14.5 | 4.2 |
| ％) | ||||
| 淀粉(90％)+高效附膜剂(10％) | 117.9 | 6.77 | 14.4 | 4.9 |
取实施例3的产品试浆，涤棉产品，生产品种规格：T80/C20，12×16，86×50，63″，2/1，小剑杆织机，如表3所示。
表3：试浆案例
其中胶粉、DF-333M为淀粉衍生物，覆膜剂是实施例2高效渗透附膜剂；DF-333M由西达(无锡)生物科技有限公司生产。
从以上实施例可以看到，厂家原配方用了16.5KG的PVA，织造效率达到85％，而在新配方中用了10KG的覆膜剂完全取代原配方的PVA，织造效率达到90％，高于原配方5个百分点，说明本专利的高效渗透附膜剂对涤棉上浆效果十分突出，大大的减少了PVA的用量，保护了生态环境。
聚酯本身成膜性很差，所以需配用一定比例的变性淀粉浇制浆膜，才能成膜并进行测试和对比。
物质的成膜性是该物质内聚力的一种表现，即物质内部分子相互的作用力，是物质本身强度的一种反应，强力值越大说明这种物质的内聚力越好，伸长值越大说明物质的弹性较好，耐磨值越小说明物质的内聚力越大，在上浆工艺中能更好的保护纱线不易断裂。
当两个或两个以上的不同物体接触时，发生相互结合的能力成为粘附性，物质的粘附性通常用粘附力来衡量，粘附力越大表示粘着剂对纱线纤维的结合力越好，在经纱后织造中纱线的毛羽越少，经纱强力也越高。
聚酯对涤的粘附性较好，因此表现的强力较高，丙烯酸酯大分子较柔软，因此弹力伸长较为突出，且成膜性较好，能较完整的在纱干上形成浆膜，这有利于纱线耐磨性的提高，而本发明是将两者的特点结合起来，充分发挥他们的长处，从而大量减少PVA的用量，极大的提高织造效率。
Claims (5)
1.一种高效渗透附膜剂的制备方法，其特征在于，制备工艺包括以下步骤：
（1）十二烷基硫酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚OP-10充分溶解于去离子水，加入水分散性聚酯，搅拌加热至83～85℃，保温20～60分钟；
（2）滴加引发剂溶液、单体混合液A和单体混合液B，滴加时间2.5～4小时，温度控制在83～85℃；
将引发剂溶解于去离子水中得到引发剂溶液，丙烯酰胺与丙烯酸混合均匀得到单体混合液A；丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯混匀得到单体混合B；
（3）滴加完毕后升温至89～92℃，搅拌保温0.5～1小时；
原料包括以下重量比的物质：
水分散性聚酯8%-10%；
丙烯酸丁酯5%-6%；
醋酸乙烯酯5%-6%；
丙烯酰胺2%-4%；
丙烯酸4%-6%；
引发剂0.4%-0.6%
乳化剂十二烷基硫酸钠0.7%-0.9%
乳化剂辛基酚聚氧乙烯醚OP-100.1%-0.3%
去离子水70%-76%；
以上原料的重量百分比之和为100%。
2.权利要求1所述高效渗透附膜剂的制备方法，其特征在于，所述水分散性聚酯分子量为40000～60000。
3.权利要求1所述高效渗透附膜剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和无水亚硫酸钠中的至少一种。
4.一种高效渗透附膜剂，其特征在于，通过权利要求1～3任一项所述方法制备。
5.权利要求4所述高效渗透附膜剂用于涤棉或纯涤上浆。
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| CN102382268A (zh) | 2012-03-21 |
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