CN110607691A - 一种聚丙烯酸酯硬挺整理剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子聚合物技术领域,尤其涉及一种聚丙烯酸酯硬挺整理剂的制备方法,以纳米SiO2代替传统乳化剂,由甲基丙烯酸甲酯为硬单体,丙烯酸丁酯为软单体,双丙酮丙烯酰胺和丙烯酸为功能单体,过硫酸铵‑亚硫酸氢钠为引发剂,聚合制得环保型无甲醛硬挺整理剂;本发明制备的聚丙烯酸酯硬挺整理剂不使用乳化剂,可减少乳化剂带来的弊端,对环境友好,同时整理后织物硬挺度高,断裂强力提高,耐水洗性好,且具备一定的拒水性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子聚合物技术领域,尤其涉及一种聚丙烯酸酯硬挺整理剂的制备方法。
背景技术
硬挺剂是应用十分广泛的纺织印染助剂。硬挺整理具有改善织物外观,赋予织物硬挺感、厚度、弹性及丰满手感等优点,广泛应用于衬布、箱包布、广告布、帐篷等纺织品的加工。
目前市场上硬挺剂的种类很多,常用的有脲醛树脂、氰醛树脂和聚丙烯酸酯等。聚丙烯酸酯硬挺整理剂与含醛树脂不同,此类整理剂不存在甲醛释放问题,且在提升织物硬挺度的同时,还兼具优异的稳定性、良好的分散性、自交联性好、高温不泛黄等优点,然而聚丙烯酸酯传统乳液聚合过程中,使用的表面活性剂会影响聚丙烯酸酯的电性能、光学性质、表面性质及耐水性等性能,因此限制了乳液型聚丙烯酸酯的发展应用前景。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种聚丙烯酸酯硬挺整理剂的制备方法,其制备的聚丙烯酸酯硬挺整理剂不使用乳化剂,可减少乳化剂带来的弊端,对环境友好,同时整理后织物硬挺度高,断裂强力提高,耐水洗性好,且具备一定的拒水性能。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种聚丙烯酸酯硬挺整理剂的制备方法,以纳米SiO2替代乳化剂,由硬单体(甲基丙烯酸甲酯)、软单体(丙烯酸丁酯)、功能单体(双丙酮丙烯酰胺和丙烯酸)聚合而成聚丙烯酸硬挺整理剂,其制备方法包括以下步骤:
(1)乳液的制备,将1.0-1.5份纳米SiO2粉体和30-35份去离子水混合,进行超声分散得到均匀的纳米SiO2水分散液;将10-15份软单体和15-20份硬单体混合均匀制得软硬混合单体,将1/5的所述软硬混合单体快速滴加到纳米SiO2水分散液中,并以1000-1200r/min的速度搅拌预乳化30min,制得乳液;
(2)乳液聚合,将盛有所述步骤(1)制得乳液的反应容器置于水浴锅中升温,待反应容器内温度升至70℃时,开始滴加由0.2-0.4份过硫酸铵、0.1-0.2份亚硫酸氢钠和15-25份去离子水混合成的引发剂溶液,搅拌速度300-350r/min,待聚合反应开始后,同时滴加剩余4/5的所述软硬混合单体以及由0.5-1.0份双丙酮丙烯酰胺、0.5-1.0份丙烯酸和10-15份去离子水混合成的功能单体溶液,滴加时间1-2h,反应温度70-75℃;
(3)保温阶段,上述所有单体、引发剂滴加结束后,升温至80-90℃,保温0.5-1h;
(4)出料,冷却降温后,过滤出料,用氨水调节pH值至中性,得到聚丙烯酸酯硬挺整理剂;
其中,所述的份均为质量份数。
优选地,所述步骤(1)中纳米SiO2粒径为20-40nm,超声波处理仪超声功率为75W,频率20kHz,超声时间10-15min。
优选地,所述步骤(2)中乳液聚合时,功能单体占单体总用量3%-5%,双丙酮丙烯酰胺和丙烯酸的质量比为1:1;引发剂用量占单体总用量1-2%,过硫酸铵与亚硫酸氢钠的质量比为2:1。
本发明具有以下有益效果:本发明以纳米SiO2代替传统乳化剂,由甲基丙烯酸甲酯为硬单体,丙烯酸丁酯为软单体,双丙酮丙烯酰胺和丙烯酸为功能单体,过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发体系,聚合制得环保型无甲醛聚丙烯酸酯硬挺整理剂;本发明制备的聚丙烯酸酯硬挺整理剂不使用乳化剂,可减少乳化剂带来的弊端,对环境友好,同时整理后织物硬挺度高,断裂强力提高,耐水洗性好,且具备一定的拒水性能。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例一:
