CN106592226A - 一种稳定性强的环保型纺织浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稳定性强的环保型纺织浆料及其制备方法，该浆料具有下列重量份的原料配比：醋酸酯淀粉40‑50份、聚丙烯酸酯35‑45份、丙烯酸‑2‑乙基己酯32‑38份、磷酸三丁酯25‑27份、亚磷酸二苯基十三烷酯15‑19份、聚氧乙烯烷基酚12‑16份、亚甲基琥珀酸8‑10份、木薯淀粉8‑10份、海藻酸钠6‑8份、纳米氮化硅4‑6份、改性硅油消泡剂2‑4份、吸湿剂3‑5份、润滑剂3‑5份、去离子水200份，从而能够实现提高浆料粘度热稳定性、上浆率以及浆纱的断裂强度的效果。同时，还公开了相应的制备方法。

Description

一种稳定性强的环保型纺织浆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织浆料技术领域，具体涉及一种稳定性强的环保型纺织浆料及其制备方法。
背景技术
经纱上浆是织造工程的关键环节，浆纱的目的主要是提高纱线的耐磨性，减少毛羽，适当增加纱线的强力，减少伸度，以承受经纱在织造过程中受到的机械作用力，提高纱线的可织性。随着纺织大型轻化工企业特别是纺织企业数量大量增加，纺织浆料的使用量也越来越多，现在纺织浆料是纺织行业除纺织纤维外消耗的第二大材料，我国的年消耗量已达到百万吨之多。
变性淀粉、聚乙烯醇和聚丙烯酸类浆料是目前广泛使用的三大纺织上浆用浆料。目前在国际市场上，淀粉浆料用量约占浆料总用量的74%，聚乙烯醇和丙烯酸类浆料分别约占11% 和12% ，其它浆料为3%左右。经纱上浆的浆料结构为：一般纯棉织物以原淀粉或变性淀粉为主。而纯化纤及其混纺织物，则根据各国资源条件不同而不同。在日本以改性聚乙烯醇为主；在美国使用聚乙烯醇和变性淀粉混合浆料，丙烯酸类浆料为辅助浆料；欧洲国家以变性淀粉为主体浆料，丙烯酸类浆料为辅助浆料。我国在近年来，变性淀粉得到了迅速发展，品种也越来越多。目前在我国，淀粉浆料约占70% ，聚乙烯醇约占20% ，丙烯酸类浆料及其它浆料占10% 左右。我国浆料的使用结构比较复杂。一般纯棉中高特织物大多采用原淀粉或变性淀粉为主，辅以少量聚乙烯醇或丙烯酸类浆料。纯棉低特高密织物采用变性淀粉与聚乙烯醇混合浆料。有些以聚乙烯醇为主体浆料，一般为浆料总量的60% 左右，变性淀粉为30%～40% ，再辅以丙烯酸类浆料；有些以变性淀粉为主体浆料，一般为浆料总量的60% ，聚乙烯醇为30%～ 40% ，再辅以丙烯酸类浆料或CM C (CM S) 浆料。对涤棉织物上浆大多采用聚乙烯醇与变性淀粉的混合浆，以聚乙烯醇为主体，变性淀粉用量为30%～ 40% ，再添加丙烯酸类浆料或CM C (CM S) 浆料；有的还采用以聚乙烯醇为主的纯化学混合浆。
对于上述几种浆料而言，变性淀粉浆料是纺织上浆的主浆料组分，与天然纤维亲和力强，成膜性好，易于退浆，但由于淀粉大分子链是由环状结构的葡萄糖剩基构成的，玻璃化温度较高，大分子链的柔顺性较差，因此淀粉类浆料的浆膜硬而脆，且与涤纶纤维的亲和力较差，粘附性能不够。聚乙烯醇浆料成膜性好，且浆膜强度高、弹性好，对天然纤维和合成纤维都具有较好的粘附性，但聚乙烯醇浆料的生物降解性较差，欧洲一些国家已禁止使用聚乙烯醇浆料。聚丙烯酸类浆料是取代聚乙烯醇浆料发展的重要方向。聚丙烯酸类浆料按照侧链官能团的不同，可分为三类：聚丙烯酰胺，聚丙烯酸及其盐类，聚丙烯酸酯类。聚丙烯酰胺是一个亲水性很强的浆料，因此对疏水性强的涤纶纤维的粘附性不足。聚丙烯酸浆料是锦纶的适用浆料，但对涤纶纤维的粘附性较弱。且聚丙烯酰胺、聚丙烯酸及其盐类浆料吸湿再粘性大，只能少量使用于混合浆料中。聚丙烯酸酯类浆料主要是丙烯酸甲酯及丙烯酸丁酯共聚物，为了水溶的需要，配以丙烯酸共聚单体；这类浆料对合成纤维具有较好的粘附性能，但吸湿和再粘性较强，玻璃化温度低，浆膜较软，限制了其作为主浆料的使用。且聚丙烯酸类浆料多采用乳液聚合法生产，乳化剂的存在往往会恶化其使用性能，如产生泡沫、影响与其它浆料的相容性等。
