CN108004774A - 一种聚丙烯类浆料及其制备、使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种聚丙烯类浆料，该浆料各成份的质量百分比为，丙烯酰胺60％～80％、玻璃化温度调节剂15％～25％、稳定剂3％～5％、PH值调节剂2％～4％、分散剂1％～2％、消泡剂1％～2％和还原剂1％～2％；上述聚丙烯类浆料中的固含量为93～95％，玻璃化温度45～50℃。本申请还公开了制备该聚丙烯浆料的方法，浆料各成份混合，搅拌均匀；将混合后的混合物装入托盘中，加入引发剂，加热发生共聚反应；将反应后的产物粉碎，过筛网孔径为2mm即为所述浆料。该浆料使用时，在该浆料中加水，加热至95度制成浆液，该浆液达到粘度为12～15厘泊时，经纱上浆。该聚丙烯类浆料具有可降解性，制备工艺简单，生产成本低，且只需要单独使用不需要添加其他辅料。

Description

一种聚丙烯类浆料及其制备、使用方法

技术领域

本发明属于纺织物上浆的技术领域，具体是一种聚丙烯类浆料及其制备 方法、以及该浆料的使用方法。

背景技术

一般的纺织品是由经向纱和纬向纱在织布机上织成布的，根据经向所用 纱的准备不同，比如，坯纱就是原纱，在织成布后需要后期的染色；用靛蓝 纱，就可以织成牛仔布；用事先染好颜色的色纱，就可以织成色织布。无论 使用上述的哪种纱，一般都需要经过经纱的上浆的工序，目的是增加纱的强 力，减少纱的毛羽，提高经纱的可织性，保证布机的效率和布面的质量。

上浆就是把合适的各种浆料(目前是用聚乙烯醇，丙烯类浆料，淀粉浆 料，油剂)，按照工艺设计的用量，通过调浆桶烧煮成浆液后，在浆纱机上 给经纱上浆。一般上到经纱上的量占经纱重量的5％～20％，经纱越细，上 浆量越大。

1.上浆问题：目前的浆料是聚乙烯醇，丙烯类浆料，淀粉浆料，油剂，单一 的浆料不能满足经纱上浆的性能，需要进行复杂的重量配比，这也给上浆 的操作带来很大的技术难度。

2.布机车间的温湿度：由于在上浆中使用了大量的淀粉，为了防止淀粉从经 纱上脱落，必须保持布机车间的温湿度(相对湿度在70％以上)，加大了 布机的能耗，而且操作工不适。

3.退浆问题：上到经纱上的浆料，在成布的后整理中，必须要退浆，保证布 的手感或染色，就是把经纱上的浆料退除，目前的退浆是采用淀粉酶分解 淀粉的退浆方法，需要在温湿的状态下，静置18小时以上，让淀粉酶慢 慢的分解淀粉直到可以水洗干净

4.退浆的污水处理问题：退浆形成的污水，除了被淀粉酶分解的淀粉外，含 有大量的聚乙烯醇高分子材料，聚乙烯醇高分子材料，不仅仅COD很高， 而且BOD₅/COD Cr值<0.1，是生物非常难降解的材料，对环境造成巨大的 压力。

目前国内的固体聚丙烯类浆料的生产是2步法

首先，采用液相的共聚法生产，按照比例把各种单体溶解在水里，在反 应釜搅拌均匀后，加热升温到温度65度左右，滴加引发剂，聚合体系开始 聚合反应后，是一个放热反应，所以在反应釜隔套通入冷却水降温，保持在 70度以下，缓慢聚合成共聚物，该产品是胶体状，含固量在15％～25％， 第二步，固体化，固体化现在有2个方法，一个是将流动的聚合好的胶状体 流到蒸汽加热的转鼓上形成薄片，随着转鼓慢速转动，聚合物被干燥，干片 从滚筒上被刮下，经粉碎后得到粉状产品。参考《经纱上浆材料》P264页， 中国纺织出版社，朱谱新，郑庆康，陈松，吴大诚编著。

固体化的另外一个方法是，在胶体中加入大量的淀粉，吸附胶体中的水 分，变成含水30％的半固体，然后采用托盘加热烘干，再粉碎到20目的细 度的固体粉末，该生产工艺存在大量的淀粉，不是纯品。

