CN105113249A - 一种无皂聚丙烯酸酯类纺织浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无皂聚丙烯酸酯类纺织浆料及其制备方法。所述浆料的原料包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、分子量调节剂、水性聚酯、过硫酸铵、氨水、去离子水。本发明的特点是用水性聚酯取代传统乳化剂。与现有技术相比，本发明有如下有益效果：（1）浆料环保、易生化降解、无毒；（2）浆料对涤纶纤维具有较好的亲和力和粘附力；（3）浆料吸水率低，能满足喷水织机织造要求；（4）浆膜碱溶性好，退浆容易。
Description
技术领域
本发明涉及一种纺织浆料及其制备方法，更具体地说，它涉及一种用于涤纶长丝织造上浆的无皂聚丙烯酯类纺织浆料及其制备方法。
背景技术
在纺织时，经纱要经织机运动产生反复的摩擦、拉伸、卷绕和冲击，为降低断头率，提高织纱效率，在织造前必须对经纱进行上浆。传统方法用的浆料有淀粉和聚乙烯醇(PVA)，由于PVA用量大，造成对环境污染很大。一些国家已经把它列为禁用产品，此后，越来越多的企业开始使用性能更好的聚丙烯酸酯类浆料，聚丙烯酸酯类浆料在涤纶长丝上浆和织造过程中具有关键作用。但是通常聚丙烯酸酯浆料的聚合是在乳化剂的存在下进行的，而绝大多数乳化剂都不参与聚合反应，最终产品中残存着乳化剂，对浆膜耐水性、附着力都有不佳影响。特别是AEPO乳化剂有较大毒性，生物降解性差，而且降解代谢物也有毒性，对环境有污染。世界上一些国家从20世纪八十年代就逐渐限制或禁止使用AEPO产品。因此我们需要一种避免使用乳化剂的聚合方法，即无皂聚合聚丙烯酸酯类浆体。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于克服由于残留乳化剂的存在导致的产品质量下降和对环境的不良影响，为此提供了一种无皂聚丙烯酸酯类纺织浆料。
本发明的另一目的就在于提供该纺织浆料的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种无皂聚丙烯酸酯类纺织浆料，该纺织浆料以重量份数计，由以下组分组成：
丙烯酸1.5~3.5份
甲基丙烯酸6.5~8.5份
甲基丙烯酸甲酯28.0~33.0份
丙烯酸甲酯25.0~34.0份
丙烯酸乙酯8.0~23.0份
丙烯酸丁酯12.0~21.0份
分子量调节剂0.2~0.3份
水性聚酯5.0~7.0份
引发剂0.60~0.80份
氨水9.15~9.5份
去离子水410.0~430.0份。
优选的，所述分子量调节剂为十二烷基硫醇。
优选的，所述引发剂为过硫酸铵。
制备如权利要求1所述的无皂聚丙烯酸酯类纺织浆料的方法：
（1）室温下将去离子水加入到带有搅拌器、加热器、温度计、回流冷凝管的反应容器中，启动搅拌，边搅拌边加入水性聚酯，加热升温至90~92℃；
（2）将丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫醇混合容器中，搅拌均匀备用；
（3）将部分过硫酸铵的水溶液加入到上述反应容器中，在90~92℃时开始滴加上述单体的混合物和剩余的过硫酸铵的水溶液，滴加时间100~140分钟后保持温度在90~92℃继续反应100~140分钟后降温至35~60℃，用氨水中和反应产物至pH=6.0~7.0，反应完成后过滤出料，得到成品。
优选的，步骤3中过硫酸铵的两次投料，投料量均为总量的1/2。
优选的，步骤3中滴加时间为115~125分钟。
优选的，步骤3中继续反应的时间为115~125分钟。
优选的，步骤3中反应完成后降温至45~55℃。
与现有技术相比本发明具有下述优点：
（1）以水性聚酯向聚酯分子链中引入离子型基团使其具备水溶性，从而取代了传统的乳化剂，使得浆膜的生物降解性好、无毒、对环境无污染；
（2）用水性聚酯取代传统乳化剂，浆膜吸水率低，能满足喷水织机织造要求；
