專利名稱:一種高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及紡織上漿漿料的助劑,具體說是一種高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑。
背景技術(shù):
隨著紡織業(yè)向高支、高密化的方向發(fā)展以及人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng),紡織業(yè)對(duì)漿料的上漿性能提出了更高的要求。節(jié)能、環(huán)保型、高性能漿料是漿紗漿料發(fā)展的總趨勢。然而,目前國內(nèi)乃至國外紡織漿紗所用漿料均以PVA為主。采用PVA上漿,紗線拉伸強(qiáng)度能明顯增加,但分紗難,新增毛羽多,煮漿時(shí)間長,能耗大;特別是PVA對(duì)酸堿穩(wěn)定,難以生物降解,其降解一般需20年以上,長期沉積對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。西歐發(fā)達(dá)國家已開始禁止含有PVA的坯布進(jìn)口,我國也在1997年提出不用或少用PVA的發(fā)展方向。納米技術(shù)的出現(xiàn),為決解以上技術(shù)問題提供了契機(jī)。納米材料由于粒徑小,比表面大,表面殘鍵豐富,具有極強(qiáng)的表面活性。利用納米材料這些特性,對(duì)現(xiàn)有的紡織上漿漿料(主要是變性淀粉)進(jìn)行改性,從而提高其綜合上漿性能,對(duì)我國乃至世界的紡織業(yè)發(fā)展都具有深遠(yuǎn)的意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種工藝簡單、使用方便、可實(shí)現(xiàn)不用或少用PVA目的的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑。
本發(fā)明解決上述第一個(gè)技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該種高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑,它由占總重量1~50%的納米材料、占總重量0.1~10%的分散劑及余量的水組成,其中,所述的分散劑為磷酸鹽。
所述的納米材料的較佳含量為占總重量的5~25%,所述的分散劑的較佳含量為占總重量的0.3~3%。在此含量范圍內(nèi),有利于納米材料的均勻分散,不易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象,儲(chǔ)存穩(wěn)定性好,同時(shí)其合理的含量范圍又適合于實(shí)際使用。
所述的納米材料為SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2中至少一種。
所述的納米材料為SiO2與SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2中兩種或兩種以上的復(fù)合物的混合物,或者為TiO2與SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2中兩種或兩種以上的復(fù)合物的混合物。
所述納米材料的粒徑為3~100nm,其顆粒形態(tài)不受限制。
所述納米材料的粒徑最好為10~70nm。
所述的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑中,當(dāng)含有SiO2時(shí),SiO2的總含量為占總重量的1~50%;當(dāng)含有TiO2時(shí),TiO2的總含量為占總重量的1~40%;當(dāng)含有Al2O3時(shí),Al2O3的總含量為占總重量的1~40%;當(dāng)含有ZnO時(shí),ZnO的總含量為占總重量的1~40%。
