CN108503739A - 一种非离子型硬挺剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非离子型硬挺剂及其制备方法，主要由重量份数的如下原料制成：醋酸乙烯酯单体 100份，去离子水 40‑240份，非离子表面活性剂 0.1‑1份，保护胶体3‑7份和引发剂 0.05‑0.5份；本发明非离子型硬挺剂处理的棉布同时具有较好的硬挺度和厚实感。

Description

一种非离子型硬挺剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及硬挺剂制备技术领域，尤其涉及一种非离子型硬挺剂及其制备方法。

背景技术

织物硬挺剂属于纺织面料后处理剂的一种，主要是用来增强面料的硬挺度，弹性，同时赋予面料厚实感及耐磨性的功能性助剂，常见的硬挺剂主要包括三聚氰胺甲醛树脂，脲醛树脂，聚丙烯酸酯，聚醋酸乙烯酯，聚醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物，聚乙烯醇以及淀粉等。这些多属于聚合物，不易渗透到织物纤维内部，从而只粘附在纤维表面，经加热后形成聚合物膜，从而赋予织物硬挺的效果。同时因为聚合物膜的形成给织物带来一定的厚实的手感，并提高其强力和耐磨性，延长使用寿命。硬挺剂广泛应用于衬布、箱包布、帐篷、装饰布和广告布等面料的整理加工。硬挺剂一般称为浆料，因此织物浸涂硬挺剂并烘干以获得厚实和硬挺效果的工艺过程，也称上浆整理。硬挺整理的浆液主要用聚合物和少量防腐剂配成，也可加入柔软剂、填充剂或荧光增白剂等。

目前常用的三聚氰胺甲醛树脂，脲醛树脂类硬挺剂处理后的织物硬挺度较高，尤其对于合成纤维类织物的效果较其他类硬挺剂更佳，但是在使用过程中会释放甲醛，无法满足环保要求，且整理织物后会有逐渐泛黄，另外其本身储存稳定性差。聚乙烯醇及淀粉类硬挺剂对于纤维素类织物的硬挺效果很好，但是本身耐水洗性差，同时所得到的织物手感较差；而聚丙烯酸酯，聚醋酸乙烯酯，聚醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物类硬挺剂相对于前几类硬挺剂来说，耐黄变效果好，本身储存稳定性高，耐水洗性好，不产生游离甲醛。对于纤维素类织物，比如棉，硬挺效果好，但是所得到的织物厚实感差。

现在市面上缺乏一种硬挺剂，对织物处理后，织物既具有较好的硬挺效果，又具有较好的厚实感。

申请公布号 CN 103757909 A公开了“一种非离子型硬挺剂及其制备方法”，由下列重量份数的成分制成：保护胶10-20份，乳化剂1-2份，单体100份，引发剂0.5-1份，去离子水150-250份；所述保护胶是聚乙烯醇，所述乳化剂是非离子乳化剂，所述单体由下列重量份数的成分组成：醋酸乙烯酯80-90份，甲基丙烯酸甲酯5-15份，羟甲基丙烯酰胺1-5份，丙烯酰胺2-4份；所述引发剂由下列重量比例的成分组成：氧化剂：还原剂=1:0.5-1，该方法采用多种单体进行共聚，转化率低，导致所得硬挺剂处理织物时无法同时满足硬挺度和厚实感；另外，多种单体还会带来存储和运输成本。

发明内容

为了解决现有硬挺剂处理布料后，厚实感较差的问题，本发明的目的是提供一种非离子型硬挺剂。为此，本发明还要提供一种制备该硬挺剂的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种非离子型硬挺剂，主要由重量份数的如下原料制成：

醋酸乙烯酯单体 100份

去离子水 40-240份

非离子表面活性剂 0.1-1份

保护胶体 3-7份

引发剂 0.05-0.5份。

采用上述方案，保护胶体用量少，所制备的硬挺剂粘度小，使用和运输过程方便。

优选的是，所述非离子表面活性剂的亲水亲油值为15-35。

该范围下的亲水亲油值乳化效果优异。

更为优选的是，所述非离子表面活性剂为直链或者支链烷基醇聚氧乙烯醚、直链或者支链烷基醇聚氧乙烯-丙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯单酯、脂肪酸聚氧乙烯-丙烯单酯中的任意一种。

