CN106480755B - 涤纶用非离子型丙烯酸酯增深剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涤纶用非离子型丙烯酸酯增深剂制备方法，由原料按重量配比：硬脂十八醇聚氧乙烯醚8‑12，异构十三醇聚氧乙烯醚1.5‑2.5，N‑羟乙基丙烯酰胺6.8‑7.2，丙烯酸乙酯90‑100，苯乙烯30‑40，质量百分比为15%‑20%的乙烯丙烯酸共聚物钠盐水溶液5‑15，γ‑甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷3‑3.5，甲基丙烯酸1‑2，含丙烯酸基团的功能性硅油10‑12.5，过硫酸钾0.8‑1.2，去离子水400‑450，经半连续乳液聚合方法得到的乳液，其增深效果好，结合牢度优异。

Description

涤纶用非离子型丙烯酸酯增深剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及的是纺织品染整助剂领域，具体涉及一种用在涤纶织物上的非离子型丙烯酸酯增深剂及其制备方法。
背景技术
涤纶纤维是当前国内外产量最大的合成纤维品种，涤纶纤维的力学性能良好，做成服饰外观挺括，强度高、服用稳定性好，且防腐、防蛀、耐磨性好，同时也是仿真丝产品的最优选面料。但由于涤纶纤维特有的分子结构，面料表面结晶度较大尤其是细旦长丝的开发应用，造成涤纶纤维的染色性，尤其是染深性不佳，即使提高染料用量也达不到预期的效果，反而造成色牢度下降、成本升高，和环境污染等问题。因此，整个纺织品染整行业普遍采用增深技术来满足客户对于色度的要求以及用来减少染料的用量。这其中绝大部分采用的是阳离子丙烯酸树脂增深剂。
CN103255618A公开了《一种涤纶织物增深剂共聚乳液及制备方法》，该发明采用阳离子和非离子乳化剂，使该乳液总体呈现阳离子性，但其中使用烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）结构的乳化剂，是纺织品领域明令禁止含有的化学品，不符合环保要求。在合成方法上该发明主要由有机硅氧烷与改性氨基硅油的环氧氯烷基类化合物复配而成，而非丙烯酸酯单体合成。复配的增深剂弊端在于增深剂处理的织物水洗牢度不佳，耐水洗次数只有1-2次，同时用含环氧基的硅烷偶联剂进行改性，尽管使用了水解抑制剂，但并不能从根本上杜绝硅烷偶联剂水解的发生，这样也会造成增深效果下降和产品质量不稳定。
CN103694416A公开了《一种环保型织物增深剂的制备方法》，该发明采用八甲基环四硅氧烷和乙烯基三乙氧基硅烷5％ ；丙烯酸六氟丁酯3％改性丙烯酸酯乳液，同时以十六烷基三甲基氯化铵∶脂肪醇聚氧乙烯醚=3 ∶ 7 做乳化剂，使其乳液总体呈现阳离子性。但本发明没有给出具体的应用数据，特别是织物增深后的摩擦牢度和增深效果也没有说明。
CN104074053A公开了《一种高效增深剂及其制备与后整理应用方法》。此发明公开了一种高效增深剂及其制备与后整理应用方法，包括14~40% 的甲基丙烯酸酯单体、0.5~6%的交联剂、0.05~2% 的阳离子乳化剂、0.05~2% 的非离子乳化剂、0.0015~0.4% 的水溶性偶氮引发剂、0.005~0.5% 冰醋酸和60~85% 去离子水。该乳液同样呈现阳离子性，并且应用了两步法来达到增深的目的，但采用两步整理工艺，不仅造成操作过程的繁琐，而且第二步加入有机硅会造成牢度不佳，该发明的应用中也没有交代牢度级别。
CN104862964A公开了《一种用于涤纶织物的核壳结构乳液增深剂及其制备方法》。该专利同样使用了阳离子型乳化剂。