所述的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑其外觀為乳白色漿狀物,PH為7~9。
所述的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑在漿紗漿料中的添加量為0.1~20%所述的磷酸鹽為六偏磷酸鈉、多聚磷酸鈉、三偏磷酸鈉或焦磷酸鈉。
所述的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑,除在紡織上漿漿料中應(yīng)用外,還可以在造紙、涂料、膠粘劑、面料后整理中應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、對(duì)全棉紗線上漿可完全不用PVA,并且織造效率提高,漿料成本降低;2、對(duì)棉滌或滌棉紗線上漿,可1比10以上取代PVA,并且織造效率提高,漿料成本降低;3、有效成分以超微無機(jī)粒子為主,無毒、無味、無腐蝕性、不易燃,屬環(huán)保型產(chǎn)品;4、多功能,在提高紗線強(qiáng)力的同時(shí),還明顯提高紗線的耐磨性、滑爽性,毛羽服帖,新增毛羽少,漿液不分層,粘度大幅下降并且穩(wěn)定;5、適應(yīng)范圍廣,可適應(yīng)有梳、劍桿、噴氣等各種類型織機(jī);6、使用方便,基本不需要改變原有的上漿工藝。
以上所述的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑除在紡織上漿漿料中應(yīng)用外,還可以在面料后整理、涂料、造紙以及膠粘劑中使用。在面料后整理中使用,可提高面料的抗紫外線性能、抗變色性以及親水性;在涂料中使用,可提高涂料的耐老化性能;在造紙中使用,可提高紙張的強(qiáng)度和抗變色能力,以及解決紙漿的分層現(xiàn)象;在膠粘劑中使用,可提高粘結(jié)強(qiáng)度和抗老化性能。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例一將100ml濃度為40%(wt%,下同)的四氯化鈦水溶液升溫至60℃,滴加濃度為12%的氫氧化鉀水溶液350ml,邊滴加邊攪拌,滴加完氫氧化鉀后繼續(xù)攪拌2小時(shí),再滴加濃度為12%的氫氧化鉀水溶液,調(diào)節(jié)PH值至7,陳化3小時(shí)。提取沉淀并洗滌,洗滌至無雜質(zhì),洗滌后得到的沉淀物加水和1克三偏磷酸鈉,再利用高速攪拌器(5000r/min以上)強(qiáng)力攪拌0.5小時(shí),將高速攪拌后的漿料在70℃下濃縮至濃度為20%(漿料中無機(jī)粒子的重量百分含量,下同)。
實(shí)施例二將100ml濃度為40%的四氯化鈦水溶液升溫至60℃,滴加濃度為12%的氫氧化鉀水溶液350ml,邊滴加邊攪拌,滴加完氫氧化鉀后繼續(xù)攪拌2小時(shí),再加入濃度為10%的氯化鋁水溶液80ml,攪拌0.5小時(shí)后滴加濃度為12%的氫氧化鉀水溶液,調(diào)節(jié)PH值至7,陳化3小時(shí)。提取沉淀并洗滌,洗滌至無雜質(zhì),洗滌后得到的沉淀物加水和2.5克多聚磷酸鈉,再利用高速攪拌器(5000r/min以上)強(qiáng)力攪拌0.5小時(shí),將高速攪拌后的漿料在70℃下濃縮至濃度為5%。
實(shí)施例三將100ml濃度為40%的四氯化鈦水溶液升溫至60℃,滴加濃度為12%的氫氧化鉀水溶液350ml,邊滴加邊攪拌,滴加完氫氧化鉀后繼續(xù)攪拌2小時(shí),再加入濃度為15%的氯化鋁水溶液200ml,攪拌0.5小時(shí)后滴加濃度為12%的氫氧化鉀水溶液,調(diào)節(jié)PH值至7,陳化3小時(shí)。提取沉淀并洗滌,洗滌至無雜質(zhì),洗滌后得到的沉淀物加水和2.5克多聚磷酸鈉,再利用高速攪拌器(5000r/min以上)強(qiáng)力攪拌0.5小時(shí),將高速攪拌后的漿料在70℃下濃縮至濃度為10%。
