CN117106231A - 一种二氧化钛分散体及其制备方法和应用 - Google Patents
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-
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Abstract
本发明公开了一种二氧化钛分散体及其制备方法和应用；按照质量份数计，每100份二氧化钛分散体中，包含如下组分：10～60份改性二氧化钛、40～90份乙二醇；其中，改性二氧化钛是由亲水改性剂和亲油改性剂对二氧化钛改性制得，亲水改性剂是由丙烯酰胺衍生物、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐聚合得到的共聚物，亲油改性剂为亲油性硅烷偶联剂。本发明的二氧化钛分散体粘度低、固含高、粒径小、储存稳定性好，具有较高的相对散射力和遮盖力，其应用于聚酯原位聚合中，聚酯纤维的断裂强度和断裂伸长率未发生明显变化，色泽均匀、耐皂洗牢度和干湿摩擦牢度较高。
Description
技术领域
本发明涉及精细化工技术领域，具体涉及一种二氧化钛分散体、其制备方法及在聚酯原位聚合上的应用。
背景技术
我国将含聚对苯二甲酸乙二酯组分大于85％的合成纤维称为聚酯纤维，商品名为涤纶。聚酯是由多元酸和多元醇缩聚而得的聚合物，聚酯合成工艺有直接酯化法和酯交换法，由于直接酯化法具有原料消耗低、反应时间短等优势，成为主要合成工艺。直接酯化法主要反应过程为：首先用高纯度对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应生成酯和水，然后将生成的酯进行缩聚反应得到聚酯和乙二醇，其中缩聚包括预缩聚和终缩聚。
聚酯纤维经过纺丝过程中拉伸和定形作用，分子排列整齐呈线状直链，结晶度高，取向性好，分子间空隙小，染料不易渗入；大分子链上没有羟基、氨基等极性官能团，只有极性较小的酯基，因此聚酯纤维作为纺织材料具有较差的染色性。染料分子只有在高温高压条件下才能进入纤维内部进行染色，染色工艺存在设备要求高、废水排放量大等问题。原位聚合着色是在聚酯聚合过程中添加着色剂得到有色聚酯熔体从而制备有色聚酯纤维或聚酯母粒。原位聚合着色省去了后续染色工序，减少了因染色、清洗等工艺而产生的“三废”污染和巨大能耗，有利于推进纤维生产过程中的节能减排，具有良好的发展前景。
消光聚酯纤维是一种在普通聚酯纤维的基础上通过添加消光剂生产制得的具有独特外观特点的聚酯纤维；消光聚酯纤维及织物具备光泽柔和、悬垂性高、遮蔽性能强等特点。化纤消光剂目前绝大多数使用二氧化钛粉状颗粒，二氧化钛具有较高的折射率，白度好、遮盖力大，并具有较好的化学稳定性，化纤的后处理及后加工过程不易发生变化，不影响纤维的染色，并能改善纤维的耐光性和耐候性。全消光聚酯纤维需要二氧化钛的含量较高，这就不仅要求二氧化钛颗粒有足够小的粒径，且有极好的分散性，否则纺丝过程中极易使得纺丝组件堵塞，甚至在纺丝或牵伸过程造成纤维断裂。然而，粒径较小的二氧化钛颗粒表面能很大，极易团聚。公开号为CN109338502A的中国专利公开了一种吸湿速干聚酯纤维面料及其制备方法，是在酯化合成反应完成后，向聚合反应釜内加入二氧化钛消光剂，是将二氧化钛直接添加到酯化反应体系中的一种方法。
