CN103224584B - 一种水溶性共聚合成浆料及其合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水溶性共聚合成浆料及其合成方法，该浆料是通过引发剂引发醋酸乙烯酯、丙烯酸类单体、丙烯酸脂类单体、脂肪酸甲脂发生共聚合成反应，所得浆料的吸湿性比PVA（聚乙烯醇）有较大幅度的改善，所得浆料加入淀粉浆料中，能改善纱线的耐磨性，提高纱线的力学性能。

Description

一种水溶性共聚合成浆料及其合成方法

技术领域

本发明涉及一种水溶性共聚合成浆料及其合成方法，属于纺织浆料技术领域。

背景技术

浆纱在纺织工艺中占有十分重要的地位，而浆料的优劣直接影响浆纱的质量，目前国内外的纺织行业中所使用的浆料主要有淀粉类、聚乙烯醇（PVA）类和丙烯酸及其脂类三大系列。其中，淀粉类（包括变性淀粉）约占70%以上，随着我国纺织品档次越来越高，坯布织造对浆纱的要求越来越高，仅仅使用变性淀粉很难达到织造的要求，所以，只能更多地使用PVA。但PVA用量的增加，又产生了一系例的问题，如PVA用量大了易产生二次毛羽,更为重要的是欧盟对不易降解的PVA有非常严格的限制，这严重阻碍了我国纺织品的出口。在这种情况下，迫切需要找到一种既可以满足高档坯布织造上浆需要，又对环境无害的绿色环保浆料。

丙烯酸类是近年来发展起来的又一种类型的纺织浆料，同淀粉类相比，丙烯酸类浆料对各类纤维都具有优良的粘附性能，且水溶性好，易于退浆，与聚乙烯醇相比，丙烯酸类浆料更易于生物降解。

丙烯酸及其脂类浆料是其单体的均聚物、共聚物或共混物的总称，丙烯酸突出的优点是其与各种纤维均具有较高的粘着力，这种高粘着力得益于丙烯酸分子中强极性的羧基（～COOH）基团,但这个基团也是产生再粘的主要因素，引入其他具有一定功能的基团对羧基进行限制作用可以改善其再粘性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水溶性共聚合成浆料，以解决现有PVA浆料的吸湿性高，再粘性强和价格较高的问题，同时，本发明的另一个目的是提供这种浆料的合成方法。

本发明的水溶性共聚合成浆料，按质量百分比该浆料由以下组分组成：

醋酸乙烯酯：3～7%，丙烯酸类单体：6～9%，丙烯酸酯类单体：8～12%，脂肪酸甲酯：3～6%，偶氮类引发剂：0.3～1%，过氧化物类引发剂：0.2～1%，醇：3～5%，氨水：3～5%，其余为水。

在上述浆料中，丙烯酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种。

在上述浆料中，丙烯酸脂类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

在上述浆料中，优选的脂肪酸甲酯为含有双键基团的C₁₆～C₁₈的长链脂肪酸甲酯。

在上述浆料中，优选的偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮异丁腈基甲酰胺、偶氮二异戊腈中的至少一种。

在上述浆料中，优选的过氧化物类引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化碳酸酯、过硫酸铵、过硫酸钾中的至少一种。

制备本发明的合成浆料的合成方法如下：

1）、在带有夹套和回流管的反应釜中，投入配方规定量的醇和水，打开搅拌器，通入蒸汽，并升温至70～90℃范围内；

2）、在70～90℃范围内，缓慢滴加含有丙烯酸类单体、丙烯酸酯类单体、脂肪酸甲酯、醋酸乙烯脂、偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂的混合溶液，滴加时间3～4小时；

3）、滴加完毕后，在70～90℃范围内，继续保温反应2～3小时后，降温到50～60℃，滴加氨水调节体系pH值为6～7之间；

4）、降温到室温，过滤，出料。

在上述组分中，丙烯酸类单体有不饱和双键，在引发剂作用下发生聚合反应，丙烯酸单体上的羧基对纤维有较高的附着力，同时也是必需的水溶性基团，丙烯酸脂类单体用于发生聚合反应，同时侧基提供憎水基团，用于调节浆料的吸湿性能和再粘性，醋酸乙烯脂和脂肪酸甲酯也有类似的功能，此外脂肪酸甲酯同时还具有分散剂和乳化剂的作用，偶氮类和过氧化物类引发剂组成复合引发剂用于引发上述单体进行聚合反应，本发明工艺简单，容易实现，所用原料便宜易得，单体转化效率高，产生的废液少，所得浆料的耐磨性较高，吸湿率较PVA有大幅度降低，再粘性得到改善，使用本发明所得的浆料与淀粉类浆料混合使用时可以提高纱线的力学性能，降低浆纱工艺的难度，提高了浆料的生产效率。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明，在以下实施例中，用浆料的回潮率表征浆膜的吸湿性能，计量标准为质量，计量单位为%，计算公式如下：