增深剂大都选择阳离子性的原因主要是在染色时中和纤维表面的电负离子，提高纤维与涂料、染料的亲和力，对染色棉织物作增深增艳处理效果很好，但对涤纶织物的增深效果不理想，且阳离子增深剂在实际使用中有一定的局限性，如果布面后处理过程中有用到阴离子型的涂料印花粘合剂等阴离子助剂，就会造成增深效果明显下降甚者发生起泡，絮凝等现象。
目前还未见有非离子型的丙烯酸酯增深剂的生产技术公开。
发明内容
本发明的目的是提供一种非离子型的、环保性好的丙烯酸酯增深剂及其制备方法，该增深剂乳液总体呈非离子性，适用范围广，环保、与织物结合牢度优异、增深效果好；增深后不会降低布面的干湿摩擦牢度。
本发明涤纶用非离子型丙烯酸酯增深剂：
由原料按重量配比：硬脂十八醇聚氧乙烯醚8-12，异构十三醇聚氧乙烯醚1.5-2.5，N-羟乙基丙烯酰胺6.8-7.2，丙烯酸乙酯90-100，苯乙烯30-40，质量百分比为15%-20%的乙烯丙烯酸共聚物钠盐水溶液5-15，γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷 3-3.5，甲基丙烯酸1-2，含丙烯酸基团的功能性硅油10-12.5，过硫酸钾0.8-1.2，去离子水400-450，经半连续乳液聚合方法得到的乳液；
外观： 白色微蓝乳液
pH值： 7-8
离子性： 非离子
固含量%： 30±1；
硬脂十八醇聚氧乙烯醚(是一种非离子乳化剂)环氧基官能团数为25；
异构十三醇聚氧乙烯醚(是一种非离子乳化剂)环氧基官能团数为40；
含丙烯酸基团的功能性硅油粘度为80-100mPa.s，分子量为1000-2000，可选用道康宁公司DC-32产品。
本发明涤纶用非离子型丙烯酸酯增深剂制备方法；
原料按重量比：
（1）将硬脂十八醇聚氧乙烯醚3-5，异构十三醇聚氧乙烯醚0.3-0.5，去离子水200-225加入反应釜中，搅拌使乳化剂完全溶解，升温至75-80℃，待用；
（2）将N-羟乙基丙烯酰胺6.8-7.2，丙烯酸乙酯90-100，苯乙烯30-40，质量百分比为15%-20%的乙烯丙烯酸共聚物钠盐水溶液5-15，γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷3-3.5，甲基丙烯酸1-2，含丙烯酸基团的功能性硅油10-12.5，硬脂十八醇聚氧乙烯醚5-7，异构十三醇聚氧乙烯醚1.2-2，去离子水200-225，加入乳化釜中，进行乳化，形成预乳化液，待用；
（3）将过硫酸钾0.2-0.3溶于去离子水5中待用；
（4）将过硫酸钾0.7-1.0溶于去离子水15中待用；
（5）将步骤（3）配制的过硫酸钾水溶液加入到步骤（1）的反应釜中，保持反应釜中体系反应温度75-80℃，滴加步骤（2）得到的预乳化液，同时滴加步骤（4）配制的过硫酸钾水溶液，控制滴加速度，在2-3小时滴完，然后升温至90℃保温0.5-1小时，然后冷却至30-40℃，加入质量百分比浓度25-30%的氨水调节pH为7-8，制得非离子型丙烯酸酯增深剂；
上述制备方法中用于溶解过硫酸钾去离子水不在原料配比的去离子水中；
硬脂十八醇聚氧乙烯醚环氧基官能团数为25；
异构十三醇聚氧乙烯醚环氧基官能团数为40；
含丙烯酸基团的功能性硅油粘度为80-100mPa.s，分子量为1000-2000，可选用道康宁公司DC-32产品。
本发明的主要特点是非离子型的涤纶用丙烯酸酯增深剂。从已公开的专利文献可以看出，涤纶增深剂都是阳离子型的，其作用机理是中和涤纶纤维表面的电负离子，使后续染色部分更充分。但其本身的阳离子性会造成增深剂适用范围很窄，特别是增深整理后需要涂料印花工艺的时候，由于大多数印花浆料都是阴离子性的，所以此时阳离子增深剂就不再适用，而非离子型增深剂就可以完全杜绝此类现象。