（3）涤纶纤维分子是一种聚酯大分子，与水性聚酯结构相似，使得由水性聚酯取代传统乳化剂制得的浆料对涤纶纤维具有较好的亲和力和附着力；
（4）浆膜碱溶性好，退浆容易。
具体实施方式
实施例1：
原料：丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫醇、水性聚酯、过硫酸铵、氨水、去离子水，其中：
丙烯酸1.5份
甲基丙烯酸8.5份
甲基丙烯酸甲酯28.0份
丙烯酸甲酯34.0份
丙烯酯乙酯13.0份
丙烯酸丁酯15.0份
十二烷基硫醇0.2份
水性聚酯7.0份
过硫酸铵0.6份
氨水9.15份
去离子水430份
合成方法：
（1）室温下将去离子水加入到带有搅拌器、温度计、回流冷凝器的反应釜中，启动搅拌，加入水性聚酯，加热升温至90℃；
（2）将丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫醇抽入单体调和罐中，搅拌均匀备用；
（3）将总量1/2过硫酸铵的水溶液加入到上述反应釜中，按照摩尔数计，过硫酸铵溶液中的单体浓度为28%，于90~92℃开始滴加上述混合单体和剩余的1/2过硫酸铵的水溶液，滴加时间115分钟。滴加结束后，保持温度90℃，继续反应125分钟。保温结束，降温至45℃，用氨水中和到PH6.0~7.0，过滤出料，得成品。
实施例2：
原料：丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫醇、水性聚酯、过硫酸铵、氨水、去离子水，其中：
丙烯酸3.5份
甲基丙烯酸6.5份
甲基丙烯酸甲酯33.0份
丙烯酸甲酯28.0份
丙烯酯乙酯8.0份
丙烯酸丁酯21.0份
十二烷基硫醇0.3份
水性聚酯5.0份
过硫酸铵0.8份
氨水9.5份
去离子水410份
合成方法：
（1）室温下将去离子水加入到带有搅拌器、温度计、回流冷凝器的反应釜中，启动搅拌，加入水性聚酯，加热升温至92℃；
（2）将丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫醇抽入单体调和罐中，搅拌均匀备用；
（3）将总量1/2过硫酸铵的水溶液加入到上述反应釜中，按照摩尔数计，过硫酸铵溶液中的单体浓度为32%，于92℃开始滴加上述混合单体和剩余的1/2过硫酸铵的水溶液，滴加时间120分钟。滴加结束后，保持温度92℃，继续反应120分钟。保温结束，降温至50℃，用氨水中和到PH6.0~7.0，过滤出料，得成品。
实施例3：
原料：丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫醇、水性聚酯、过硫酸铵、氨水、去离子水，其中：
丙烯酸2.5份
甲基丙烯酸7.5份
甲基丙烯酸甲酯30.0份
丙烯酸甲酯25.0份
丙烯酯乙酯23.0份
丙烯酸丁酯12.0份
十二烷基硫醇0.25份
水性聚酯6.0份
过硫酸铵0.7份
氨水9.33份
去离子水420份
合成方法：
（1）室温下将去离子水加入到带有搅拌器、温度计、回流冷凝器的反应釜中，启动搅拌，加入水性聚酯，加热升温至91.5℃；
（2）将丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫醇抽入单体调和罐中，搅拌均匀备用；
（3）将总量1/2过硫酸铵的水溶液加入到上述反应釜中，按照摩尔数计，过硫酸铵溶液中的单体浓度为30%，于91.5℃开始滴加上述混合单体和剩余的1/2过硫酸铵的水溶液，滴加时间125分钟。滴加结束后，保持温度91℃，继续反应115分钟。保温结束，降温至55℃，用氨水中和到PH6.0~7.0，过滤出料，得成品。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
浆膜性能测试
1.浆膜吸水率测试