一种聚丙烯酸酯硬挺整理剂的制备方法,以纳米SiO2替代乳化剂,由硬单体(甲基丙烯酸甲酯)、软单体(丙烯酸丁酯)、功能单体(双丙酮丙烯酰胺和丙烯酸)聚合而成聚丙烯酸硬挺整理剂,其制备方法包括以下步骤:
(1)乳液的制备,将1.2份纳米SiO2粉体,加入32.5份去离子水中混合,用超声波处理仪在超声功率为75W,频率20kHz的条件下超声10min,得到均匀的纳米SiO2水分散液;将软单体(丙烯酸丁酯)12份和硬单体(甲基丙烯酸甲酯)18份搅拌混合均匀,制成软硬混合单体;取6份软硬混合单体快速滴加到纳米SiO2水分散液中,同时以1000r/min进行高速搅拌预乳化30min,制得乳液;其中,纳米SiO2粒径为20nm。
(2)乳液聚合,将盛有步骤(1)制得乳液的反应容器置于水浴锅中,待反应容器内温度升至70℃时,滴加由0.2份过硫酸铵、0.1份亚硫酸氢钠和20份去离子水配成的引发剂溶液,控制搅拌速度300r/min,待聚合反应开始后,同时滴加剩余的24份软硬混合单体和由0.5份丙烯酸、0.5份双丙酮丙烯酰胺和15份去离子水配成的功能单体溶液,控制滴加时间1h,反应温度70℃。
(3)保温阶段,上述所有单体、引发剂滴加结束后,升温至80℃,保温1h;
(4)出料,冷却降温后,过滤出料,用氨水调节pH值至中性,得到聚丙烯酸酯硬挺整理剂。
将上述制得的聚丙烯酸酯硬挺剂采用轧烘焙工艺用于棉织物的整理,工艺条件:硬挺剂质量浓度200g/L,二浸二轧(带液率85%),100℃预烘3min,150℃焙烘2min。测得整理后织物的性能如表1:
表1整理织物性能
从表1可以看出本发明的聚丙烯酸酯硬挺剂效果好,值得推广使用。
实施例二:
一种聚丙烯酸酯硬挺整理剂的制备方法,以纳米SiO2替代乳化剂,由硬单体(甲基丙烯酸甲酯)、软单体(丙烯酸丁酯)、功能单体(双丙酮丙烯酰胺和丙烯酸)聚合而成聚丙烯酸硬挺整理剂,其制备方法包括以下步骤:
(1)乳液的制备,将1.5份纳米SiO2粉体,加入31.55份去离子水中混合,用超声波处理仪在超声功率为75W,频率20kHz的条件下超声15min,得到均匀的纳米SiO2水分散液;将软单体(丙烯酸丁酯)10份和硬单体(甲基丙烯酸甲酯)20份搅拌混合均匀,制成软硬混合单体;取6份软硬混合单体快速滴加到纳米SiO2水分散液中,同时以1100r/min进行高速搅拌预乳化30min,制得乳液;其中,纳米SiO2粒径为30nm。
(2)乳液聚合,将盛有步骤(1)制得乳液的反应容器置于水浴锅中,待反应容器内温度升至70℃时,滴加由0.3份过硫酸铵、0.15份亚硫酸氢钠和20份去离子水配成的引发剂溶液,控制搅拌速度320r/min,待聚合反应开始后,同时滴加剩余的24份软硬混合单体和由0.75份丙烯酸、0.75份双丙酮丙烯酰胺和15份去离子水配成的功能单体溶液,控制滴加时间1.5h,反应温度75℃。
(3)保温阶段,上述所有单体、引发剂滴加结束后,升温至85℃,保温45min;
(4)出料,冷却降温后,过滤出料,用氨水调节pH值至中性,得到聚丙烯酸酯硬挺整理剂。
将上述制得的聚丙烯酸酯硬挺剂采用轧烘焙工艺用于棉织物的整理,工艺条件:硬挺剂质量浓度200g/L,二浸二轧(带液率85%),100℃预烘3min,150℃焙烘2min。测得整理后织物的性能如表2:
表2整理织物性能
从表2可以看出本发明的聚丙烯酸酯硬挺剂,硬挺效果好,但整理织物的白度略有下降,可选择使用。
实施例三:
一种聚丙烯酸酯硬挺整理剂的制备方法,以纳米SiO2替代乳化剂,由硬单体(甲基丙烯酸甲酯)、软单体(丙烯酸丁酯)、功能单体(双丙酮丙烯酰胺和丙烯酸)聚合而成聚丙烯酸硬挺整理剂,其制备方法包括以下步骤:
(1)乳液的制备,将1.0份纳米SiO2粉体,加入32.5份去离子水中混合,用超声波处理仪在超声功率为75W,频率20kHz的条件下超声12min,得到均匀的纳米SiO2水分散液;将软单体(丙烯酸丁酯)14份和硬单体(甲基丙烯酸甲酯)16份搅拌混合均匀,制成软硬混合单体;取6份软硬混合单体快速滴加到纳米SiO2水分散液中,同时以1200r/min进行高速搅拌预乳化30min,制得乳液;其中,纳米SiO2粒径为40nm。