现有技术中，为了保证二氧化钛能均匀地分散于聚酯中，二氧化钛颗粒需要先与乙二醇混合，再经搅拌打浆、剪切碾磨、过滤等一系列的加工处理调配成乙二醇基的二氧化钛消光剂浆液，然后在聚酯的生产过程即聚酯生成前加入反应体系中。公开号为CN101993526A的中国专利公开了一种用于制造全消光超细纤维的聚酯的制备方法，包括对苯二甲酸和乙二醇进行酯化反应生成对苯二甲酸双羟乙酯；对苯二甲酸双羟乙酯进行预缩聚反应生成齐聚物，齐聚物进行缩聚反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯；其在预缩聚反应的反应原料中加入乙二醇基的二氧化钛消光剂浆液，二氧化钛消光剂浆液组成为：化纤消光用锐钛型二氧化钛粉状颗粒、铝/钡双金属有机络合物的低聚物为分散稳定剂、乙二醇；该制备方法是先将二氧化钛通过分散剂分散在乙二醇中，然后再添加到预缩聚反应体系中。
现有技术对TiO2进行包覆的方法，有高压静电法、沉淀法、喷雾干燥法等，但仍存在下述缺点：TiO2易团聚在有机基体中，分散性差，高温条件下结构易发生破坏，不能用于熔融加工。如公开号为CN114621423A的中国专利公开了一种可纺性好的钛基消光聚酯纤维的制备方法：PTA和乙二醇混合后依次进行初步酯化反应、二次酯化反应、预缩聚、终聚得到全消光聚酯熔体，其中TiO2消光剂在初步酯化反应和二次酯化反应中分段加入，对熔体的纺织影响小；其中TiO2消光剂经过表面包覆处理，包括以下步骤：将氯乙烯、丙烯酸-β-羟丁酯和过硫酸铵分散在水中，升温到70-80℃，加入一部分链转移剂巯基乙醇，进行预聚合反应，1-2h后加入纤维素、二氧化钛和剩余的链转移剂巯基乙醇，继续进行聚合反应3-4h，得到表面包覆的二氧化钛。
现有技术中未见先后用亲水改性剂和亲油改性剂对二氧化钛改性，并用在聚酯原位聚合中，提高二氧化钛颗粒在聚酯中的稳定性和分散性的相关报道。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种二氧化钛分散体及其制备方法和应用；本发明采用亲水改性剂和亲油改性剂对二氧化钛先后改性，使二氧化钛表面部分接枝亲水基团，部分接枝亲油基团；亲水基团能够使二氧化钛在乙二醇中稳定分散，制备的分散体不会在储存或运输过程中出现沉降、团聚、返粗等现象，亲油基团能够使二氧化钛在聚酯聚合中提高其与聚合物的相容性，进而能够在聚酯中均匀分散。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种二氧化钛分散体，按照质量份数计，每100份二氧化钛分散体中，包含如下组分：10～60份改性二氧化钛、40～90份乙二醇；其中，改性二氧化钛是由亲水改性剂和亲油改性剂对二氧化钛改性制得，亲水改性剂是由丙烯酰胺衍生物、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐聚合得到的共聚物，亲油改性剂为亲油性硅烷偶联剂。
进一步的，所述丙烯酰胺衍生物具有通式(Ⅰ)所示的结构：
通式(Ⅰ)中，R1、R2、R3相同或不同，且各自独立地选自H或甲基；R4为烷烃基、芳香烃基中的一种；M为Na、K、H中的一种。优选的，所述丙烯酰胺衍生物选自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、4-丙烯酰胺基苯磺酸钠、对甲基丙烯酰胺基苯磺酸钠中的一种。
优选的，所述亲油性硅烷偶联剂选自苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苄基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。
进一步的，所述二氧化钛为粒径300～400nm的锐钛型二氧化钛。
本发明进一步提供了该二氧化钛分散体的制备方法，包括如下步骤：
(1)亲水性改性
以丙烯酰胺衍生物、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐为原料，并以过硫酸钾、亚硫酸氢钠为引发剂，在惰性气体保护下加热进行聚合反应得到亲水改性剂；在亲水改性剂中加入二氧化钛水溶液，进行亲水改性反应，反应后经过滤、洗涤、干燥得到亲水性二氧化钛；