优选的是，所述保护胶体为聚乙烯醇及其衍生物、纤维素醚及其衍生物、淀粉及其衍生物、聚乙烯基吡咯烷酮中的任意一种。

优选的是，所述保护胶体为水解度在70-92%的聚乙烯醇或其衍生物。

该水解度范围的聚乙烯醇或其衍生物，稳定效果好。

更为优选的是，所述保护胶体为水解度在86-90%的聚乙烯醇或其衍生物。

优选的是，所述引发剂为热分解引发剂。

其中，所述的热分解引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵。

优选的是，所述非离子型硬挺剂还包括如下原料：增塑剂、pH调节剂，分子量调节剂，消泡剂和杀菌剂。

优选的是，所述pH调节剂为醋酸钠。

优选的是，所述硬挺剂中的固体物所占质量百分数为30-60%。

更为优选的是，所述硬挺剂中的固体物所占质量百分数为40-60%。

优选的是，所述硬挺剂的粒径范围：D50（50%的颗粒直径小于该值）大小为2-5μm，D90（90%的颗粒直径小于该值）大小为6.5-12.5μm。

更为优选的是，所述硬挺剂的粒径范围：D50（50%的颗粒直径小于该值）大小为2.5-4.5μm，D90（90%的颗粒直径小于该值）大小为8-10μm。

采用上述方案，所得硬挺剂粒径远远大于传统硬挺剂，在处理织物时，最终硬挺效果和厚实感均优异于传统硬挺剂。

本发明的第二方面，提供一种该非离子型硬挺剂的制备方法，包括如下步骤：

S1，称取重量份数的如下原料：醋酸乙烯酯单体100份，去离子水40-240份，非离子表面活性剂0.1-1份，保护胶体3-7份，引发剂0.05-0.5份；

S2，将S1中的非离子表面活性剂和保护胶体溶解于水中，并添加于反应釜内；

S3，将反应釜抽真空，并通入氮气吹扫，以除去釜内空气；

S4，将反应釜温度升至40-70℃，边搅拌便加入5-15份醋酸乙烯酯单体和0.02-0.2份引发剂，引发聚合反应；

S5，设定反应温度为60-85℃，向反应釜内加入剩余的醋酸乙烯酯单体和剩余的引发剂，滴加3-6小时；

S6，冷却反应釜，出料即得硬挺剂。

优选的是，在S6之前还包括加入增塑剂和杀菌剂的步骤。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果：本发明的非离子型硬挺剂的挺度为2.6mN*m，均高于市售PVAc硬挺剂处理的棉布和市售聚丙烯酸酯硬挺剂处理的棉布；厚实感评估分值高达44，厚实感远远优于市售PVAc硬挺剂和市售聚丙烯酸酯硬挺剂处理的棉布；本发明的非离子型硬挺剂粒径大，D50大小为2-5μm，D90大小为6.5-12.5μm，粒径越大，硬挺剂处理的棉布的硬挺度和厚实感越好。

具体实施方式

一、实施例

实施例1

非离子型硬挺剂的制备方法，包括如下步骤：

S1，称取醋酸乙烯酯单体1000g，去离子水850g，非离子表面活性剂(Lutensol TO89,BASF) 10g，聚乙烯醇(BP17, CCP) 70 g，过硫酸铵2g，消泡剂(NXZ)2g，醋酸钠4g，杀菌剂(Kathon LXE1.5)4g；