上述的生产方法，主要问题液相聚合反应，然后是固化，在固化工序中， 如果做纯品，设备投入大，烘干耗能高，出料量低。如果加入淀粉的做法， 产品中含有大量的淀粉，对于上浆的使用性能和退浆性能有很大的影响。现 有的生产工艺，采用二步法生产，先用液相聚合反应，然后是固体化。在纯 品固体化的工艺中，将含固量25％胶体通过鼓式干燥烘干，每吨需要蒸法7 50公斤的水分，设备投入大，烘干耗能非常高，烘干的效率非常低。如果在 固体化工艺中，如果采用加入淀粉的做法，混合物的烘燥比较容易，但是， 产品中含有大量的淀粉，大大降低了成品的上浆性能，同时退浆也必须使用 淀粉酶来退浆，没有太大的使用优势。

发明内容

本发明要解决问题是提供一种单一的纯品固体聚丙烯类浆料及其制备、 使用方法。该纯品聚丙烯类浆料易降解，不会对环境造成污染，且不含淀粉 退浆时间短，该浆料还克服了上浆配料复杂，上浆量大等问题的技术缺陷。 本发明公开了该浆料的制备方法，减少了烘干环节得到了更节能的制备方 法，降低了生产成本。使用该浆料时不用添加其他的辅料单独使用就可以制 得浆液，减少了操作环节降低了成本，而且纯品的聚丙烯类浆料的质量更容 易控制保证了经纱上浆的稳定。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种聚丙烯类浆料，该浆料各成份的质量百分比为，丙烯酰胺60％～80％、 玻璃化温度调节剂15％～25％、稳定剂3％～5％、PH值调节剂2％～4％、分散剂 1％～2％、消泡剂1％～2％和还原剂1％～2％。

进一步优化，所述玻璃化温度调节剂为丙烯酸或丙烯腈中的至少一种。

进一步优化，所述稳定剂为尿素或元明粉中的至少一种。

进一步优化，所述分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚3或脂肪醇聚氧乙烯醚7 中的至少一种。

进一步优化，所述PH值调节剂为碳酸钠；所述消泡剂为有机硅消泡剂； 所述还原剂为亚硫酸钠。

进一步优化，所述聚丙烯类浆料的固含量为93％～95％，玻璃化温度45～ 50℃。

一种制备聚丙烯浆料的方法，包括以下步骤：

1)将丙烯酰胺60％～80％、玻璃化温度调节剂15％～25％、稳定剂3％～5％、 PH值调节剂2％～4％、分散剂1％～2％、消泡剂1％～2％和还原剂1％～2％混合， 其中浆料各成份的百分比为质量百分比，搅拌均匀；

2)将混匀后的混合物装入托盘中，加入引发剂，加热至60～65℃发生 共聚反应；

3)将反应后的产物粉碎，过筛网孔径为2mm即为所述浆料。

进一步优化，步骤2)中，引发剂为过硫酸铵液体，喷播在混合物表面， 添加量为混合物质量的1～3‰。

进一步优化，步骤2)中，所述托盘底部垫有聚四氟乙烯防粘薄膜。

根据所述聚丙烯类浆料的使用方法，将该聚丙烯类浆料中加水，加热至 95℃制成浆液，该浆液粘度达到12～15厘泊时，即为单独用于经纱上浆的 浆液。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本 发明各较佳实例。

本发明的有益效果为：

1.通过选择不同的丙烯类单体，设计单体可降解性、粘着性、成膜性，调节 适合的玻璃化温度，共聚成一个稳定的化学聚合物，单一产品使用，不再 使用淀粉和聚乙烯醇等浆料，使得上浆后的经纱，具有较高的强力，减少 原纱的毛羽，满足织布的要求。同时由于使用了纯的化学单体共聚物，其 浆膜性能优越于淀粉，经纱上的上浆量可以大大降低，可以节省30％～

50％的上浆量，同时退浆时的污水量也就会相应的减少。

2.由于设计了合适的玻璃化温度，所以在布机车间就可以降低车间的湿度， 经纱的温湿度敏感度大大降低，有利于降低布机车间的空调能耗。

3.退浆方面：现在使用的浆料配方，退浆时需要消耗大量的助剂和淀粉酶， 而且，工艺流程长，处理时间长，能源消耗大。目前淀粉酶退浆主要采用 汽蒸法和冷堆法，具体如下：

汽蒸法工艺流程：坯布--浸轧淀粉酶液(室温，二浸二轧)--汽蒸(98～ 100度)--热水洗(85度以上)--温水洗—冷水洗—烘干

冷堆法工艺流程：坯布--浸轧淀粉酶液(室温，二浸二轧)--打卷堆置 (18～20小时)--热水洗(85度以上)--温水洗—冷水洗—烘干

本产品不含有淀粉类，并且不含有聚乙烯醇高分子，退浆时就不用淀粉 酶去分解淀粉，可以不要等待淀粉酶的分解时间，仅仅使用热水连续漂 洗即可退除，使得退浆的工序可以连续化生产，由于不需使用淀粉酶来 退浆，流程缩短，退浆成本低，污水排放少。