(2)亲油性改性
将亲油改性剂添加到亲水性二氧化钛的水溶液中，在惰性气体保护下加热反应，反应后经过滤、洗涤、干燥得到改性二氧化钛；
(3)二氧化钛分散体的制备
按照配方量将改性二氧化钛和乙二醇混合并通过机械搅拌分散均匀，得到二氧化钛分散体。
在上述方法中，亲水改性剂是利用三种单体在氧化剂作用下，通过不饱和双键发生聚合反应制得；亲水改性剂的酸酐基团与二氧化钛的羟基发生反应，将亲水基团接枝到二氧化钛表面；亲油改性剂的甲氧基/乙氧基水解后与二氧化钛的羟基发生反应，将亲油基团接枝到二氧化钛表面。
进一步的，步骤(1)中，丙烯酰胺衍生物、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐三者的质量比为(1～3)：(1～3)：1。
进一步的，在该方法中，亲水改性剂的质量为二氧化钛质量的1～3％；亲油改性剂的质量为亲水性二氧化钛质量的1～3％。
进一步的，步骤(1)中，加热温度为50～70℃，聚合反应的时间为2～6h，亲水改性反应的时间为1～4h；步骤(2)中，加热温度为70～90℃，反应时间为1～4h。
本发明进一步提供了二氧化钛分散体在聚酯原位聚合中的应用，具体的，是将二氧化钛分散体在聚酯聚合过程中添加，添加时机可以在酯化、预缩聚、终缩聚过程中或反应前。本发明的二氧化钛分散体是将改性二氧化钛分散在乙二醇中，乙二醇可以作为聚酯酯化的原材料，因此二氧化钛分散体优选为在酯化反应前添加。
消光聚酯纤维是将二氧化钛分散体、聚对苯二甲酸、乙二醇以及氧化剂等原材料经过酯化、预缩聚、终缩聚得到聚酯熔体，然后进行纺丝制得。
本发明的有益效果是：
本发明利用亲水改性剂和亲油改性剂对二氧化钛先后改性，使二氧化钛表面部分接枝亲水基团，部分接枝亲油基团；亲水基团能够使二氧化钛在乙二醇中稳定分散，制备的二氧化钛分散体不会在储存或运输过程中产生沉降、团聚、返粗等现象；亲油基团能够使二氧化钛在聚酯聚合中提高其与聚合物的相容性，使二氧化钛能够在聚酯中均匀分散。
改性后的二氧化钛体系粘度降低，且亲水改性剂中的磺化苯乙烯-马来酸酐也能够起到降低体系粘度的作用，从而提高二氧化钛分散体的固含量；丙烯酰胺衍生物则不仅可以提高二氧化钛在水中的分散性，同时提高了聚酯纤维的力学性能。
本发明的二氧化钛分散体粘度低、固含高、粒径小、储存稳定性好，具有较高的相对散射力和遮盖力，其应用于聚酯原位聚合中，聚酯纤维的断裂强度和断裂伸长率未发生明显变化，色泽均匀、耐皂洗牢度和干湿摩擦牢度高。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种二氧化钛分散体，其特征在于：按照质量份数计，每100份二氧化钛分散体中，包含如下组分：10～60份改性二氧化钛、40～90份乙二醇；其中，改性二氧化钛是由亲水改性剂和亲油改性剂对二氧化钛改性制得，亲水改性剂是由丙烯酰胺衍生物、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐聚合得到的共聚物，亲油改性剂为亲油性硅烷偶联剂。
其中，丙烯酰胺衍生物具有通式(Ⅰ)所示的结构：
通式(Ⅰ)中，R1、R2、R3相同或不同，且各自独立地选自H或甲基；R4为烷烃基、芳香烃基中的一种；M为Na、K、H中的一种。
丙烯酰胺衍生物优选为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、4-丙烯酰胺基苯磺酸钠、对甲基丙烯酰胺基苯磺酸钠中的一种。
亲油性硅烷偶联剂优选为苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苄基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。