因此，为了克服上述纺织浆料的缺点，目前纺织浆料的发展趋势主要是：（1）适应环境保护和产品开发的要求，浆料产品应向“少组份、高质量、多功能、系列化、少用或不用聚乙烯醇”的方向发展；（2）加速高质量高性能变性淀粉的开发；（3）开发更新一代的丙烯酸类浆料；（4）在配浆上浆标准化、规范化的基础上，开发各大类产品的组合浆料。
同时，在向上述方向发展的基础上，进一步提高纺织浆料自身的固有性能，已解决目前现有新型纺织浆料稳定性不高、上浆率欠佳的问题也是尤为必要的。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种稳定性强的环保型纺织浆料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到了一种新型纺织浆料，具有良好的粘度热稳定性、上浆率，同时可提高浆纱的断裂强度，具有良好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种稳定性强的环保型纺织浆料，由下列重量份的原料制成：醋酸酯淀粉40-50份、聚丙烯酸酯35-45份、丙烯酸-2-乙基己酯32-38份、磷酸三丁酯25-27份、亚磷酸二苯基十三烷酯15-19份、聚氧乙烯烷基酚12-16份、亚甲基琥珀酸8-10份、木薯淀粉8-10份、海藻酸钠6-8份、纳米氮化硅4-6份、改性硅油消泡剂2-4份、吸湿剂3-5份、润滑剂3-5份、去离子水200份。
优选地，所述的吸湿剂选自丙二醇、二甘醇、甘油中的任意一种。
优选地，所述的润滑剂选自石蜡、动物脂、氢化动物脂中的任意一种。
所述稳定性强的环保型纺织浆料的制备方法包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将醋酸酯淀粉、聚丙烯酸酯、丙烯酸-2-乙基己酯、磷酸三丁酯、亚磷酸二苯基十三烷酯混合均匀，投入到反应釜中，用浓度为2%的NaOH溶液调节混合物pH至8.0，随后将反应釜升温至125-135℃，搅拌反应90-110分钟，得初步反应混合物；
（3）将聚氧乙烯烷基酚、亚甲基琥珀酸、木薯淀粉、海藻酸钠、纳米氮化硅和去离子水混合，投入分散釜中将混合液分散至均匀状态，随后升温至70-80℃，加入吸湿剂、润滑剂并搅拌混合均匀，继续升温至100-120℃，反应3-4小时，冷却至室温后取出，再于600-700W的功率下超声2-4小时，得到超声处理混合液；
（4）将步骤（2）得到的初步反应混合物和步骤（3）得到的超声处理混合液合并，搅拌均匀，加入改性硅油消泡剂，再于5000 r/min的状态下搅拌40-50分钟，得到成品浆料。
优选地，所述步骤（2）中反应釜反应时的压强为4-6MPa。
优选地，所述步骤（3）中的超声功率为650W，超声时间为3小时。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的纺织浆料以醋酸酯淀粉、聚丙烯酸酯、丙烯酸-2-乙基己酯、磷酸三丁酯为主要成分，通过加入亚磷酸二苯基十三烷酯、聚氧乙烯烷基酚、亚甲基琥珀酸、木薯淀粉、海藻酸钠、纳米氮化硅、改性硅油消泡剂、吸湿剂、润滑剂、去离子水，辅以混合、调节pH、升温反应、分散、超声处理、搅拌等工艺，使得制备而成的纺织浆料具有良好的粘度热稳定性、上浆率，同时可提高浆纱的断裂强度，具有良好的应用前景。