S2，将S1中的非离子表面活性剂和88%水解度的聚乙烯醇溶解于750g水中，并添加于3L反应釜内，以60rpm速率搅拌；

S3，将反应釜抽真空，并通入氮气吹扫，重复“抽真空-氮气吹扫”三次以除去釜内空气；

S4，边搅拌便加入100g醋酸乙烯酯单体，同时将釜内温度升至70℃，平衡5分钟，然后向反应釜内加入过硫酸铵1g和100g水，引发聚合反应；

S5，继续加热，待釜内温度升高至85℃时，加入剩余的900 g醋酸乙烯酯单体和1 g过硫酸铵，滴加3h，保持反应釜温度30分钟；

S6，将反应釜冷却至40℃，出料。

实施例2

非离子型硬挺剂的制备方法，包括如下步骤：

S1，称取醋酸乙烯酯单体1000g，去离子水400g，非离子表面活性剂( Lutensol TO109,BASF) 1g，聚乙烯醇(1788) 30 g，过硫酸钾0.5g；

S2，将S1中的非离子表面活性剂和86%水解度的聚乙烯醇溶解于100g水中，并添加于3L反应釜内，以60rpm速率搅拌；

S3，将反应釜抽真空，并通入氮气吹扫，重复“抽真空-氮气吹扫”三次以除去釜内空气；

S4，边搅拌便加入50g醋酸乙烯酯单体，同时将釜内温度升至40℃，平衡10分钟，然后向反应釜内加入过硫酸钾0.2g和300g水，引发聚合反应；

S5，继续加热，待釜内温度升高至65℃时，加入剩余的950 g醋酸乙烯酯单体和0.3 g过硫酸铵，滴加5h，保持反应釜温度30分钟；

S6，将反应釜冷却至40℃，出料。

实施例3

非离子型硬挺剂的制备方法，包括如下步骤：

S1，称取醋酸乙烯酯单体1000g，去离子水2400g，非离子表面活性剂( LutensolTO109, BASF) 5g，聚乙烯醇(Selvol523) 50 g，过氧化氢 5g；

S2，将S1中的非离子表面活性剂和86%水解度的聚乙烯醇溶解于800g水中，并添加于3L反应釜内，以60rpm速率搅拌；

S3，将反应釜抽真空，并通入氮气吹扫，重复“抽真空-氮气吹扫”三次以除去釜内空气；

S4，边搅拌便加入150g醋酸乙烯酯单体，同时将釜内温度升至60℃，平衡10分钟，然后向反应釜内加入过硫酸钾2g和1600g水，引发聚合反应；

S5，继续加热，待釜内温度升高至80℃时，加入剩余的850 g醋酸乙烯酯单体和3 g过硫酸铵，滴加6h，保持反应釜温度30分钟；

S6，将反应釜冷却至40℃，出料。

三、性能评价

以实施例1、实施例2、实施例3、市售PVAc硬挺剂和市售聚丙烯酸酯硬挺剂为例，评价硬挺剂的硬挺度和厚实感。

实施例1、实施例2、实施例3、市售PVAc硬挺剂和市售聚丙烯酸酯硬挺剂的性能参数如表1所示。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	市售PVAc硬挺剂	市售聚丙烯酸酯硬挺剂
						固体含量	55.3%	55%	55.1%	50%	46%
粘度	5500(BVF,20rpm)	3500(BVF,20rpm)	3200(BVF,20rpm)	8000(BVF,20rpm)	100(BVF,20rpm)
						粒径（D50）	3.3um	3μm	2.6μm	1μm	0.2μm
粒径（D90）	9.0um	8.5μm	7.5μm	2.4μm	0.6μm

固体含量和粘度可以通过稀释试剂统一，故在实际生产和实验过程中，固体含量和粘度对硬挺剂的性能影响较小；而在稀释试剂的过程中，粒径（D50）和粒径（D90）保持不变。

挺度测试：将实施例1、实施例2、实施例3、市售PVAc硬挺剂和市售聚丙烯酸酯硬挺剂处理后的样布分别裁成4cm*10cm大小的样条通过L&W BENDING TESTER进行挺度测试，测试结果如表2。