其中的二氧化钛为粒径300～400nm的锐钛型二氧化钛。
本发明进一步提供了该二氧化钛分散体的制备方法，包括如下步骤：
(1)亲水性改性
将丙烯酰胺衍生物、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐按照质量比为(1～3)：
(1～3)：1，以过硫酸钾、亚硫酸氢钠为引发剂，在惰性气体保护下加热至50～70℃，聚合反应2～6h得到亲水改性剂；然后在亲水改性剂中加入二氧化钛水溶液，继续反应1～4h，反应后经过滤、洗涤、干燥得到亲水性二氧化钛；亲水改性剂的质量为二氧化钛质量的1～3％；
(2)亲油性改性
将亲油改性剂添加到亲水性二氧化钛的水溶液中，在惰性气体保护下加热至70～90℃，反应1～4h，反应后经过滤、洗涤、干燥得到改性二氧化钛；其中，亲油改性剂的质量为亲水性二氧化钛质量的1～3％；
(3)二氧化钛分散体的制备
按照配方量将改性二氧化钛和乙二醇混合并通过机械搅拌分散均匀，得到二氧化钛分散体。
在上述方法中，亲水改性剂是利用三种单体在氧化剂作用下，通过不饱和双键发生聚合反应制得；亲水改性剂的酸酐基团与二氧化钛的羟基发生反应，将亲水基团接枝到二氧化钛表面；亲油改性剂的甲氧基/乙氧基水解后与二氧化钛的羟基发生反应，将亲油基团接枝到二氧化钛表面。
本发明进一步提供了二氧化钛分散体在聚酯原位聚合中的应用，具体的，是将二氧化钛分散体在聚酯聚合过程中添加，添加时机可以在酯化、预缩聚、终缩聚过程中或反应前。本发明的二氧化钛分散体是将改性二氧化钛分散在乙二醇中，乙二醇可以作为聚酯酯化的原材料，因此二氧化钛分散体优选为在酯化反应前添加。
消光聚酯纤维的制备过程：将二氧化钛分散体、聚对苯二甲酸、乙二醇以及氧化剂等原材料经过酯化、预缩聚、终缩聚得到聚酯熔体，然后进行纺丝制得消光聚酯纤维。
以下通过具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
改性二氧化钛的制备
实施例1
称取0.40g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸分散在5ml冰水中，用NaOH溶液调整pH值为8.0，得到溶液A；称取0.40g苯乙烯磺酸钠、0.20g马来酸酐分散在10ml水中，添加溶液A，然后添加0.01g过硫酸钾和0.01g亚硫酸氢钠，在氮气氛围中加热至56℃，聚合反应4h，得到亲水改性剂；然后添加含有质量为50g二氧化钛的二氧化钛水溶液，继续反应2h，过滤、洗涤、干燥得到亲水性二氧化钛；
将1g苯基三甲氧基硅烷添加到含有50g亲水性二氧化钛的亲水性二氧化钛水溶液中，在氮气氛围中加热至80℃，反应2h，过滤、洗涤、干燥得到改性二氧化钛A1。
实施例2
称取0.20g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸分散在5ml冰水中，用NaOH溶液调整pH值为8.0，得到溶液A；称取0.60g苯乙烯磺酸钠、0.20g马来酸酐分散在10ml水中，添加溶液A，然后添加0.01g过硫酸钾和0.01g亚硫酸氢钠，在氮气氛围中加热至56℃，聚合反应4h，得到亲水改性剂；然后添加含有质量为50g二氧化钛的二氧化钛水溶液，继续反应2h，过滤、洗涤、干燥得到亲水性二氧化钛；
将1g苯基三乙氧基硅烷添加到含有50g亲水性二氧化钛的亲水性二氧化钛水溶液中，在氮气氛围中加热至80℃，反应2h，过滤、洗涤、干燥得到改性二氧化钛A2。
对比例1