實(shí)施例四將200ml濃度為20%的四氯化鈦水溶液升溫至60℃,滴加濃度為15%的氨水溶液400ml,邊滴加邊攪拌,滴加完氨水溶液后繼續(xù)攪拌1.5小時(shí),再加入濃度為10%的硅酸鉀水溶液50ml,攪拌0.5小時(shí)后滴加濃度為12%的氨水溶液,調(diào)節(jié)PH值至7,陳化2小時(shí)。提取沉淀并洗滌,洗滌至無雜質(zhì),洗滌后得到的沉淀物加水和3克六偏磷酸鈉,再利用高速攪拌器(5000r/min以上)強(qiáng)力攪拌0.5小時(shí),將高速攪拌后的漿料在70℃下濃縮至濃度為8%。
實(shí)施例五將150ml濃度為30%的四氯化鈦水溶液升溫至60℃,滴加濃度為15%的氫氧化鈉水溶液300ml,邊滴加邊攪拌,滴加完氫氧化鈉水溶液后繼續(xù)攪拌1.5小時(shí),再同時(shí)加入濃度為10%的硅酸鉀水溶液50ml和濃度為12%的氯化鈣30ml,攪拌0.5小時(shí)后滴加濃度為15%的氫氧化鈉水溶液,調(diào)節(jié)PH值至7,陳化2小時(shí)。提取沉淀并洗滌,洗滌至無雜質(zhì),洗滌后得到的沉淀物加水和2.5克三偏磷酸鈉,再利用高速攪拌器(5000r/min以上)強(qiáng)力攪拌15分鐘,將高速攪拌后的漿料在70℃下濃縮至濃度為15%。
實(shí)施例六將150ml濃度為30%的四氯化鈦水溶液升溫至60℃,滴加濃度為15%的氨水溶液400ml,邊滴加邊攪拌,滴加完氨水溶液后繼續(xù)攪拌2小時(shí),再同時(shí)加入濃度為10%的氯化鋁水溶液50ml和濃度為10%的氯化鋯水溶液30ml,形成三氧化二鋁與氧化鋯的復(fù)合物,而整個(gè)粒子體系則為所述復(fù)合物與二氧化鈦形成的混合物,使粒子的分散更為均勻(下述實(shí)施例中,同時(shí)加入兩種或兩種以上試劑的情形,其作用類似。),攪拌0.5小時(shí)后滴加濃度為15%的氨水溶液,調(diào)節(jié)PH值至7,陳化2小時(shí)。提取沉淀并洗滌,洗滌至無雜質(zhì),洗滌后得到的沉淀物加水和2.5克六偏磷酸鈉,再利用高速攪拌器(5000r/min以上)強(qiáng)力攪拌20分鐘,將高速攪拌后的漿料在70℃下濃縮至濃度為18%。
實(shí)施例七將100ml濃度為40%的四氯化鈦水溶液升溫至60℃,滴加濃度為12%的氫氧化鉀水溶液350ml,邊滴加邊攪拌,滴加完氫氧化鉀水溶液后繼續(xù)攪拌2小時(shí),再加入濃度為10%的氯化鋯水溶液100ml,攪拌0.5小時(shí)后滴加濃度為12%的氫氧化鉀水溶液,調(diào)節(jié)PH值至7,陳化3小時(shí)。提取沉淀并洗滌,洗滌至無雜質(zhì),洗滌后得到的沉淀物加水和2克焦磷酸鈉,再利用高速攪拌器(5000r/min以上)強(qiáng)力攪拌0.5小時(shí),將高速攪拌后的漿料在70℃下濃縮至濃度為10%。
實(shí)施例八將200ml濃度為20%的四氯化鈦水溶液升溫至60℃,滴加濃度為12%的氨水溶液350ml,邊滴加邊攪拌,滴加完氨水溶液后繼續(xù)攪拌1.5小時(shí),再加入濃度為10%的氯化鋅水溶液50ml,攪拌0.5小時(shí)后滴加濃度為14%的氨水溶液,調(diào)節(jié)PH值至7,陳化2小時(shí)。提取沉淀并洗滌,洗滌至無雜質(zhì),洗滌后得到的沉淀物加水和3克六偏磷酸鈉,再利用高速攪拌器(5000轉(zhuǎn)/分以上)強(qiáng)力攪拌0.5小時(shí),將高速攪拌后的漿料在70℃下濃縮至濃度為15%。