（2）本发明的纺织浆料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）按照重量份称取醋酸酯淀粉40份、聚丙烯酸酯35份、丙烯酸-2-乙基己酯32份、磷酸三丁酯25份、亚磷酸二苯基十三烷酯15份、聚氧乙烯烷基酚12份、亚甲基琥珀酸8份、木薯淀粉8份、海藻酸钠6份、纳米氮化硅4份、改性硅油消泡剂2份、丙二醇3份、石蜡3份、去离子水200份；
（2）将醋酸酯淀粉、聚丙烯酸酯、丙烯酸-2-乙基己酯、磷酸三丁酯、亚磷酸二苯基十三烷酯混合均匀，投入到反应釜中，用浓度为2%的NaOH溶液调节混合物pH至8.0，随后将反应釜升温至125℃，在压强为4 MPa下搅拌反应90分钟，得初步反应混合物；
（3）将聚氧乙烯烷基酚、亚甲基琥珀酸、木薯淀粉、海藻酸钠、纳米氮化硅和去离子水混合，投入分散釜中将混合液分散至均匀状态，随后升温至70℃，加入丙二醇、石蜡并搅拌混合均匀，继续升温至100℃，反应3小时，冷却至室温后取出，再于650W的功率下超声3小时，得到超声处理混合液；
（4）将步骤（2）得到的初步反应混合物和步骤（3）得到的超声处理混合液合并，搅拌均匀，加入改性硅油消泡剂，再于5000 r/min的状态下搅拌40分钟，得到成品浆料。
制得的纺织浆料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）按照重量份称取醋酸酯淀粉45份、聚丙烯酸酯40份、丙烯酸-2-乙基己酯35份、磷酸三丁酯26份、亚磷酸二苯基十三烷酯17份、聚氧乙烯烷基酚14份、亚甲基琥珀酸9份、木薯淀粉9份、海藻酸钠7份、纳米氮化硅5份、改性硅油消泡剂3份、二甘醇4份、动物脂4份、去离子水200份；
（2）将醋酸酯淀粉、聚丙烯酸酯、丙烯酸-2-乙基己酯、磷酸三丁酯、亚磷酸二苯基十三烷酯混合均匀，投入到反应釜中，用浓度为2%的NaOH溶液调节混合物pH至8.0，随后将反应釜升温至130℃，在压强为5 MPa下搅拌反应100分钟，得初步反应混合物；
（3）将聚氧乙烯烷基酚、亚甲基琥珀酸、木薯淀粉、海藻酸钠、纳米氮化硅和去离子水混合，投入分散釜中将混合液分散至均匀状态，随后升温至75℃，加入二甘醇、动物脂并搅拌混合均匀，继续升温至110℃，反应3.5小时，冷却至室温后取出，再于650W的功率下超声3小时，得到超声处理混合液；
（4）将步骤（2）得到的初步反应混合物和步骤（3）得到的超声处理混合液合并，搅拌均匀，加入改性硅油消泡剂，再于5000 r/min的状态下搅拌45分钟，得到成品浆料。
制得的纺织浆料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）按照重量份称取醋酸酯淀粉50份、聚丙烯酸酯45份、丙烯酸-2-乙基己酯38份、磷酸三丁酯27份、亚磷酸二苯基十三烷酯19份、聚氧乙烯烷基酚16份、亚甲基琥珀酸10份、木薯淀粉10份、海藻酸钠8份、纳米氮化硅6份、改性硅油消泡剂4份、甘油5份、氢化动物脂5份、去离子水200份；
（2）将醋酸酯淀粉、聚丙烯酸酯、丙烯酸-2-乙基己酯、磷酸三丁酯、亚磷酸二苯基十三烷酯混合均匀，投入到反应釜中，用浓度为2%的NaOH溶液调节混合物pH至8.0，随后将反应釜升温至135℃，在压强为6 MPa下搅拌反应110分钟，得初步反应混合物；
（3）将聚氧乙烯烷基酚、亚甲基琥珀酸、木薯淀粉、海藻酸钠、纳米氮化硅和去离子水混合，投入分散釜中将混合液分散至均匀状态，随后升温至80℃，加入甘油、氢化动物脂并搅拌混合均匀，继续升温至120℃，反应4小时，冷却至室温后取出，再于650W的功率下超声3小时，得到超声处理混合液；
（4）将步骤（2）得到的初步反应混合物和步骤（3）得到的超声处理混合液合并，搅拌均匀，加入改性硅油消泡剂，再于5000 r/min的状态下搅拌50分钟，得到成品浆料。
