CN106752883A - 一种防止无机填充剂沉降的聚酰胺湿法涂层浆制备方法 - Google Patents

一种防止无机填充剂沉降的聚酰胺湿法涂层浆制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防止无机填充剂沉降的聚酰胺湿法涂层浆制备方法，具体包括以下步骤：（1）以甲醇为溶剂，将填充剂与聚对苯乙烯磺酸钠溶液在室温下进行混合，高速搅拌30min‑50min；（2）将步骤（1）的混合溶液升温至60℃‑70℃，然后加入氯化钙与甲醇进行反应，40min‑60 min后停止搅拌，加入聚酰胺纤维，使聚酰胺与甲醇‑氯化钙溶剂体系进行络合反应，待聚酰胺纤维完全溶解成液体时开始搅拌，1‑2h后得到相容性优异的聚酰胺涂层浆。本发明所得的聚酰胺涂层浆具有高相容性的同时，浆体的电导率也大大增加，从而提高了相应涂层产品的抗静电性能。

Description

一种防止无机填充剂沉降的聚酰胺湿法涂层浆制备方法
技术领域
本发明属于纺织品加工领域，涉及一种改善聚酰胺湿法涂层用填充剂相容性的制备方法。
背景技术
涂层整理是在织物表面均匀地涂布一层或多层高聚物等物质,赋予织物以某种功能的一项表面整理技术。聚酰胺湿法涂层印刷商标织物是利用甲醇-氯化钙溶剂溶解聚酰胺纤维或废丝，并添加合适的填充剂等制备涂层浆，涂布于尼龙织物或含尼龙纤维的混纺织物上，凝固浴中相转化后在涂层织物表面形成一层高分子薄膜，可赋予涂层织物较好的手感、透气透湿性、耐磨性、弹性以及印刷性能等。在印刷商标织物涂层中，填充剂起着极其重要的作用，能够调节涂层浆的粘度、提高产品白度、耐磨性、耐热性以及改善印刷效果等，常用的无机填充剂有硅灰石、水滑石、高岭土、碳酸钙等，由于无机功能填料与基质材料之间存在极性差别，各组分间缺少物理缠结，导致相容性较差，涂层浆易沉降，难以发挥各自的优点，尤其是含硅灰石和水滑石的涂层浆相容性更差，浆料分层严重。为了改善无机填充剂在涂层浆体系中的相容性，提高涂层产品的白度、耐洗性、印刷性以及抗裁剪效果等，防沉降剂的筛选和应用就显得极为重要。
经过广泛筛选，发现聚对苯乙烯磺酸钠具有良好的改善聚酰胺湿法涂层用填充剂相容性的作用。聚对苯乙烯磺酸钠是一种水溶性阴离子聚合物，电荷密度高，分散性好，不受介质pH影响，具有良好的界面活性，制浆性能和减粘作用优异，常用作水相悬浮聚合稳定剂、混凝土减水剂、油井水泥减阻剂和水煤浆分散剂等，也广泛用于碳纳米管的表面改性、防静电涂层、水处理超滤膜等领域，如中国专利 CN101864019A公开的聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂的制备方法，使用该方法制得的聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂对环境和操作者的健康影响小，反应温度低，所得树脂的粒径小、颜色浅、纯度高、杂质少、符合美国和欧洲药典要求；如中国专利CN105854647A公开的聚苯乙烯磺酸钠修饰的金属有机框架物薄膜及其应用，将聚苯乙烯磺酸钠原位地引入金属有机框架物薄膜，对其进行修饰改性，避免了金属有机框架物配体的有机修饰过程，耗能低，无污染，快速高效。目前国内外关于聚对苯乙烯磺酸钠对聚酰胺涂层浆浆体性质影响的研究报道极少。
发明内容
本发明提供了一种防止无机填充剂沉降的聚酰胺湿法涂层浆制备方法，有效解决了填充剂在聚酰胺涂层浆中相容性差的问题，而且实施简单，成本低廉。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