同时本发明在合成过程加入了乙烯丙烯酸共聚物钠盐水溶液以及γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。乙烯丙烯酸共聚物钠盐水溶液具有一定的导电作用，可以将涤纶纤维上多余的电荷导走，而不是中和掉，同时搭配γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，它可用来改善交联体系的消耗因子和比电感容抗，所以对粘合剂成膜后导电性及抗静电性有很好的辅助作用。 乙烯丙烯酸共聚物钠盐水溶液以及γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷搭配使用，将布面电荷导走而不是中和掉的作用机理也完全是本发明非离子型增深剂的独有特点。
本发明另一大特点是含丙烯酸基团的功能性硅油使用，它的最重要特点是不会像其他硅烷偶联剂在水中水解，而是可以像常规单体一样大量聚合在丙烯酸酯链段上，所以合成的乳液含硅量很高，硅含量的大幅提高可以大大降低光线在纤维表面的反射率，增加可见光的吸收，显著提高增深效果。
本发明使用两种环保型非离子乳化剂，搭配甲基丙烯酸的使用，保证了乳液聚合过程中的稳定性，有效防止凝胶的形成。N-羟乙基丙烯酰胺在使用过程中不会产生甲醛，保证了该增深剂的全环保性。该交联单体的使用，增加了增深剂与织物的粘结牢度，提高了本产品的耐水洗次数，同时也能增加织物增深处理后的干湿摩擦牢度。丙烯酸乙酯和苯乙烯用量的合理搭配，使聚合乳液具有合理的玻璃化温度，保证了织物增深处理后手感柔软的效果。
具体实施方式
实施例1
原料按重量比：
（1）将硬脂十八醇聚氧乙烯醚3，异构十三醇聚氧乙烯醚0.5，去离子水200加入反应釜中，搅拌使乳化剂完全溶解，升温至75-80℃，待用；
（2）将N-羟乙基丙烯酰胺6.8，丙烯酸乙酯100，苯乙烯30，质量百分比为15%-20%的乙烯丙烯酸共聚物钠盐水溶液5，γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷3，甲基丙烯酸1，含丙烯酸基团的功能性硅油10，硬脂十八醇聚氧乙烯醚5，异构十三醇聚氧乙烯醚2，去离子水200，加入乳化釜中，进行乳化，形成预乳化液，待用；
（3）将过硫酸钾0.2溶于去离子水5中待用；
（4）将过硫酸钾1.0溶于去离子水15中待用；
（5）将步骤（3）配制的过硫酸钾水溶液加入到步骤（1）的反应釜中，保持反应釜中体系反应温度75-80℃，滴加步骤（2）得到的预乳化液，同时滴加步骤（4）配制的过硫酸钾水溶液，控制滴加速度，在2-3小时滴完，然后升温至90℃保温0.5-1小时，然后冷却至30-40℃，加入质量百分比浓度25-30%的氨水调节pH为7-8，制得非离子型丙烯酸酯增深剂乳液。
实施例2
原料按重量比：
（1）将硬脂十八醇聚氧乙烯醚3.5，异构十三醇聚氧乙烯醚0.45，去离子水205加入反应釜中，搅拌使乳化剂完全溶解，升温至75-80℃，待用；
（2）将N-羟乙基丙烯酰胺6.9，丙烯酸乙酯98，苯乙烯32，质量百分比为15%-20%的乙烯丙烯酸共聚物钠盐水溶液7，γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷3.1，甲基丙烯酸1.2，含丙烯酸基团的功能性硅油 10.5，硬脂十八醇聚氧乙烯醚5.5，异构十三醇聚氧乙烯醚1.85，去离子水205，加入乳化釜中，进行乳化，形成预乳化液，待用；
（3）将过硫酸钾0.22溶于去离子水5中待用；
（4）将过硫酸钾0.9溶于去离子水15中待用；
（5）将步骤（3）配制的过硫酸钾水溶液加入到步骤（1）的反应釜中，保持反应釜中体系反应温度75-80℃，滴加步骤（2）得到的预乳化液，同时滴加步骤（4）配制的过硫酸钾水溶液，控制滴加速度，在2-3小时滴完，然后升温至90℃保温0.5-1小时，然后冷却至30-40℃，加入质量百分比浓度25-30%的氨水调节pH为7-8，制得非离子型丙烯酸酯增深剂乳液。