（1）将浆膜放入恒温烘箱内105℃烘至恒重，取出后放入干燥器内平衡30分钟，精确称重为F1；
（2）将水浴温度调至40℃，然后将烘干的浆膜放入盛有40℃去离子水的烧杯中，将烧杯放入水浴内，10分钟后取出浆膜，用滤纸吸出浆膜表面水滴，并称重为F2；
（3）计算方法：
吸水率（%）=（F2－F1）/F1×100；
2.浆膜碱溶率测试
（1）将浆膜放入恒温烘箱内105℃烘至恒重，取出后放入干燥器内平衡30分钟，精确秤重为G1；
（2）将水俗温度调至40℃，然后将烘干的浆膜放入盛有40℃0.1%氢氧化钠溶液的烧杯中，将烧杯放入水浴内，10分钟后取出浆膜，用清水清洗后，放入恒温烘箱内105℃烘至恒重，取出后放入干燥器内平衡30分钟，精确秤重为G2；
（3）计算方法
碱溶率（%）=（G1－G2）/G1×100。
表1
| A | B | C | D | E | |
| 吸水率% | 6.09 | 6.59 | 4.52 | 5.08 | 4.57 |
表2
| A | B | C | D | E | |
| 碱溶率% | 12.2 | 13.92 | 18.02 | 19.09 | 18.77 |
表1为本发明浆料与两种市场上常用丙烯酸酯类浆料浆膜吸水率比较图；
表2为本发明浆料与两种市场上常用丙烯酸酯类浆料浆膜碱溶率比较图；
表中：A、B为两种市场上常用丙烯酸酯类浆料；
表中：C为本发明实施1制备的浆料；
表中：D为本发明实施2制备的浆料；
表中：E为本发明实施3制备的浆料。
Claims (9)
1.一种无皂聚丙烯酸酯类纺织浆料，其特征在于：其特征在于该纺织浆料的配方组分按重量计为：
丙烯酸1.5~3.5份
甲基丙烯酸6.5~8.5份
甲基丙烯酸甲酯28.0~33.0份
丙烯酸甲酯25.0~34.0份
丙烯酸乙酯8.0~23.0份
丙烯酸丁酯12.0~21.0份
分子量调节剂0.2~0.3份
水性聚酯5.0~7.0份
引发剂0.60~0.80份
氨水9.15~9.5份
去离子水410.0~430.0份。
2.根据权利要求1所述的无皂聚丙烯酸酯类纺织浆料，其特征在于：所述分子量调节剂为十二烷基硫醇。
3.根据权利要求1所述的无皂聚丙烯酸酯类纺织浆料，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵。
4.制备如权利要求1-3任一所述的无皂聚丙烯酸酯类纺织浆料的方法：
步骤一，室温下将去离子水加入到带有搅拌器、加热器、温度计、回流冷凝管的反应容器中，启动搅拌，边搅拌边加入水性聚酯，加热升温至90~92℃；
步骤二，按照比例将丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫醇混合容器中，搅拌均匀，得到混合物备用；
步骤三，按照比例称取过硫酸铵水溶液，将部分过硫酸铵的水溶液加入到步骤一中的反应容器中，在90~92℃时开始滴加步骤二中混合物和剩余的过硫酸铵的水溶液，滴加时间100~140分钟后保持温度在90~92℃继续反应100~140分钟后降温至35~60℃，用氨水中和反应产物至pH=6.0~7.0，反应完成后过滤出料，得到成品。
5.根据权利要求4所述的无皂聚丙烯酸酯类纺织浆料的制备方法，其特征在于：步骤三中过硫酸铵的两次投料，投料量均为总量的1/2。
6.根据权利要求4所述的无皂聚丙烯酸酯类纺织浆料的制备方法，其特征在于：步骤三中滴加时间为115~125分钟。
7.根据权利要求4所述的无皂聚丙烯酸酯类纺织浆料的制备方法，其特征在于：步骤三中继续反应的时间为115~125分钟。
8.根据权利要求4所述的无皂聚丙烯酸酯类纺织浆料的制备方法，其特征在于：步骤3中反应完成后降温至45~55℃。
9.根据权利要求4所述的无皂聚丙烯酸酯类纺织浆料的制备方法，其特征在于：按照摩尔数计，过硫酸铵溶液中的单体浓度为28%到32%。
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