CN102720063B - 用于涤纶纺织上浆的复合浆料、制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于涤纶纺织上浆的复合浆料，其特征在于所述复合浆料以其组分的重量百分比计为：水溶性聚酯30～50%；丙烯酸酯浆料50～70%；其中水溶性聚酯的粘度在0.15～0.3之间，酸值在20～60mgKOH/g之间。该复合浆料用于涤纶纺织上浆方面能很大程度的提高浆料性能，而且能够在不改变目前工业上涤纶纺织工艺条件下，实现完全退浆。

Description

用于涤纶纺织上浆的复合浆料、制备方法和应用

技术领域

本发明属于纺织上浆技术领域，具体涉及一种用于涤纶纺织上浆的复合浆料、制备方法和应用。

背景技术

浆料分天然的与合成的两类。前者有淀粉、改性淀粉、海藻胶等。后者用羧甲基纤维素（CMC）、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯等。两者也可相互配成复合浆料。目前国内涤纶上浆的浆料主要是丙烯酸浆料，但是一般的丙烯酸类浆料膜强度不够，易出现松弛。而且在涤纶长丝上浆方面，其粘附性、耐磨性都有待提高，另外用量过大易引起浆纱吸湿再黏。

聚酯浆料的结构与涤纶纤维相似因而对涤纶具有良好的粘附性，其水溶液的粘度和表面张力都很小，聚酯浆膜具有适中的柔软性和较低的吸湿率，使浆膜的附着力、拉伸力等性能得到很大的改善，而且聚酯浆料退浆容易。本发明结合上述的优点进行开发，来解决现有技术中涤纶纺织的上浆问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于涤纶纺织上浆的复合浆料，解决了现有技术中涤纶长丝上浆时浆料粘附性、耐磨性不够，而加大用量时易引起浆纱吸湿再黏等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种用于涤纶纺织上浆的复合浆料，其特征在于所述复合浆料以其组分的重量百分比计为：

水溶性聚酯                    30～50%；

丙烯酸酯浆料                  50～70%；

其中水溶性聚酯的粘度在0.15～0.3之间，酸值在20～60mg KOH/g之间。

优选的，所述水溶性聚酯通过以下方法制得：

（1）醇酸比为1.2-1.5的二元酸和二元醇混合，在加入催化剂和反应温度为220-250℃条件下进行酯化或酯交换反应，反应到达终点后减压排出多余的醇，形成短链齐聚物；其中反应物中二元酸以其组分占所有二元酸的摩尔量比例计为：

对苯二甲酸或酯            50-80%；

间苯二甲酸或酯            10-20%；

其余二元酸                10-30%；

反应物中二元醇以其组分占所有二元醇的摩尔量比例计为：

乙二醇                    70-90%；

其余二元醇                10-30%；

（2）冷却至180-210℃后加入偏苯三酸酐继续反应，得到的水溶性聚酯；其中加入的偏苯三酸酐的含量为步骤（1）中二元酸总摩尔量的5-15%。

优选的，所述其余二元酸选自：邻苯二甲酸、丙二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、1,4-环己烷二甲酸、1,4-萘二酸的一种或二种以上的任意组合。

优选的，所述其余二元醇选自：丙二醇、丁二醇、新戊二醇、己二醇、1,4-环己烷二甲醇、二甘醇、聚乙二醇其中的一种或两种以上的任意组合。

优选的，所述催化剂的用量为第一步参与酯化或酯交换反应物总重量的50～750ppm。

优选的，所述催化剂选自：Zn、Mn、Mg、Ca、Co醋酸盐、钛酸丁酯、钛酸异丙酯、氨基三乙醇钛、二丁基氧化锡、三氧化二锑、乙二醇锑的一种或两种以上的任意组合；

优选的，所述丙烯酸酯浆料由丙烯酸类单体和丙烯酸酯类单体通过乳液共聚制备，其中丙烯酸类单体占所有单体质量的10-30%；丙烯酸酯类单体占所有单体质量的70-90%。

优选的，所述丙烯酸类单体选自：丙烯酸、甲基丙烯酸的一种或两种的任意组合。

优选的，所述丙烯酸酯单体选自：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、醋酸乙烯酯的一种或两种以上的任意组合。