实施例3
原料按重量比：
（1）将硬脂十八醇聚氧乙烯醚4，异构十三醇聚氧乙烯醚0.4，去离子水215加入反应釜中，搅拌使乳化剂完全溶解，升温至75-80℃，待用；
（2）将N-羟乙基丙烯酰胺7，丙烯酸乙酯96，苯乙烯34，质量百分比为15%-20%的乙烯丙烯酸共聚物钠盐水溶液10，γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷3.2，甲基丙烯酸1.4，含丙烯酸基团的功能性硅油 11，硬脂十八醇聚氧乙烯醚6，异构十三醇聚氧乙烯醚1.9，去离子水215，加入乳化釜中，进行乳化，形成预乳化液，待用；
（3）将过硫酸钾0.24溶于去离子水5中待用；
（4）将过硫酸钾0.85溶于去离子水15中待用；
（5）将步骤（3）配制的过硫酸钾水溶液加入到步骤（1）的反应釜中，保持反应釜中体系反应温度75-80℃，滴加步骤（2）得到的预乳化液，同时滴加步骤（4）配制的过硫酸钾水溶液，控制滴加速度，在2-3小时滴完，然后升温至90℃保温0.5-1小时，然后冷却至30-40℃，加入质量百分比浓度25-30%的氨水调节pH为7-8，制得非离子型丙烯酸酯增深剂乳液。
实施例4
原料按重量比：
（1）将硬脂十八醇聚氧乙烯醚4.5，异构十三醇聚氧乙烯醚0.35，去离子水220加入反应釜中，搅拌使乳化剂完全溶解，升温至75-80℃，待用；
（2）将N-羟乙基丙烯酰胺7.1，丙烯酸乙酯94，苯乙烯38，质量百分比为15%-20%的乙烯丙烯酸共聚物钠盐水溶液12，γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷3.4，甲基丙烯酸1.8，含丙烯酸基团的功能性硅油 12，硬脂十八醇聚氧乙烯醚6.5，异构十三醇聚氧乙烯醚1.95，去离子水220，加入乳化釜中，进行乳化，形成预乳化液，待用；
（3）将过硫酸钾0.28溶于去离子水5中待用；
（4）将过硫酸钾0.75溶于去离子水15中待用；
（5）将步骤（3）配制的过硫酸钾水溶液加入到步骤（1）的反应釜中，保持反应釜中体系反应温度75-80℃，滴加步骤（2）得到的预乳化液，同时滴加步骤（4）配制的过硫酸钾水溶液，控制滴加速度，在2-3小时滴完，然后升温至90℃保温0.5-1小时，然后冷却至30-40℃，加入质量百分比浓度25-30%的氨水调节pH为7-8，制得非离子型丙烯酸酯增深剂乳液。
实施例5
原料按重量比：
（1）将硬脂十八醇聚氧乙烯醚5，异构十三醇聚氧乙烯醚0.3，去离子水225加入反应釜中，搅拌使乳化剂完全溶解，升温至75-80℃，待用；
（2）将N-羟乙基丙烯酰胺7.2，丙烯酸乙酯90，苯乙烯40，质量百分比为15%-20%的乙烯丙烯酸共聚物钠盐水溶液15，γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷3.5，甲基丙烯酸2，含丙烯酸基团的功能性硅油 12.5，硬脂十八醇聚氧乙烯醚7，异构十三醇聚氧乙烯醚2，去离子水225，加入乳化釜中，进行乳化，形成预乳化液，待用；
（3）将过硫酸钾0.3溶于去离子水5中待用；
（4）将过硫酸钾0.7溶于去离子水15中待用；
（5）将步骤（3）配制的过硫酸钾水溶液加入到步骤（1）的反应釜中，保持反应釜中体系反应温度75-80℃，滴加步骤（2）得到的预乳化液，同时滴加步骤（4）配制的过硫酸钾水溶液，控制滴加速度，在2-3小时滴完，然后升温至90℃保温0.5-1小时，然后冷却至30-40℃，加入质量百分比浓度25-30%的氨水调节pH为7-8，制得非离子型丙烯酸酯增深剂乳液。
上述实施例用于溶解过硫酸钾去离子水不在原料配比的去离子水中；
硬脂十八醇聚氧乙烯醚环氧基官能团数为25；