称取0.80g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸分散在10ml冰水中，用NaOH溶液调整pH值为8.0，得到溶液A；称取0.80g苯乙烯磺酸钠、0.40g马来酸酐分散在20ml水中，添加溶液A，然后添加0.02g过硫酸钾和0.02g亚硫酸氢钠，在氮气氛围中加热至56℃，聚合反应4h，得到亲水改性剂；然后添加含有50g二氧化钛的二氧化钛水溶液，继续反应2h，过滤、洗涤、干燥得到亲水性二氧化钛。
将2g苯基三甲氧基硅烷添加到含有50g亲水性二氧化钛的亲水性二氧化钛水溶液中，在氮气氛围中加热至80℃，反应2h，过滤、洗涤、干燥得到改性二氧化钛B。
对比例2
称取0.40g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸分散在5ml冰水中，用NaOH溶液调整pH值为8.0，得到溶液A；称取0.40g苯乙烯磺酸钠、0.20g马来酸酐分散在10ml水中，添加溶液A，然后添加0.01g过硫酸钾和0.01g亚硫酸氢钠，在氮气氛围中加热至56℃，聚合反应4h，得到亲水改性剂；然后添加含有50g二氧化钛的二氧化钛水溶液，继续反应2h，过滤、洗涤、干燥得到改性二氧化钛C1。
对比例3
称取0.80g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸分散在10ml冰水中，用NaOH溶液调整pH值为8.0，得到溶液A；称取0.80g苯乙烯磺酸钠、0.40g马来酸酐分散在20ml水中，添加溶液A，添加0.02g过硫酸钾和0.02g亚硫酸氢钠，在氮气氛围中加热至56℃，聚合反应4h，得到亲水改性剂；然后添加二氧化钛质量为50g的二氧化钛水溶液，继续反应2h，过滤、洗涤、干燥得到改性二氧化钛C2。
对比例4
将1g苯基三甲氧基硅烷添加到二氧化钛质量为50g的二氧化钛水溶液中，在氮气氛围中加热至80℃，反应2h，过滤、洗涤、干燥得到改性二氧化钛D1。
对比例5
将2g苯基三甲氧基硅烷添加到二氧化钛质量为50g的二氧化钛水溶液中，在氮气氛围中加热至80℃，反应2h，过滤、洗涤、干燥得到改性二氧化钛D2。
对比例6
称取0.40g苯乙烯磺酸钠、0.20g马来酸酐分散在10ml水中，添加0.01g过硫酸钾和0.01g亚硫酸氢钠，在氮气氛围中加热至56℃，聚合反应4h，得到亲水改性剂；然后添加二氧化钛质量为50g的二氧化钛水溶液，继续反应2h，过滤、洗涤、干燥得到亲水性二氧化钛；
将1g苯基三甲氧基硅烷添加到含有50g亲水性二氧化钛的亲水性二氧化钛水溶液中，在氮气氛围中加热至80℃，反应2h，过滤、洗涤、干燥得到改性二氧化钛D3。
二氧化钛分散体的制备及测试
将实施例1-2、对比例1-6制备的改性二氧化钛、以及直接购买未做过处理的二氧化钛(E)，与乙二醇按照表1的质量比，通过机械搅拌使其分散均匀，得到序号为1～11的二氧化钛分散体。
表1.二氧化钛分散体组分质量比
对制备的1-10号二氧化钛分散体进行粘度、粒径测试，以及储存30天后粘度、粒径进行测试，测试数据见表2；由于11号二氧化钛分散体得到的浆料呈膏状，流动性差，未进行相关测试。
粒径测试：根据国家标准《GB/T 19077-2016粒度分布激光衍射法》测试序号为1～10的二氧化钛分散体的粒径大小，测试结果中，D50表示所测颗粒中50％的粒子都能通过的最小粒径。
粘度测试：根据国家标准《GB/T 15357-2014表面活性剂和洗涤剂旋转粘度计测定液体产品的粘度和流动性质》测试序号为1～10的二氧化钛分散体的粘度。
相对散射力测试：根据化工行业标准《HG/T 3951 2007建筑涂料用水性色浆》附录B中的B法测试二氧化钛分散体的相对散射力，以实施例1制备的分散体为标准分散体。
遮盖力测试：根据国家标准《GB/T 5211.17 1988白色颜料对比率(遮盖力)的比较》测试序号为1～10的二氧化钛分散体的遮盖力。
表2.二氧化钛分散体性能测试结果