本发明的另一目的在于提供一种所述的用于涤纶纺织上浆的复合浆料的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）醇酸比为1.2-1.5的二元酸和二元醇混合，在加入催化剂和反应温度为220-250℃条件下进行酯化或酯交换反应，反应到达终点后减压排出多余的醇，形成短链齐聚物；其中反应物中二元酸以其组分占所有二元酸的摩尔量比例计为：

对苯二甲酸或酯            50-80%；

间苯二甲酸或酯            10-20%；

其余二元酸                10-30%；

反应物中二元醇以其组分占所有二元醇的摩尔量比例计为：

乙二醇                    70-90%；

其余二元醇                10-30%；

（2）冷却至180-210℃后加入偏苯三酸酐继续反应，得到的水溶性聚酯；其中加入的偏苯三酸酐的含量为步骤（1）中二元酸总摩尔量的5-15%；

（3）由丙烯酸类单体和丙烯酸酯类单体通过乳液共聚制备丙烯酸酯浆料，其中丙烯酸类单体占所有单体质量的10-30%；丙烯酸酯类单体占所有单体质量的70-90%；

（4）将占原料总质量30～50%的水溶性聚酯和50～70%的丙烯酸酯浆料通过共混制备，得到用于涤纶纺织上浆的复合浆料。

优选的，所述方法步骤（4）中进行共混制备后需要将用于涤纶纺织上浆的复合浆料的pH控制在7-7.5之间。

本发明的另一目的在于提供一种所述的用于涤纶纺织上浆的复合浆料在涤纶纺织上浆上的应用。

本发明的用于涤纶纺织上浆的复合浆料，其由水溶性聚酯和丙烯酸酯浆料组成，其中水溶性聚酯具有高酸值，粘度为0.15～0.3之间，酸值在20～60mg KOH/g之间。

本发明的用于涤纶纺织上浆的复合浆料用于涤纶纺织上浆，由聚酯和丙烯酸类浆料混合搭配使用，能够显著提高浆料性能，而且在不改变退浆工艺条件下，完全退浆。本发明的发明思路是采用聚酯浆料和丙烯酸浆料的配合使用可以为丙烯酸浆料在涤纶纺织上浆中的性能提供有力的弥补，提高浆料的使用性能而且会使粘度降低，上浆率下降，节约成本，同时可以在不改变原有的工艺条件下完全退浆。

本发明由水溶性聚酯和丙烯酸酯浆料组成的复合浆料中水溶性聚酯的重量含量为30～50%，丙烯酸酯浆料的重量含量为50～70%；所述的水溶性聚酯，粘度为0.15～0.3之间，酸值在20～60mg KOH/g之间。

水溶性聚酯合成第一步需要加入催化剂，催化剂的用量为第一步反应物总重量的50～750ppm。所用催化剂选自：Zn、Mn、Mg、C a、Co醋酸盐、钛酸丁酯、钛酸异丙酯、氨基三乙醇钛、二丁基氧化锡、三氧化二锑、乙二醇锑的一种或两种以上的任意组合；

本发明通过采用水溶性聚酯和丙烯酸酯共混制备形成复合浆料，其关键在于用酸值在20-60mg KOH/g的水溶性聚酯，其用于涤纶纺织上浆方面能很大程度的提高浆料性能，而且能够在不改变目前工业上涤纶纺织工艺条件下，实现完全退浆。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

本发明采用水溶性聚酯浆料由于结构和涤纶长丝相近，故而涤纶具有良好的粘附性，对于浆料的附着力和拉伸性能都有较大的提高，同时能改善丙烯酸浆料的渗透性，降低粘度，使上浆率下降，节约成本。通过用水溶性聚酯和丙烯酸类浆料的搭配使用，能够在不改变原来退浆工艺条件下完全退浆，而且能够大大提高浆料性能。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例1用于涤纶纺织上浆的复合浆料的制备

1、水溶性聚酯的合成：

将249.2kg的对苯二甲酸、51.2kg的间苯二甲酸二甲酯、27.4kg的己二酸、146.6kg的乙二醇、27.6kg的新戊二醇和150g的醋酸锌和75g的钛酸异丙酯混合投入到反应釜中，用氮气置换空气，升温搅拌，保持温度在220-250℃之间反应，收集的副产物达到理论值后，减压30min。然后用氮气消除真空，冷却到180-210℃之间，投入18kg的偏苯三酸酐，继续反应30min。得到水溶性聚酯。