异构十三醇聚氧乙烯醚环氧基官能团数为40；
含丙烯酸基团的功能性硅油粘度为80-100mPa.s，分子量为1000-2000，可选用道康宁公司DC-32产品。
实验例
织物：75D/72F涤纶双面黑色超细旦针织布；
分别取本实施例1-5产品和市售阳离子丙烯酸酯增深剂E-405与水配成30g/L浸轧液；分别对布样进行浸轧处理；
整理工艺：一浸一轧（轧余率80%）→焙烘（140℃，2min）。
检测结果如下表：
增深比=（增深后织物K/S值-增深前织物K/S值）/增深前织物K/S值×100%
k/s值为织物颜色深度，使用电脑测色配色仪测试。
按GB/T3920-2008《纺织品色牢度实验耐摩擦色牢度》测试干摩擦牢度和湿摩擦牢度；
仪器：Data color 650 电脑测色配色仪，；
Y5718耐摩擦色牢度试验机。
从实验结果看，本发明非离子型丙烯酸酯增深剂完全可以达到市售阳离子增深剂的增深程度，同时增深后也达到了厂家要求的干湿摩擦牢度标准。

Claims (3)

1.涤纶用非离子型丙烯酸酯增深剂，其特征是：
由原料按重量配比：硬脂十八醇聚氧乙烯醚8-12，异构十三醇聚氧乙烯醚1.5-2.5，N-羟乙基丙烯酰胺6.8-7.2，丙烯酸乙酯90-100，苯乙烯30-40，质量百分比为15%-20%的乙烯丙烯酸共聚物钠盐水溶液5-15，γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷 3-3.5，甲基丙烯酸1-2，含丙烯酸基团的功能性硅油10-12.5，过硫酸钾0.8-1.2，去离子水400-450，经半连续乳液聚合方法得到的乳液；
外观： 白色微蓝乳液
pH值： 7-8
离子性： 非离子
固含量%： 30±1；
硬脂十八醇聚氧乙烯醚环氧基官能团数为25；
异构十三醇聚氧乙烯醚环氧基官能团数为40；
含丙烯酸基团的功能性硅油粘度为80-100mPa.s，分子量为1000-2000。
2.涤纶用非离子型丙烯酸酯增深剂制备方法，其特征是：
原料按重量比：
（1）将硬脂十八醇聚氧乙烯醚3-5，异构十三醇聚氧乙烯醚0.3-0.5，去离子水200-225加入反应釜中，搅拌使乳化剂完全溶解，升温至75-80℃，待用；
（2）将N-羟乙基丙烯酰胺6.8-7.2，丙烯酸乙酯90-100，苯乙烯30-40，质量百分比为15%-20%的乙烯丙烯酸共聚物钠盐水溶液5-15，γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷3-3.5，甲基丙烯酸1-2，含丙烯酸基团的功能性硅油10-12.5，硬脂十八醇聚氧乙烯醚5-7，异构十三醇聚氧乙烯醚1.2-2，去离子水200-225，加入乳化釜中，进行乳化，形成预乳化液，待用；
（3）将过硫酸钾0.2-0.3溶于去离子水5中待用；
（4）将过硫酸钾0.7-1.0溶于去离子水15中待用；
（5）将步骤（3）配制的过硫酸钾水溶液加入到步骤（1）的反应釜中，保持反应釜中体系反应温度75-80℃，滴加步骤（2）得到的预乳化液，同时滴加步骤（4）配制的过硫酸钾水溶液，控制滴加速度，在2-3小时滴完，然后升温至90℃保温0.5-1小时，然后冷却至30-40℃，加入质量百分比浓度25-30%的氨水调节pH为7-8，制得非离子型丙烯酸酯增深剂；
上述制备方法中用于溶解过硫酸钾去离子水不在原料配比的去离子水中；
硬脂十八醇聚氧乙烯醚环氧基官能团数为25；
异构十三醇聚氧乙烯醚环氧基官能团数为40；
含丙烯酸基团的功能性硅油粘度为80-100mPa.s，分子量为1000-2000。
3.如权利要求2制备方法得到的涤纶用非离子型丙烯酸酯增深剂。
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