步骤1：将1.5份-1.8份的聚对苯乙烯磺酸钠与55份-60份的甲醇在温度为20℃-30℃条件下进行混合，在高速搅拌下加入用量为10份-15份的填充剂，30min-40min后停止搅拌。
步骤2：将上述混合溶液加温至60℃-70℃，然后加入15份-25份氯化钙，反应完全后，称取8份-15份尼龙6废丝或废纱，剪碎后缓慢加入到上述混合液中进行溶解，待废丝完全溶解后开始搅拌，60min-70min后，降低体系温度至20℃-30℃，即可得到聚酰胺湿法涂层浆。
进一步，所用甲醇纯度为99.7%以上。
进一步，所述聚对苯乙烯磺酸钠分子量为5万-10万。所述高速搅拌是指搅拌速率为2000转-3000转/分钟。
进一步，所述尼龙6废丝或废纱为脂肪族聚酰胺6。
本发明的有益效果是：本发明制备的聚酰胺涂层浆稳定性高，不易发生沉降，可较长时间保存，制得的涂层膜表面均匀光滑、力学性能优异，相应的涂层织物抗静电性能也得到有效的提高，印刷性能良好；同时采用的高聚物原料是尼龙6废丝或废纱，使废旧纺织原料得到循环利用；本发明工艺简单易行，容易操作，利于工业生产及应用推广。
具体实施方式
本发明是利用聚对苯乙烯磺酸钠作为防沉降剂来制备含无机填充剂的聚酰胺湿法涂层浆，当添加量为聚酰胺涂层浆体系1.5%时，聚酰胺涂层浆1天后沉降高度为0mm(无添加时1天后聚酰胺涂层浆沉降高度为12mm)，涂层浆静态稳定性得到明显提高，能够更好地确保涂层加工产品质量的稳定。其防沉降机理为：一方面，由于聚对苯乙烯磺酸钠易吸附于无机功能填料表面，分子之间相互交联形成网络结构，使其无机填料表面吸附膜厚度增加，空间位阻增加，从而使微粒间不易凝聚；另一方面，聚对苯乙烯磺酸钠分子链上含有较多的磺酸根基团，可以提高无机填料颗粒的表面电位，使颗粒均匀地分散在体系中，避免颗粒间相互团聚，从而提高无机填料在涂层浆中的相容性。
以下结合实施例说明本发明方法的具体步骤
实施例一：
步骤1：将1.5份的聚对苯乙烯磺酸钠与57份的甲醇在温度为25℃条件下进行混合，在高速搅拌下加入用量为12.5份的硅灰石，35min后停止搅拌。
步骤2：将上述混合溶液加温至65℃，然后加入20份氯化钙，反应完全后，称取9份尼龙6废丝或废纱，剪碎后缓慢加入到上述混合液中进行溶解，待废丝完全溶解后开始搅拌，60min后，降低体系温度至25℃，即可得到聚酰胺湿法涂层浆。
实施例二：
步骤1：将1.5份的聚对苯乙烯磺酸钠与55份的甲醇在温度为25℃条件下进行混合，在高速搅拌下加入用量为12份的硅灰石，35min后停止搅拌。
步骤2：将上述混合溶液加温至65℃，然后加入21份氯化钙，反应完全后，称取10.5份尼龙6废丝或废纱，剪碎后缓慢加入到上述混合液中进行溶解，待废丝完全溶解后开始搅拌，60min后，降低体系温度至25℃，即可得到聚酰胺湿法涂层浆。
实施例三：
步骤1：将1.8份的聚对苯乙烯磺酸钠与60份的甲醇在温度为25℃条件下进行混合，在高速搅拌下加入用量为15份的硅灰石，35min后停止搅拌。
步骤2：将上述混合溶液加温至65℃，然后加入15份氯化钙，反应完全后，称取8.2份尼龙6废丝或废纱，剪碎后缓慢加入到上述混合液中进行溶解，待废丝完全溶解后开始搅拌，60min后，降低体系温度至25℃，即可得到聚酰胺湿法涂层浆。
实施例四：
步骤1：将1.6份的聚对苯乙烯磺酸钠与56份的甲醇在温度为25℃条件下进行混合，在高速搅拌下加入用量为13份的硅灰石，35min后停止搅拌。