(2)乳液聚合,将盛有步骤(1)制得乳液的反应容器置于水浴锅中,待反应容器内温度升至70℃时,滴加由0.4份过硫酸铵、0.2份亚硫酸氢钠和20份去离子水配成的引发剂溶液,控制搅拌速度320r/min,待聚合反应开始后,同时滴加剩余的24份软硬混合单体和由0.6份丙烯酸、0.6份双丙酮丙烯酰胺和15份去离子水配成的功能单体溶液,控制滴加时间2h,反应温度72℃。
(3)保温阶段,上述所有单体、引发剂滴加结束后,升温至90℃,保温0.5h;
(4)出料,冷却降温后,过滤出料,用氨水调节pH值至中性,得到聚丙烯酸酯硬挺整理剂。
将上述制得的聚丙烯酸酯硬挺剂采用轧烘焙工艺用于棉织物的整理,工艺条件:硬挺剂质量浓度250g/L,二浸二轧(带液率85%),100℃预烘3min,150℃焙烘3min。测得整理后织物的性能如表3:
表3整理织物性能
从表3可以看出本发明的聚丙烯酸酯硬挺剂整理的棉织物,各项性能指标好,值得推广使用。
综上所述,该聚丙烯酸酯硬挺整理剂的制备方法,以纳米SiO2代替传统乳化剂,采用乳液聚合法制备聚丙烯酸酯硬挺剂,将纳米SiO2引入聚合物,使所得复合乳液在保持传统聚合物的优良特点的同时,又兼具纳米材料的优点,对纺织品的多功能整理具有重要意义。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.种聚丙烯酸酯硬挺整理剂的制备方法,其特征在于:以纳米SiO2替代乳化剂,由硬单体(甲基丙烯酸甲酯)、软单体(丙烯酸丁酯)、功能单体(双丙酮丙烯酰胺和丙烯酸)聚合而成聚丙烯酸硬挺整理剂,其制备方法包括以下步骤:
(1)乳液的制备,将1-1.5份纳米SiO2粉体与30-35份去离子水混和,进行超声分散得到均匀的纳米SiO2水分散液;将10-15份软单体和15-20份硬单体混合均匀制得软硬混合单体,将1/5的所述软硬混合单体快速滴加到纳米SiO2水分散液中,并以1000-1200r/min的速度搅拌预乳化30min,制得乳液;
(2)乳液聚合,将盛有所述步骤(1)制得乳液的反应容器置于水浴锅中升温,待反应容器内温度升至70℃时,开始滴加由0.2-0.4份过硫酸铵、0.1-0.2份亚硫酸氢钠和15-25份去离子水混合成的引发剂溶液,搅拌速度300-350r/min,待聚合反应开始后,同时滴加剩余4/5的所述软硬混合单体以及由0.5-1.0份双丙酮丙烯酰胺、0.5-1.0份丙烯酸和10-15份去离子水混合成的功能单体溶液,滴加时间1-2h,反应温度70-75℃;
(3)保温阶段,上述所有单体、引发剂滴加结束后,升温至80-90℃,保温0.5-1h;
(4)出料,冷却降温后,过滤出料,用氨水调节pH值至中性,得到聚丙烯酸酯硬挺整理剂;
其中,所述的份均为质量份数。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯硬挺整理剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中纳米SiO2粒径为20-40nm。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯硬挺整理剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)乳液的制备中超声分散的超声波功率为75W,频率20kHz,超声时间10-15min。
4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯硬挺整理剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中乳液聚合时,功能单体占单体总用量3%-5%,双丙酮丙烯酰胺和丙烯酸的质量比为1:1;引发剂用量占单体总用量1-2%,过硫酸铵与亚硫酸氢钠的质量比为2:1。
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