CN104911898A - 一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料，包括淀粉、PVA、丙稀酸类、大豆蛋白、有机硅乳液、氢氧化钠、纳米二氧化钛和水，具体制备方法为：将5-7％的纳米二氧化钛溶液中加入醋酸酯淀粉，高速搅拌30-50min待淀粉分散均匀后，依次加入PVA、丙稀酸类、大豆蛋白和有机硅乳液，加入氢氧化钠调节PH值至7-10，以150-200r/min搅拌30min，然后加热至80-90℃恒温搅拌2-3h，得到纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料。本发明制备纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的上浆性能超过PVA含量较高的成熟配方的上浆性能，而且降解性能好，对环境负担小，可以用于纱线和织物的上浆工艺。
Description
技术领域：
本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料。
背景技术：
经纱上浆是纺织生产中关键的一道工序，随着各种新型纤维的不断问世，经纱上浆工艺也在不断的更新。经纱上浆的三大要素为：纺织浆料、设备和工艺，三者相辅相成。其中纺织浆料的原料和配方在经纱上浆中起到决定性的作用。而且，随着科学技术的不断发展，人们对生态环境的意识不断提高，纺织浆料绿色化的概念已经逐步走入人们的视野，生产出方便可靠、价格低廉、绿色环保的纺织浆料已经成为纺织工作者的研究课题。
经纱上浆的目的主要是经纱毛羽，增大经纱强度，保持经纱的弹性和断裂伸长率，提高经纱的耐磨性能，从而降低织造断头率，提高生产效率，使纱线在织造过程中能承受织机上强烈的机械作用，提高经纱的可织性，保证织造过程顺利进行，改善产品的质量。目前国内纺织厂常用的经纱上浆的浆料的主要淀粉、PVA和聚丙烯酸类三大类。淀粉浆料与亲水性的天然纤维的粘附性较好，但在其他纤维方面需要进行化学或者物理处理才能达到上浆的效果。聚乙烯醇PVA是一种很好的浆料，对天然纤维和合成纤维都具有较好的粘附性，但是其生物降解性差，会对环境造成严重污染。聚丙烯酸类浆料对环境友好，易被微生物降解，回收方便，但是应用范围较为狭窄，多需要改性后使用。
纳米材料中存在极细的晶粒和大量的晶界和晶粒内缺陷原子等，使纳米材料具有独特的表面效益、体积效应和梁子尺寸效应。纳米二氧化钛具有价格低廉、无毒、粒径小、比表面积大、磁性强、催化活性高、吸收性能好、吸收紫外线能力强、表面活性大、导热性好、分散性好、稳定性好等优点，在纺织品的抗紫外线、抗菌、抗静电、消光、抗老化、自清洁和隔热等方面已经有较为广泛的应用。
纳米改性淀粉混合浆料是利用纳米粒子二氧化钛的特殊性质，结合普通浆料的不同特点，降低PVA材料的使用量，在保证经线可织性的基础上，得到最佳的绿色纺织浆料，并赋予纱线多种性能，提高产品的功能性。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料，在常规配方的基础上进行改性，降低PVA的含量，加入纳米二氧化钛，制成纳米改性淀粉浆料，该绿色浆料的上浆性能超过PVA含量较高的成熟配方的上浆性能，而且降解性能好，对环境负担小。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料，其特征在于，所述纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的原料组成，按重量份计，包括：
淀粉 50-80份、PVA 20-25份、
丙稀酸类 5-10份、大豆蛋白 20-25份、
有机硅乳液 5-10份、氢氧化钠 1-5份、
纳米二氧化钛 8-14份、水 80-100份。
优选地，所述淀粉为醋酸酯淀粉。
优选地，所述PVA的型号为PVA1799F。
优选地，所述有机硅乳液为非离子型羟基硅油乳液。
优选地，所述氢氧化钠为PH调节剂，调节浆料的PH值至7-10。
优选地，所述纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛，粒径为20-50nm。
优选地，一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将5-7％的纳米二氧化钛溶液中加入醋酸酯淀粉，高速搅拌30-50min待淀粉分散均匀后，依次加入PVA、丙稀酸类、大豆蛋白和有机硅乳液，加入氢氧化钠调节PH值至7-10，以150-200r/min搅拌30min，然后加热至80-90℃恒温搅拌2-3h，得到纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料。
优选地，一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的使用方法，其特征在于：将纱线浸没于制备好的浆料中，在80-90℃下浸泡5-8min后取出，将纱线缠绕于框架中保证纱线的张力足够且均匀，然后将纱线及框架再次浸没于浆料中，在80-90℃下浸泡5-8min后取出。
优选地，一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的使用方法，其特征在于：将织物浸没于制备好的浆料中，在80-90℃下浸泡5-8min后取出，经轧染机去除多余的浆料，置于23-25℃，60-65％湿度的恒温恒湿环境中晾干。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明中的浆料中含有改性淀粉、PVA1799F、丙稀酸类，并且添加了纳米离子和植物蛋白，因此浆料中含有多种分散相，每个分散相相互交错，并保持连续性，形成的交织网络均匀连续，粘结强度大，因此浆料的上浆性能优异。