步骤2：将上述混合溶液加温至65℃，然后加入19份氯化钙，反应完全后，称取10.4份尼龙6废丝或废纱，剪碎后缓慢加入到上述混合液中进行溶解，待废丝完全溶解后开始搅拌，60min后，降低体系温度至25℃，即可得到聚酰胺湿法涂层浆。
涂层浆配方：甲醇57g，氯化钙20g，尼龙6废丝9g，填充剂12.5g，聚对苯乙烯磺酸钠Xg。按照实验配方制备涂层浆，研究聚对苯乙烯磺酸钠对涂层浆静态稳定性以及涂层织物抗静电性能的影响，结果如表1和表2所示，其中聚苯乙烯磺酸钠含量表示为其占硅灰石填充剂的质量百分比。
表1:聚对苯乙烯磺酸钠对涂层浆静态稳定性的影响
表2:聚对苯乙烯磺酸钠对涂层织物抗静电性能的影响
注：涂层浆静态稳定性的测定和评价是将所制浆料80mL置于100mL后，烧杯（内径50mm）中并密封，在恒温恒湿房（温度25℃，湿度65%）内测定涂层浆沉降情况，以表征填充剂在涂层浆中的相容性，相容性评价采用棒落法以浆样在一定时间内底层产生沉淀高度为标准；涂层织物抗静电性能测试是将涂层织物置于恒温恒湿房（温度20℃，相对湿度35%）内，平衡4h，测试静电电压和半衰期；耐水洗色牢度测试是参照GB/T 3920—2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》对油墨印刷商标涂层织物进行耐水洗色牢度测试。
经过大量的实验，发现聚对苯乙烯磺酸钠可以明显提高涂层浆的静态稳定性，且随着含量的增加，防沉降效果也随之增加，考虑到实际生产成本以及聚对苯乙烯磺酸钠用量过多时会降低涂层浆的黏度，实验最终选取6%，8%，10%，12%四个用量梯度，考察聚对苯乙烯磺酸钠用量对涂层浆静态稳定性以及抗静电性能的影响。从表1中可以发现，聚对苯乙烯磺酸钠添加剂可以明显提高填充剂在聚酰胺涂层浆中的相容性，且随着添加剂含量的增加，防沉降效果也随之提高，当达到12%（相当于实施案例一中的1.5份）时，聚酰胺涂层浆1天后沉降高度为0mm，效果最佳；从表2中也可看出聚对苯乙烯磺酸钠添加剂可以明显提高涂层织物的抗静电性能，同时不影响印刷涂层织物的耐水洗色牢度，均能达到4级以上，满足产品要求。

Claims (5)

1.一种防止无机填充剂沉降的聚酰胺湿法涂层浆制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1：将1.5份-1.8份的聚对苯乙烯磺酸钠与55份-60份的甲醇在温度为20℃-30℃条件下进行混合，在高速搅拌下加入用量为10份-15份的填充剂，30min-40min后停止搅拌；
步骤2：将上述混合溶液加温至60℃-70℃，然后加入15份-25份氯化钙，反应完全后，称取8份-15份尼龙6废丝或废纱，剪碎后缓慢加入到上述混合液中进行溶解，待废丝完全溶解后开始搅拌，60min-70min后，降低体系温度至20℃-30℃，即可得到聚酰胺湿法涂层浆。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的甲醇纯度为99.7%以上。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的聚对苯乙烯磺酸钠分子量为5万-10万。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述高速搅拌是指搅拌速率为2000转-3000转/分钟。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述尼龙6废丝或废纱采用脂肪族聚酰胺6。
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