由上述表2可知，1～5号二氧化钛分散体由于二氧化钛表面接枝有亲水基团，二氧化钛在乙二醇中分散粘度较低、粒径较小；储存30天后，粘度和粒径变化不大。6～7号二氧化钛分散体由于二氧化钛表面接枝有亲油基团，二氧化钛在乙二醇中分散粘度较大、粒径较大；储存30天后，粘度和粒径变化大。8号二氧化钛分散体由于亲水改性剂未添加丙烯酰胺衍生物，与1号二氧化钛分散体相比，二氧化钛在乙二醇中粘度及粒径较大，储存30天后，粘度和粒径变化大。9号二氧化钛分散体的二氧化钛为市售商品，由于二氧化钛自交联其粘度和粒径较大；储存30天后，粘度和粒径变化大。10号二氧化钛分散体与1号二氧化钛分散体相比，增加了二氧化钛的含量，粘度略有增大，粒径变化不大；储存30天后，粘度和粒径变化不大。11号二氧化钛分散体的二氧化钛为市售商品，得到的浆料呈膏状、流动性差，未进行相关测试。
消光聚酯纤维的制备及性能测试
将序号为1～10的二氧化钛分散体，添加到聚酯反应容器中(其中二氧化钛分散体中二氧化钛的质量占对苯二甲酸和乙二醇总质量的3％)，对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1:1.2，催化剂钛酸四丁酯的质量占对苯二甲酸质量的0.2％)。经过酯化(反应温度265℃、反应压力150kPa)、预缩聚(反应温度260℃、反应压力3kPa)、终缩聚(反应温度265℃、反应压力100Pa)，得到聚酯熔体。在温度255℃、卷绕速度为4500m/min的条件下进行纺丝，得到消光聚酯纤维。
对序号为1～10的消光聚酯纤维、以及序号为11的常规聚酯纤维(聚合中不添加二氧化钛分散体)按照以下方法进行测试：
色泽均匀度：观察序号1～10的消光聚酯纤维的色泽均匀度，√表示色泽均匀无瑕疵；○表示可见色泽不均匀有瑕疵，但需要仔细观察才可以发现；×表示明显色泽不均匀有瑕疵。
断裂强度和断裂伸长率：参照GB/T 14344-2022《化学纤维长丝拉伸性能试验方法》；
耐皂洗色牢度测试：将序号1～11的聚酯纤维织成袜带，参照GB/T3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》，测试上述11种袜带的耐皂洗色牢度。
耐摩擦色牢度测试：参照GB/T3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》，采用染色摩擦色牢度仪，测试11种袜带的干湿摩擦牢度。
测试结果见表3所示。
表3.聚酯纤维性能测试结果
由表3可知，1号、2号和10号聚酯纤维聚合中添加的是改性二氧化钛A1或A2，在聚酯纤维中的含量相同，两种纤维的色泽均匀度、断裂强度、断裂伸长率、耐皂洗牢度、干湿耐摩擦牢度基本相同。与11号聚酯纤维相比，1号纤维的断裂强度和断裂伸长率基本相同；可见由本发明制备的二氧化钛分散体应用在聚酯纤维中，对纤维的力学性能影响不大。
与1号聚酯纤维相比，3～5号聚酯纤维的色泽均匀度、断裂强度、断裂伸长率、耐皂洗牢度、干湿耐摩擦牢度较差，是由于3～5号二氧化钛分散体中的二氧化钛在聚酯合成中分散性能不好，导致纤维性能较差。
与1号聚酯纤维相比，6～7号聚酯纤维的色泽均匀度、断裂强度、断裂伸长率、耐皂洗牢度、干湿耐摩擦牢度较差，是由于6～7号二氧化钛分散体分散性能不好，在聚酯聚合中也没有很好的分散，导致纤维性能较差。
与1号聚酯纤维相比，8号聚酯纤维的色泽均匀度、断裂强度、断裂伸长率、耐皂洗牢度、干湿耐摩擦牢度较差，是由于8号二氧化钛分散体的改性剂不含丙烯酰胺衍生物。