经过检测得到的水溶性聚酯其粘度为0.18，酸值为46.8mgKOH/g

2、丙烯酸浆料的制备：

先将21kg丙烯酸、63.9kg甲基丙烯酸、120kg甲基丙烯酸甲酯、70.2kg丙烯酸甲酯、50.4kg甲基丙烯酸丁酯搅拌混合均匀，然后加入到651kg的水中，加入十二烷基硫酸钠（乳化剂）1.63kg，搅拌均匀。滴加2.6kg的过硫酸铵（引发剂）升温到70-85℃之间反应4h。

3、将占总质量40%水溶性聚酯缓慢的加入到占总质量60%的丙烯酸浆料中，保持温度在80-95℃之间，共混溶解，搅拌均匀，再加入氨水中和至pH为7-7.5，即得到复合浆料。

实施例2用于涤纶纺织上浆的复合浆料的制备

1、水溶性聚酯的合成：

将212.3kg的对苯二甲酸、62.4kg的间苯二甲酸、46.8kg的1,4-环己烷二甲酸、124.6kg的乙二醇、27.6kg的己二醇和180g的醋酸锌和50g的钛酸异丙酯混合投入到反应釜中，用氮气置换空气，升温搅拌，保持温度在220-250℃之间反应，收集的副产物达到理论值后，减压30min。然后用氮气消除真空，冷却到180-210℃之间，投入16.3kg的偏苯三酸酐，继续反应30min。得到水溶性聚酯。

经过检测得到的水溶性聚酯的粘度为0.25，酸值为28mgKOH/g。

2、丙烯酸浆料的制备：

先将20kg丙烯酸、46.9kg甲基丙烯酸、100kg甲基丙烯酸乙酯、80.9kg丙烯酸丁酯、76.8kg甲基丙烯酸丁酯、20kg丙烯腈搅拌混合均匀，然后加入到756kg的水中，加入十二烷基硫酸钠（乳化剂）1.68kg，搅拌均匀。滴加2.4kg的过硫酸铵（引发剂）升温到70-85℃之间反应4h。

3、将占总质量35%水溶性聚酯缓慢的加入到占总质量65%的丙烯酸浆料中，保持温度在80-95℃之间，共混溶解，搅拌均匀，再加入氨水中和至pH为7-7.5，即得到复合浆料。

实施例3用于涤纶纺织上浆的复合浆料的制备

1、水溶性聚酯的合成：

将212.3kg的对苯二甲酸、48.9kg的间苯二甲酸、50.4kg的癸二酸、124.6kg的乙二醇、27.6kg的二甘醇和180g的醋酸锌和50g的钛酸异丙酯混合投入到反应釜中，用氮气置换空气，升温搅拌，保持温度在220-250℃之间反应，收集的副产物达到理论值后，减压30min。然后用氮气消除真空，冷却到180-210℃之间，投入16.3kg的偏苯三酸酐，继续反应30min。得到水溶性聚酯。

进过检测得到的水溶性聚酯其粘度为0.29，酸值为22.5mgKOH/g。

2、丙烯酸浆料的制备：

先将10kg丙烯酸、63.2kg甲基丙烯酸、140kg甲基丙烯酸乙酯、72.6kg丙烯酸丁酯、80.5kg甲基丙烯酸丁酯、搅拌混合均匀，然后加入到756kg的水中，加入十二烷基硫酸钠（乳化剂）1.68kg，搅拌均匀。滴加2.4kg的过硫酸铵（引发剂），升温到70-85℃之间反应4h。

3、将占总质量45%水溶性聚酯缓慢的加入到占总质量55%的丙烯酸浆料中，保持温度在80-95℃之间，共混溶解，搅拌均匀，再加入氨水中和至pH为7-7.5，即得到复合浆料。

实施例4与国产市售丙烯酸浆料的物性考察对比

对比例采用国产丙烯酸类浆料，本发明的用于涤纶纺织上浆的复合浆料采用实施例1~3制备的复合浆料，进行涤纶上浆实际应用时的物性考察。结果如表1所示。

表1本发明复合浆料与对比例在涤纶上浆实际应用中的性能对比结果

由表1可知，本发明复合浆料在涤纶上浆实际应用中降低了上浆率，这样能够节约成本。浆料的附着力和粘结力都大大提高，增加纱线之间相互作用力，使得经纱的抱合力和耐磨性都有很大的提高。同时浆纱强力和伸长率方面也有很大的提高，从而使浆料综合性能大大提高。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于涤纶纺织上浆的复合浆料，其特征在于所述复合浆料以其组分的重量百分比计为： 