本发明退浆热水洗工艺流程：坯布--浸轧热水--汽蒸(98～100度)-- 热水洗(85度以上)--温水洗—冷水洗—烘干

4.退浆污水问题，在单体选择上，事先设计时，主要采用了聚丙烯酰胺为主 的成分，退浆后的聚丙烯酰胺高分子，本身就是污水处理剂，也非常容易 生物降解。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述进行详细描述，但 是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为 限制本发明的范围。

实施例1

本发明采用的是固态聚合法生产纯品固体聚丙烯类浆料

固态聚合生产的操作：

将丙烯酰胺60％、丙烯酸25％、尿素5％、纯碱4％、脂肪醇聚氧乙烯醚32％、 有机硅消泡剂2％和亚硫酸钠2％，在固态粉体情况下，经过均匀拌和，装在 不锈钢的托盘里，托盘底部垫有聚四氟乙烯防粘薄膜，用1‰量的引发剂过 硫酸铵液体，均匀投洒在混合物表面，加热，不锈钢托盘里的混合物在60 ℃下发生聚合反应(由于共聚聚合是一个放热反应，产生的热量及立即带走 共聚体系中少量的水份，散发出水蒸气)反应结束后是一个大块的固体共聚 物，含固量经检测为93％，然后采用简单的锤式粉碎机，控制筛网孔径在2 毫米，直接得到20目的粉状产品即为聚丙烯类浆料。

实施例2

固态聚合生产的操作：

将丙烯酰胺80％、丙烯酸12％、尿素3％、纯碱2％、脂肪醇聚氧乙烯醚31％、 有机硅消泡剂1％和亚硫酸钠1％，在固态粉体情况下，经过均匀拌和，装在 不锈钢的托盘里，托盘底部垫有聚四氟乙烯防粘薄膜，用3‰量的引发剂过 硫酸铵液体，均匀投洒在混合物表面，加热，不锈钢托盘里的混合物在65 ℃下发生聚合反应(由于共聚聚合是一个放热反应，产生的热量及立即带走 共聚体系中少量的水份，散发出水蒸气)反应结束后是一个大块的固体共聚 物，含固量经检测为95％，然后采用简单的锤式粉碎机，控制筛网孔径在2 毫米，直接得到20目的粉状产品即为聚丙烯类浆料。

实施例3

固态聚合生产的操作：

将丙烯酰胺70％、丙烯腈18％、元明粉4％、纯碱3.5％、亚硫酸钠1.5％、 有机硅消泡剂1.5％和1.5％脂肪醇聚氧乙烯醚7，在固态粉体情况下，经过均 匀拌和，装在不锈钢的托盘里，托盘底部垫有聚四氟乙烯防粘薄膜，用2‰ 量的引发剂过硫酸铵液体，均匀投洒在混合物表面，加热，不锈钢托盘里的 混合物在63℃下发生聚合反应(由于共聚聚合是一个放热反应，产生的热量 及立即带走共聚体系中少量的水份，散发出水蒸气)反应结束后是一个大块 的固体共聚物，含固量经检测为94％，然后采用简单的锤式粉碎机，控制筛 网孔径在2毫米，直接得到20目的粉状产品即为聚丙烯类浆料。

实施例4

固态聚合生产的操作：

将丙烯酰胺75％、丙烯腈15％、元明粉3.4％、纯碱3％、亚硫酸钠1.2％、 有机硅消泡剂1.2％和1.2％脂肪醇聚氧乙烯醚7，在固态粉体情况下，经过均 匀拌和，装在不锈钢的托盘里，托盘底部垫有聚四氟乙烯防粘薄膜，用2‰ 量的引发剂过硫酸铵液体，均匀投洒在混合物表面，加热，不锈钢托盘里的 混合物在63℃下发生聚合反应(由于共聚聚合是一个放热反应，产生的热量 及立即带走共聚体系中少量的水份，散发出水蒸气)反应结束后是一个大块 的固体共聚物，含固量经检测为94％，然后采用简单的锤式粉碎机，控制筛 网孔径在2毫米，直接得到20目的粉状产品即为聚丙烯类浆料。