制得的纺织浆料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）按照重量份称取醋酸酯淀粉50份、聚丙烯酸酯35份、丙烯酸-2-乙基己酯38份、磷酸三丁酯25份、亚磷酸二苯基十三烷酯19份、聚氧乙烯烷基酚12份、亚甲基琥珀酸10份、木薯淀粉8份、海藻酸钠8份、纳米氮化硅4份、改性硅油消泡剂4份、甘油3份、动物脂5份、去离子水200份；
（2）将醋酸酯淀粉、聚丙烯酸酯、丙烯酸-2-乙基己酯、磷酸三丁酯、亚磷酸二苯基十三烷酯混合均匀，投入到反应釜中，用浓度为2%的NaOH溶液调节混合物pH至8.0，随后将反应釜升温至125℃，在压强为6 MPa下搅拌反应90分钟，得初步反应混合物；
（3）将聚氧乙烯烷基酚、亚甲基琥珀酸、木薯淀粉、海藻酸钠、纳米氮化硅和去离子水混合，投入分散釜中将混合液分散至均匀状态，随后升温至80℃，加入甘油、动物脂并搅拌混合均匀，继续升温至100℃，反应4小时，冷却至室温后取出，再于650W的功率下超声3小时，得到超声处理混合液；
（4）将步骤（2）得到的初步反应混合物和步骤（3）得到的超声处理混合液合并，搅拌均匀，加入改性硅油消泡剂，再于5000 r/min的状态下搅拌40分钟，得到成品浆料。
制得的纺织浆料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）按照重量份称取醋酸酯淀粉45份、聚丙烯酸酯40份、丙烯酸-2-乙基己酯35份、磷酸三丁酯26份、亚磷酸二苯基十三烷酯17份、聚氧乙烯烷基酚14份、木薯淀粉9份、海藻酸钠7份、改性硅油消泡剂3份、二甘醇4份、动物脂4份、去离子水200份；
（2）将醋酸酯淀粉、聚丙烯酸酯、丙烯酸-2-乙基己酯、磷酸三丁酯、亚磷酸二苯基十三烷酯混合均匀，投入到反应釜中，用浓度为2%的NaOH溶液调节混合物pH至8.0，随后将反应釜升温至130℃，在压强为5 MPa下搅拌反应100分钟，得初步反应混合物；
（3）将聚氧乙烯烷基酚、木薯淀粉、海藻酸钠和去离子水混合，投入分散釜中将混合液分散至均匀状态，随后升温至75℃，加入二甘醇、动物脂并搅拌混合均匀，继续升温至110℃，反应3.5小时，冷却至室温后取出，再于650W的功率下超声3小时，得到超声处理混合液；
（4）将步骤（2）得到的初步反应混合物和步骤（3）得到的超声处理混合液合并，搅拌均匀，加入改性硅油消泡剂，再于5000 r/min的状态下搅拌45分钟，得到成品浆料。
制得的纺织浆料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）按照重量份称取醋酸酯淀粉50份、聚丙烯酸酯35份、丙烯酸-2-乙基己酯38份、亚磷酸二苯基十三烷酯19份、聚氧乙烯烷基酚12份、亚甲基琥珀酸10份、海藻酸钠8份、纳米氮化硅4份、改性硅油消泡剂4份、甘油3份、动物脂5份、去离子水200份；
（2）将醋酸酯淀粉、聚丙烯酸酯、丙烯酸-2-乙基己酯、亚磷酸二苯基十三烷酯混合均匀，投入到反应釜中，用浓度为2%的NaOH溶液调节混合物pH至8.0，随后将反应釜升温至125℃，在压强为6 MPa下搅拌反应90分钟，得初步反应混合物；
（3）将聚氧乙烯烷基酚、亚甲基琥珀酸、海藻酸钠、纳米氮化硅和去离子水混合，投入分散釜中将混合液分散至均匀状态，随后升温至80℃，加入甘油、动物脂并搅拌混合均匀，继续升温至100℃，反应4小时，冷却至室温后取出，再于650W的功率下超声3小时，得到超声处理混合液；
（4）将步骤（2）得到的初步反应混合物和步骤（3）得到的超声处理混合液合并，搅拌均匀，加入改性硅油消泡剂，再于5000 r/min的状态下搅拌40分钟，得到成品浆料。