(2)本发明中含有的醋酸酯淀粉中含有活性基团羟基和羰基，能与纳米二氧化钛胶体粒子间以氢键和范德华力的作用力为媒介，相互结合成为大分子聚集体，而且纳米二氧化钛的催化性强，能促使PVA1799F、改性淀粉和丙烯酸类的共混，促进交织网络的稳定性和均匀性。
(3)本发明中还含有大豆蛋白，的氨基酸组成中主要有甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸和色氨酸等，在碱性环境中能水解形成蛋白质浆料，作为辅助浆料使用，降低PVA1799F的使用量，提高浆料的绿色环保性能。
(4)本发明制备的浆料的上浆性能超过PVA含量较高的成熟配方的上浆性能，而且降解性能好，对环境负担小，可以用于纱线和织物的上浆工艺。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的原料组成，按重量份计，包括：
醋酸酯淀粉 50份、
PVA1799F 20份、
丙稀酸类 5份、
大豆蛋白 20份、
非离子型羟基硅油乳液 5份、
PH调节剂氢氧化钠 1份、
20-50nm的金红石型纳米二氧化钛 8份、
水 80份。
制备方法为：将5％的纳米二氧化钛溶液中加入醋酸酯淀粉，高速搅拌30min待淀粉分散均匀后，依次加入PVA、丙稀酸类、大豆蛋白和有机硅乳液，加入氢氧化钠调节PH值至7，以150r/min搅拌30min，然后加热至80℃恒温搅拌3h，得到纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料。
使用方法为：将纱线浸没于制备好的浆料中，在80℃下浸泡5min后取出，将纱线缠绕于框架中保证纱线的张力足够且均匀，然后将纱线及框架再次浸没于浆料中，在80℃下浸泡5min后取出。将织物浸没于制备好的浆料中，在80℃下浸泡5min后取出，经轧染机去除多余的浆料，置于23-25℃，60-65％湿度的恒温恒湿环境中晾干。
实施例2：
一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的原料组成，按重量份计，包括：
醋酸酯淀粉 80份、
PVA1799F 25份、
丙稀酸类 10份、
大豆蛋白 25份、
非离子型羟基硅油乳液 10份、
PH调节剂氢氧化钠 15份、
20-50nm的金红石型纳米二氧化钛 14份、
水 100份。
制备方法为：将7％的纳米二氧化钛溶液中加入醋酸酯淀粉，高速搅拌50min待淀粉分散均匀后，依次加入PVA、丙稀酸类、大豆蛋白和有机硅乳液，加入氢氧化钠调节PH值至10，以200r/min搅拌30min，然后加热至90℃恒温搅拌2h，得到纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料。
使用方法为：将纱线浸没于制备好的浆料中，在90℃下浸泡5min后取出，将纱线缠绕于框架中保证纱线的张力足够且均匀，然后将纱线及框架再次浸没于浆料中，在90℃下浸泡5min后取出。将织物浸没于制备好的浆料中，在90℃下浸泡5min后取出，经轧染机去除多余的浆料，置于23-25℃，60-65％湿度的恒温恒湿环境中晾干。
实施例3：
一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的原料组成，按重量份计，包括：
醋酸酯淀粉 60份、
PVA1799F 22份、
丙稀酸类 7份、
大豆蛋白 22份、
非离子型羟基硅油乳液 6份、
PH调节剂氢氧化钠 3份、
20-50nm的金红石型纳米二氧化钛 12份、
水 90份。
制备方法为：将6％的纳米二氧化钛溶液中加入醋酸酯淀粉，高速搅拌40min待淀粉分散均匀后，依次加入PVA、丙稀酸类、大豆蛋白和有机硅乳液，加入氢氧化钠调节PH值至8，以170r/min搅拌30min，然后加热至85℃恒温搅拌2.5h，得到纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料。
使用方法为：将纱线浸没于制备好的浆料中，在86℃下浸泡6min后取出，将纱线缠绕于框架中保证纱线的张力足够且均匀，然后将纱线及框架再次浸没于浆料中，在86℃下浸泡6min后取出。将织物浸没于制备好的浆料中，在86℃下浸泡6min后取出，经轧染机去除多余的浆料，置于23-35℃，60-65％湿度的恒温恒湿环境中晾干。
实施例4：
一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的原料组成，按重量份计，包括：
醋酸酯淀粉 75份、
PVA1799F 21份、
丙稀酸类 8份、
大豆蛋白 21份、
非离子型羟基硅油乳液 7份、
PH调节剂氢氧化钠 4份、
20-50nm的金红石型纳米二氧化钛 11份、
水 85份。
制备方法为：将5.5％的纳米二氧化钛溶液中加入醋酸酯淀粉，高速搅拌45min待淀粉分散均匀后，依次加入PVA、丙稀酸类、大豆蛋白和有机硅乳液，加入氢氧化钠调节PH值至8，以180r/min搅拌30min，然后加热至90℃恒温搅拌3h，得到纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料。
使用方法为：将纱线浸没于制备好的浆料中，在90℃下浸泡8min后取出，将纱线缠绕于框架中保证纱线的张力足够且均匀，然后将纱线及框架再次浸没于浆料中，在90℃下浸泡8min后取出。将织物浸没于制备好的浆料中，在90℃下浸泡8min后取出，经轧染机去除多余的浆料，置于23-35℃，60-65％湿度的恒温恒湿环境中晾干。
实施例5：
一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的原料组成，按重量份计，包括：
醋酸酯淀粉 75份、