实施例5

固态聚合生产的操作：

将丙烯酰胺72％、丙烯腈和丙烯酸(1:1混合)17％、尿素和元明粉(1:1 混合)3.7％、纯碱4％、亚硫酸钠1.1％、有机硅消泡剂1.1％和1.1％脂肪醇聚 氧乙烯醚3，在固态粉体情况下，经过均匀拌和，装在不锈钢的托盘里，托 盘底部垫有聚四氟乙烯防粘薄膜，用2.5‰量的引发剂过硫酸铵液体，均匀 投洒在混合物表面，加热，不锈钢托盘里的混合物在62℃下发生聚合反应(由 于共聚聚合是一个放热反应，产生的热量及立即带走共聚体系中少量的水 份，散发出水蒸气)反应结束后是一个大块的固体共聚物，含固量经检测为93.4％，然后采用简单的锤式粉碎机，控制筛网孔径在2毫米，直接得到20 目的粉状产品即为聚丙烯类浆料。

实施例6

固态聚合生产的操作：

将丙烯酰胺77％、丙烯腈和丙烯酸(2:1混合)14％、尿素和元明粉(2:1 混合)3.1％、纯碱2％、亚硫酸钠1.3％、有机硅消泡剂1.3％、1.3％脂肪醇聚 氧乙烯醚3和脂肪醇聚氧乙烯醚7(1:1混合)，在固态粉体情况下，经过均 匀拌和，装在不锈钢的托盘里，托盘底部垫有聚四氟乙烯防粘薄膜，用1.8 ‰量的引发剂过硫酸铵液体，均匀投洒在混合物表面，加热，不锈钢托盘里 的混合物在61℃下发生聚合反应(由于共聚聚合是一个放热反应，产生的热 量及立即带走共聚体系中少量的水份，散发出水蒸气)反应结束后是一个大 块的固体共聚物，含固量经检测为94.4％，然后采用简单的锤式粉碎机，控 制筛网孔径在2毫米，直接得到20目的粉状产品即为聚丙烯类浆料。

效果实施例1

对比例：将现在使用的浆料配方，聚乙烯醇25公斤、变性淀粉75公斤、 丙烯酸浆料5公斤、油剂3公斤、水792公斤混合制得总体积为900升的浆 料待测。

测试例：将实施例1-6中的所得聚丙烯类浆料的分别取60公斤、水840 公斤制成总体积为900升的浆料待测。

对比例和测试例测得的上浆率和含固率如下表

对比例

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

实施例6

含固量

10.2％

6.2％

6.5％

6.7％

6.2％

6.9％

6.0％

经纱上浆率

7.2％

7.4％

7.6％

8.1％

7.3％

8.4％

7.1％

由上表可见，本发明制备的纯品聚丙烯浆料上浆率高，并且上浆的用量低于 现在使用的配方。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的 技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属 于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚丙烯类浆料，其特征在于，该浆料各成份的质量百分比为，丙烯酰胺60％～80％、玻璃化温度调节剂12％～25％、稳定剂3％～5％、分散剂1％～2％、PH值调节剂2％～4％、消泡剂1％～2％和还原剂1％～2％。

2.根据权利要求1所述聚丙烯类浆料，其特征在于，所述玻璃化温度调节剂为丙烯酸或丙烯腈中的至少一种。

3.根据权利要求1所述聚丙烯类浆料，其特征在于，所述稳定剂为尿素或元明粉中的至少一种。

4.根据权利要求1所述聚丙烯类浆料，其特征在于，所述分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚3或脂肪醇聚氧乙烯醚7中的至少一种。

5.根据权利要求1所述聚丙烯类浆料，其特征在于，所述PH值调节剂为碳酸钠；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述还原剂为亚硫酸钠。

6.根据权利要求1所述聚丙烯类浆料，其特征在于，所述聚丙烯类浆料中的固含量为93％～95％，玻璃化温度45～50℃。

7.一种制备聚丙烯浆料的方法，包括以下步骤：

1)将丙烯酰胺60％～80％、玻璃化温度调节剂12％～25％、稳定剂3％～5％、PH值调节剂2％～4％、分散剂1％～2％、消泡剂1％～2％和还原剂1％～2％混合，其中浆料各成份的百分比为质量百分比，搅拌均匀；

2)将混合后的混合物装入托盘中，加入引发剂，加热至60～65℃发生共聚反应；

3)将反应后的产物粉碎，过筛网孔径为2mm即为所述浆料。

8.根据权利要求7所述制备聚丙烯浆料的方法，其特征在于，步骤2)中，引发剂为过硫酸铵液体，喷洒在混合物表面，添加量为混合物质量的1‰～3‰。

9.根据权利要求7所述制备聚丙烯浆料的方法，其特征在于，步骤2)中，所述托盘底部垫有聚四氟乙烯防粘薄膜。

10.1-6任一权利要求的聚丙烯类浆料的使用方法，其特征在于，将所述的聚丙烯类浆料中加水，加热至95℃制成浆液，该浆液粘度达到12～15厘泊时，即为单独用于经纱上浆的浆液。