制得的纺织浆料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的纺织浆料分别测试其粘度热稳定性、上浆率以及浆纱的断裂强度。
表1
粘度热稳定性（%） 上浆率（%） 断裂强度（N/mm2）
实施例1 96.4 15.8 55.2
实施例2 97.2 16.5 60.1
实施例3 96.5 16.0 57.5
实施例4 97.0 16.2 59.4
对比例1 93.5 14.7 47.9
对比例2 92.1 14.1 46.3
本发明的纺织浆料以醋酸酯淀粉、聚丙烯酸酯、丙烯酸-2-乙基己酯、磷酸三丁酯为主要成分，通过加入亚磷酸二苯基十三烷酯、聚氧乙烯烷基酚、亚甲基琥珀酸、木薯淀粉、海藻酸钠、纳米氮化硅、改性硅油消泡剂、吸湿剂、润滑剂、去离子水，辅以混合、调节pH、升温反应、分散、超声处理、搅拌等工艺，使得制备而成的纺织浆料具有良好的粘度热稳定性、上浆率，同时可提高浆纱的断裂强度，具有良好的应用前景及社会效益。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种稳定性强的环保型纺织浆料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：醋酸酯淀粉40-50份、聚丙烯酸酯35-45份、丙烯酸-2-乙基己酯32-38份、磷酸三丁酯25-27份、亚磷酸二苯基十三烷酯15-19份、聚氧乙烯烷基酚12-16份、亚甲基琥珀酸8-10份、木薯淀粉8-10份、海藻酸钠6-8份、纳米氮化硅4-6份、改性硅油消泡剂2-4份、吸湿剂3-5份、润滑剂3-5份、去离子水200份。
2.根据权利要求1所述的稳定性强的环保型纺织浆料，其特征在于：所述的吸湿剂选自丙二醇、二甘醇、甘油中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的稳定性强的环保型纺织浆料，其特征在于：所述的润滑剂选自石蜡、动物脂、氢化动物脂中的任意一种。
4.根据权利要求1～3任一所述的稳定性强的环保型纺织浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将醋酸酯淀粉、聚丙烯酸酯、丙烯酸-2-乙基己酯、磷酸三丁酯、亚磷酸二苯基十三烷酯混合均匀，投入到反应釜中，用浓度为2%的NaOH溶液调节混合物pH至8.0，随后将反应釜升温至125-135℃，搅拌反应90-110分钟，得初步反应混合物；
（3）将聚氧乙烯烷基酚、亚甲基琥珀酸、木薯淀粉、海藻酸钠、纳米氮化硅和去离子水混合，投入分散釜中将混合液分散至均匀状态，随后升温至70-80℃，加入吸湿剂、润滑剂并搅拌混合均匀，继续升温至100-120℃，反应3-4小时，冷却至室温后取出，再于600-700W的功率下超声2-4小时，得到超声处理混合液；
（4）将步骤（2）得到的初步反应混合物和步骤（3）得到的超声处理混合液合并，搅拌均匀，加入改性硅油消泡剂，再于5000 r/min的状态下搅拌40-50分钟，得到成品浆料。
5.根据权利要求4所述的稳定性强的环保型纺织浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中反应釜反应时的压强为4-6MPa。
6.根据权利要求4所述的稳定性强的环保型纺织浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的超声功率为650W，超声时间为3小时。
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