PVA1799F 24份、
丙稀酸类 8份、
大豆蛋白 23份、
非离子型羟基硅油乳液 9份、
PH调节剂氢氧化钠 3份、
20-50nm的金红石型纳米二氧化钛 12份、
水 95份。
制备方法为：将6.5％的纳米二氧化钛溶液中加入醋酸酯淀粉，高速搅拌40min待淀粉分散均匀后，依次加入PVA、丙稀酸类、大豆蛋白和有机硅乳液，加入氢氧化钠调节PH值至7-10，以170r/min搅拌30min，然后加热至85℃恒温搅拌3h，得到纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料。
使用方法为：将纱线浸没于制备好的浆料中，在85℃下浸泡7min后取出，将纱线缠绕于框架中保证纱线的张力足够且均匀，然后将纱线及框架再次浸没于浆料中，在85℃下浸泡7min后取出。将织物浸没于制备好的浆料中，在85℃下浸泡7min后取出，经轧染机去除多余的浆料，置于23-35℃，60-65％湿度的恒温恒湿环境中晾干。
实施例6：
一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的原料组成，按重量份计，包括：
醋酸酯淀粉 65份、
PVA1799F 20份、
丙稀酸类 10份、
大豆蛋白 20份、
非离子型羟基硅油乳液 10份、
PH调节剂氢氧化钠 5份、
20-50nm的金红石型纳米二氧化钛 10份、
水 90份。
制备方法为：将5％的纳米二氧化钛溶液中加入醋酸酯淀粉，高速搅拌35min待淀粉分散均匀后，依次加入PVA、丙稀酸类、大豆蛋白和有机硅乳液，加入氢氧化钠调节PH值至8，以190r/min搅拌30min，然后加热至80℃恒温搅拌3h，得到纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料。
使用方法为：将纱线浸没于制备好的浆料中，在80℃下浸泡6min后取出，将纱线缠绕于框架中保证纱线的张力足够且均匀，然后将纱线及框架再次浸没于浆料中，在80℃下浸泡6min后取出。将织物浸没于制备好的浆料中，在80℃下浸泡6min后取出，经轧染机去除多余的浆料，置于23-35℃，60-65％湿度的恒温恒湿环境中晾干。
经检测，实施例1-6制备的纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料与常规不含纳米材料的PVA、淀粉和丙烯酸类混合浆料的上浆结果如下所示：
由上表可见，本发明制备的纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的上浆性能超过PVA含量较高的成熟配方的上浆性能，而且降解性能好，对环境负担小。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料，其特征在于，所述纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的原料组成，按重量份计，包括：
淀粉50-80份、PVA 20-25份、
丙稀酸类5-10份、大豆蛋白20-25份、
有机硅乳液5-10份、氢氧化钠1-5份、
纳米二氧化钛8-14份、水80-100份。
2.根据权利要求1所述的一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料，其特征在于，所述淀粉为醋酸酯淀粉。
3.根据权利要求1所述的一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料，其特征在于，所述PVA的型号为PVA1799F。
4.根据权利要求1所述的一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料，其特征在于，所述有机硅乳液为非离子型羟基硅油乳液。
5.根据权利要求1所述的一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料，其特征在于，所述氢氧化钠为PH调节剂，调节浆料的PH值至7-10。
6.根据权利要求1所述的一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料，其特征在于，所述纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛，粒径为20-50nm。
7.根据权利要求1所述的一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将5-7％的纳米二氧化钛溶液中加入醋酸酯淀粉，高速搅拌30-50min待淀粉分散均匀后，依次加入PVA、丙稀酸类、大豆蛋白和有机硅乳液，加入氢氧化钠调节PH值至7-10，以150-200r/min搅拌30min，然后加热至80-90℃恒温搅拌2-3h，得到纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料。
8.根据权利要求1所述的一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的使用方法，其特征在于：将纱线浸没于制备好的浆料中，在80-90℃下浸泡5-8min后取出，将纱线缠绕于框架中保证纱线的张力足够且均匀，然后将纱线及框架再次浸没于浆料中，在80-90℃下浸泡5-8min后取出。
9.根据权利要求1所述的一种纺织用纳米二氧化钛改性淀粉混合浆料的使用方法，其特征在于：将织物浸没于制备好的浆料中，在80-90℃下浸泡5-8min后取出，经轧染机去除多余的浆料，置于23-25℃，60-65％湿度的恒温恒湿环境中晾干。
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