与1号聚酯纤维相比，9号聚酯纤维使用的市售二氧化钛，在乙二醇中以及聚酯中的分散性能不好，9号聚酯纤维的色泽均匀度、断裂强度、断裂伸长率、耐皂洗牢度、干湿耐摩擦牢度较差。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的修改或等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种二氧化钛分散体，其特征在于：按照质量份数计，每100份二氧化钛分散体中，包含如下组分：10～60份改性二氧化钛、40～90份乙二醇；其中，改性二氧化钛是由亲水改性剂和亲油改性剂对二氧化钛改性制得，亲水改性剂是由丙烯酰胺衍生物、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐聚合得到的共聚物，亲油改性剂为亲油性硅烷偶联剂。
2.根据权利要求1所述的二氧化钛分散体，其特征在于，所述丙烯酰胺衍生物具有通式(Ⅰ)所示的结构：
通式(Ⅰ)中，R1、R2、R3相同或不同，且各自独立地选自H或甲基；R4为烷烃基、芳香烃基中的一种；M为Na、K、H中的一种。
3.根据权利要求1所述的二氧化钛分散体，其特征在于，所述丙烯酰胺衍生物选自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、4-丙烯酰胺基苯磺酸钠、对甲基丙烯酰胺基苯磺酸钠中的一种。
4.根据权利要求1所述的二氧化钛分散体，其特征在于，所述亲油性硅烷偶联剂选自苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苄基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的二氧化钛分散体，其特征在于，所述二氧化钛为粒径300～400nm的锐钛型二氧化钛。
6.一种权利要求1至5任一项所述的二氧化钛分散体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)亲水性改性
以丙烯酰胺衍生物、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐为原料，并以过硫酸钾、亚硫酸氢钠为引发剂，在惰性气体保护下加热进行聚合反应得到亲水改性剂；在亲水改性剂中加入二氧化钛水溶液，进行亲水改性反应，反应后经过滤、洗涤、干燥得到亲水性二氧化钛；
(2)亲油性改性
将亲油改性剂添加到亲水性二氧化钛的水溶液中，在惰性气体保护下加热反应，反应后经过滤、洗涤、干燥得到改性二氧化钛；
(3)二氧化钛分散体的制备
按照配方量将改性二氧化钛和乙二醇混合并通过机械搅拌分散均匀，得到二氧化钛分散体。
7.根据权利要求6所述的二氧化钛分散体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，丙烯酰胺衍生物、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐三者的质量比为(1～3)：(1～3)：1。
8.根据权利要求6所述的二氧化钛分散体的制备方法，其特征在于，亲水改性剂的质量为二氧化钛质量的1～3％；亲油改性剂的质量为亲水性二氧化钛质量的1～3％。
9.根据权利要求6所述的二氧化钛分散体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，加热温度为50～70℃，聚合反应的时间为2～6h，亲水改性反应的时间为1～4h；步骤(2)中，加热温度为70～90℃，反应时间为1～4h。
10.权利要求1至5任一项所述的二氧化钛分散体在聚酯原位聚合中的应用。
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|---|---|---|---|---|
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