式中，B′浆膜回潮后的质量，B为干燥状态时浆膜的质量。在室温（25℃），相对湿度75%的环境中测试。

用耐磨性表征浆料粘附力及强伸性能。该值越大，说明浆料的耐磨性越好。

用浆纱后单根纱线的断裂强力和断裂伸长率两个指标来表征浆料对浆纱后经纱强度的影响，该值越高则表明该浆料对经纱的强度起到积极提升的作用，反之，该值越小在，则该浆料对经纱的影响较大，表明该浆料不适合对这种经纱的上浆。测试标准按照GB3916-83《单根纱线断裂强力与断裂伸长率的测定》，测试设备选用天辰公司的WDS-J数显式电子万能试验机。

实施例1

配方：醋酸乙烯酯6%，丙烯酸6%，丙烯酸甲酯8%，C₁₇的长直链脂肪酸甲酯6%，偶氮二异丁腈0.4%，过氧化物二苯甲酰0.8%，乙醇3.5%，氨水5%，水64.3%。

合成方法为：

在带有加热夹套和冷凝回流管的反应釜中，投入配方规定量的乙醇和水，打开搅拌器，通入蒸汽，升温至80℃开始缓慢滴加含有醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、C₁₇的长直链脂肪酸甲酯、偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰的混合溶液，滴加时间4小时；滴加完毕后继续保温反应2.5小时后，降温到50℃，滴加氨水调节体系pH值到6～7；降温到室温，过滤，出料。

所得浆料命名为Π-1。

实施例2

配方：醋酸乙烯酯3%，甲基丙烯酸9%，丙烯酸丁酯10%，C₁₆的长直链脂肪酸甲酯5%，偶氮二异丁腈1%，过氧化二苯甲酰1%，乙醇5%，氨水3%，水63%。

合成方法为：

在带有加热夹套和冷凝回流管的反应釜中，投入配方规定量的乙醇和水，打开搅拌器，通入蒸汽，升温至70℃开始缓慢滴加含有醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、C₁₆的长直链脂肪酸甲酯、偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰的混合溶液，滴加时间4小时；滴加完毕后继续保温反应2.5小时后，降温到50℃，滴加氨水调节体系pH值到6～7之间；降温到室温，过滤，出料。

所得浆料命名为Π-2。

实施例3

配方：醋酸乙烯酯5%，丙烯酸6%，甲基丙烯酸甲酯12%，C₁₈的长直链脂肪酸甲酯3.5%，偶氮二异庚腈0.6%，过氧化二苯甲酰0.6%，醇5%，氨水3.5%，水63.8%。

合成方法为：

在带有加热夹套和冷凝回流的反应釜中，投入配方规定量的乙醇和水，打开搅拌器，通入蒸汽，并升温至90℃开始缓慢滴加含有醋酸乙烯酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、C₁₈的长直链脂肪酸甲酯、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰的混合溶液，滴加时间3小时；滴加完毕后继续保温反应2.5小时后，降温到50℃，滴加氨水调节体系pH值到6～7之间；降温到室温，过滤，出料。

所得浆料命名为Π-3。

将PVA及上述实施例中所得的浆料Π-1、Π-2、Π-3分别与同一种变性淀粉按1:9的质量比，配制成2%的溶液对纱线进行处理，测试结果如下：

表1

从上表可以看出，本浆料回潮率比PVA有了较大幅度的降低，表明本浆料的吸湿性有了很大改善，3个实例样品耐磨性相对PVA都有一定提高，Π-2对纯棉，Π-3对涤棉效果更显著一些，断裂强度及伸长率方面也表现为同样的规律，根据该规律可以分别开发针对纯棉、涤棉的不同产品，满足不同的市场需求。

Claims (7)

1.一种水溶性共聚合成浆料，该浆料的组分及含量按质量百分比计如下： 醋酸乙烯酯：3～7%，丙烯酸类单体：6～9%，丙烯酸酯类单体：8～12%，脂肪酸甲酯：3～6%，偶氮类引发剂：0.3～1%，过氧化物类引发剂：0.2～1%，醇：3～5%，氨水：3～5%，其余为水，脂肪酸甲酯为含有双键基团的C16～C18的长链脂肪酸甲酯。

2.根据权利要求1所述的合成浆料，其中的丙烯酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的合成浆料，其中的丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的合成浆料，其中的偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮异丁腈基甲酰胺、偶氮二异戊腈中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的合成浆料，其中的过氧化物类引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化碳酸酯、过硫酸铵、过硫酸钾中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的合成浆料，其中的醇为甲醇、乙醇中的至少一种。

7.一种权利要求1所述的水溶性共聚合成浆料的合成方法如下： 1）、在带有夹套和回流管的反应釜中，投入配方规定量的醇和水，打开搅拌器，通入蒸汽，升温至70～90℃范围内； 2）、在70～90℃范围内，缓慢滴加含有丙烯酸类单体、丙烯酸酯类单体、脂肪酸甲酯、醋酸乙烯酯、偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂； 3）、滴加完毕后，在70～90℃范围内，继续保温反应2～3小时后，降温到50～60℃，滴加氨水调节体系pH值为6～7之间； 4）、降温到室温，过滤，出料。