水溶性聚酯    30～50%； 

丙烯酸酯浆料  50～70%； 

其中水溶性聚酯的粘度在0.15～0.3之间，酸值在20～60mg KOH/g之间；所述水溶性聚酯通过以下方法制得： 

（1）醇酸比为1.2-1.5的二元酸和二元醇混合，在加入催化剂和反应温度为220-250℃条件下进行酯化或酯交换反应，反应到达终点后减压排出多余的醇，形成短链齐聚物；其中反应物中的二元酸以其组分占所有二元酸的摩尔量比例计为： 

对苯二甲酸  50-80%； 

间苯二甲酸  10-20%； 

其余二元酸  10-30%； 

反应物中二元醇以其组分占所有二元醇的摩尔量比例计为： 

乙二醇      70-90%； 

其余二元醇  10-30%； 

（2）冷却至180-210℃后加入偏苯三酸酐继续反应，得到的水溶性聚酯；其中加入的偏苯三酸酐的含量为步骤（1）中二元酸总摩尔量的5-15%。 

2.根据权利要求1所述的用于涤纶纺织上浆的复合浆料，其特征在于所述其余二元酸选自：邻苯二甲酸、丙二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、1,4-环己烷二甲酸、1,4-萘二酸的一种或二种以上的任意组合。 

3.根据权利要求1所述的用于涤纶纺织上浆的复合浆料，其特征在于所述其余二元醇选自：丙二醇、丁二醇、新戊二醇、己二醇、1,4-环己烷二甲醇、二甘醇、聚乙二醇其中的一种或两种以上的任意组合。 

4.根据权利要求1所述的用于涤纶纺织上浆的复合浆料，其特征在于所述催化剂的用量为第一步参与酯化或酯交换反应物总重量的50～750ppm。 

5.根据权利要求1所述的用于涤纶纺织上浆的复合浆料，其特征在于所述催化剂选自：Zn、Mn、Mg、Ca、Co醋酸盐、钛酸丁酯、钛酸异丙酯、氨基三乙醇钛、二丁基氧化锡、三氧化二锑、乙二醇锑的一种或两种以上的任意组合 。

6.根据权利要求1所述的用于涤纶纺织上浆的复合浆料，其特征在于所述丙烯酸酯浆料由丙烯酸类单体和丙烯酸酯类单体通过乳液共聚制备，其中丙烯酸类单体占所有单体质量的10-30%；丙烯酸酯类单体占所有单体质量的70-90%。 

7.根据权利要求6所述的用于涤纶纺织上浆的复合浆料，其特征在于所述丙烯酸类单体选自：丙烯酸、甲基丙烯酸的一种或两种的任意组合。 

8.根据权利要求6所述的用于涤纶纺织上浆的复合浆料，其特征在于所述丙烯酸酯类单体选自：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、醋酸乙烯酯的一种或两种以上的任意组合。 

9.一种权利要求1所述的用于涤纶纺织上浆的复合浆料的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤： 

（1）醇酸比为1.2-1.5的二元酸和二元醇混合，在加入催化剂和反应温度为220-250℃条件下进行酯化或酯交换反应，反应到达终点后减压排出多余的醇，形成短链齐聚物；其中反应物中二元酸以其组分占所有二元酸的摩尔量比例计为： 

对苯二甲酸  50-80%； 

间苯二甲酸  10-20%； 

其余二元酸  10-30%； 

反应物中二元醇以其组分占所有二元醇的摩尔量比例计为： 

乙二醇      70-90%； 

其余二元醇  10-30%； 

（2）冷却至180-210℃后加入偏苯三酸酐继续反应，得到的水溶性聚酯；其中加入的偏苯三酸酐的含量为步骤（1）中二元酸总摩尔量的5-15%； 

（3）由丙烯酸类单体和丙烯酸酯类单体通过乳液共聚制备丙烯酸酯浆料，其中丙烯酸类单体占所有单体质量的10-30%；丙烯酸酯类单体占所有单体质量的70-90%； 

（4）将占原料总质量30～50%的水溶性聚酯和50～70%的丙烯酸酯浆料通过共混制备，得到用于涤纶纺织上浆的复合浆料。 

10.一种权利要求1所述的用于涤纶纺织上浆的复合浆料在涤纶纺织上浆上的应用。