表2

	挺度（mN*m）
		实施例1	2.8
实施例2	2.6
		实施例3	2.4
市售PVAc硬挺剂	2.1
		市售聚丙烯酸酯硬挺剂	1.6

如表2所示，实施例1,2和实施例3制备的硬挺剂处理棉布，其挺度分别高于市售PVAc硬挺剂处理的棉布和市售聚丙烯酸酯硬挺剂处理的棉布。

将实施例1、实施例2和实施例3进行处理，使得实施例1、实施例2、实施例3、市售PVAc硬挺剂的粘度相同，均为均为3200(BVF,20rpm)，分别用于棉布的硬挺剂，比较处理前后棉布的挺度变化，结果如表3所示。

表3

	处理前挺度（mN*m）	处理后挺度（mN*m）
			实施例1	2.8	2.8
实施例2	2.6	2.6
			实施例3	2.4	2.4
市售PVAc硬挺剂	2.1	2.1

如表3所示，处理前后，四种硬挺剂的粒径保持不变，经硬挺剂处理的棉布挺度也保持不变；通过表1和表3比较实施例1,2,3制得的硬挺剂，发现硬挺剂粒径越大，挺度越好；将实施例1,2,3制得的硬挺剂与市售PVAc硬挺剂相比效果更加明显。

厚实感评估：5分最高，表明厚实感最高，1分最低，表明厚实感最差。随机抽取十个人参与厚实感评估，并以每一布样的得分总和作为最终结果，测试结果如表4。

表4

	厚实感评估分值
		实施例1	41
实施例2	44
		实施例3	42
市售PVAc硬挺剂	30
		市售聚丙烯酸酯硬挺剂	16

如表4所示，实施例1,2和实施例3制备的硬挺剂处理棉布，其厚实感远远优于市售PVAc硬挺剂和市售聚丙烯酸酯硬挺剂处理的棉布。

上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好地使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (10)

1.一种非离子型硬挺剂，其特征在于，主要由重量份数的如下原料制成：

醋酸乙烯酯单体 100份

去离子水 40-240份

非离子表面活性剂 0.1-1份

保护胶体 3-7份

引发剂 0.05-0.5份。

2.如权利要求1所述的非离子型硬挺剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂的亲水亲油值为15-35。

3.如权利要求2所述的非离子型硬挺剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂为直链或者支链烷基醇聚氧乙烯醚、直链或者支链烷基醇聚氧乙烯-丙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯单酯、脂肪酸聚氧乙烯-丙烯单酯中的任意一种。

4.如权利要求1所述的非离子型硬挺剂，其特征在于，所述保护胶体为聚乙烯醇及其衍生物、纤维素醚及其衍生物、淀粉及其衍生物、聚乙烯基吡咯烷酮中的任意一种。

5.如权利要求4所述的非离子型硬挺剂，其特征在于，所述保护胶体为水解度在70-92%的聚乙烯醇或其衍生物。

6.如权利要求5所述的非离子型硬挺剂，其特征在于，所述保护胶体为水解度在86-90%的聚乙烯醇或其衍生物。

7.如权利要求1所述的非离子型硬挺剂，其特征在于，所述引发剂为热分解引发剂。

8.如权利要求1所述的非离子型硬挺剂，其特征在于，所述硬挺剂中的固体物所占质量百分数为30-60%。

9.如权利要求1所述的非离子型硬挺剂，其特征在于，所述硬挺剂的粒径范围：D50（50%的颗粒直径小于该值）大小为2-5μm，D90（90%的颗粒直径小于该值）大小为6.5-12.5μm。

10.一种权利要求1-9中任一项所述非离子型硬挺剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，称取重量份数的如下原料：醋酸乙烯酯单体100份，去离子水40-240份，非离子表面活性剂0.1-1份，保护胶体3-7份，引发剂0.05-0.5份；

S2，将S1中的非离子表面活性剂和保护胶体溶解于水中，并添加于反应釜内；

S3，将反应釜抽真空，并通入氮气吹扫，以除去釜内空气；

S4，将反应釜温度升至40-70℃，边搅拌便加入5-15份醋酸乙烯酯单体和0.02-0.2份引发剂，引发聚合反应；

S5，设定反应温度为60-85℃，向反应釜内加入剩余的醋酸乙烯酯单体和剩余的引发剂，滴加3-6小时；

S6，冷却反应釜，出料即得硬挺剂。