實(shí)施例九將400ml濃度為12%的氯化氨水溶液升溫至60℃,滴加濃度為25%的硅酸鉀水溶液200ml,邊滴加邊攪拌,滴加完硅酸鉀水溶液后繼續(xù)攪拌1.5小時(shí),再加入濃度為10%的氯化鋅水溶液50ml,攪拌0.5小時(shí)后滴加濃度為10%的氫氧化鉀水溶液,調(diào)節(jié)PH值至7,陳化2小時(shí)。提取沉淀并洗滌,洗滌至無雜質(zhì),洗滌后得到的沉淀物加水和4.5克六偏磷酸鈉,再利用高速攪拌器(5000轉(zhuǎn)/分以上)強(qiáng)力攪拌0.5小時(shí),將高速攪拌后的漿料在70℃下濃縮至濃度為48%。
實(shí)施例十將200ml濃度為20%的四氯化鈦水溶液升溫至60℃,滴加濃度為12%的氨水溶液350ml,邊滴加邊攪拌,滴加完氨水溶液后繼續(xù)攪拌1.5小時(shí),再加入濃度為10%的氯化鋁水溶液50ml,攪拌0.5小時(shí)后滴加濃度為14%的氨水溶液,調(diào)節(jié)PH值至7,陳化2小時(shí)。提取沉淀并洗滌,洗滌至無雜質(zhì),洗滌后得到的沉淀物加水和4.2克六偏磷酸鈉,再利用高速攪拌器(5000轉(zhuǎn)/分以上)強(qiáng)力攪拌0.5小時(shí),將高速攪拌后的漿料在70℃下濃縮至濃度為45%。
實(shí)施例十一將200ml濃度為20%的四氯化鈦水溶液升溫至60℃,滴加濃度為12%的氨水溶液450ml,邊滴加邊攪拌,滴加完氨水溶液后繼續(xù)攪拌1.5小時(shí),再同時(shí)加入濃度為10%的氯化鋁水溶液50ml、濃度為10%的氯化鋯水溶液30ml及濃度為10%的氯化鋅水溶液50ml,攪拌0.5小時(shí)后再加入濃度為10%的硅酸鉀水溶液100ml,攪拌0.5小時(shí)后滴加濃度為14%的氨水溶液,調(diào)節(jié)PH值至7,陳化2小時(shí)。提取沉淀并洗滌,洗滌至無雜質(zhì),洗滌后得到的沉淀物加水和6克六偏磷酸鈉,再利用高速攪拌器(5000轉(zhuǎn)/分以上)強(qiáng)力攪拌0.5小時(shí),將高速攪拌后的漿料在70℃下濃縮至濃度為25%。
實(shí)施例十二將200ml濃度為15%的硅酸鈉水溶液升溫至50℃,滴加濃度為10%的鹽酸180ml,邊滴加邊攪拌,滴加完鹽酸后繼續(xù)攪拌1.5小時(shí),提取沉淀并洗滌,洗滌至無雜質(zhì),洗滌后得到的沉淀物加380ml水,用高速攪拌器(5000轉(zhuǎn)/分以上)強(qiáng)力攪拌0.5小時(shí),將上述得到的漿料繼續(xù)攪拌并升溫至80℃,滴加760ml濃度為10%的氯化鋁水溶液,待滴加完后再滴加680ml濃度為5%的氫氧化鈉水溶液,提取沉淀并洗滌,洗滌至無雜質(zhì),洗滌后得到的沉淀物加水和3克六偏磷酸鈉,再利用高速攪拌器(5000轉(zhuǎn)/分以上)強(qiáng)力攪拌,攪拌后的漿料在70℃下濃縮至濃度為20%。
實(shí)施例十三將840ml濃度為10%的氯化鋅水溶液和655ml濃度為20%的氯化鋁水溶液混合物升溫至60℃,再滴加濃度為10%的氫氧化鈉水溶液2168ml,邊滴加邊攪拌,滴加完氫氧化鈉水溶液后繼續(xù)攪拌1小時(shí),再滴加濃度為5%的鹽酸,調(diào)節(jié)PH值至7,陳化1.5小時(shí),提取沉淀并洗滌,洗滌至無雜質(zhì),將洗滌后得到的沉淀物加水和1克多聚磷酸鈉,再利用高速攪拌器(5000轉(zhuǎn)/分以上)強(qiáng)力攪拌,攪拌后的漿料在70℃下濃縮至濃度為25%。
上述納米漿紗助劑,其單分散性好、使用效率高、有較長的儲(chǔ)存期,其中的納米材料粒徑小、比表面大、極易滲透到纖維內(nèi)部和均勻鋪展于纖維表面,粒子表面富含有豐富的羥基及大量的不飽和殘鍵,附著力好,對(duì)纖維具有很強(qiáng)的親和力及顯著的增強(qiáng)增韌效果,可提高纖維的耐磨性、致密度和強(qiáng)度。其在漿紗漿料中的用量一般為0.1~20%(wt%),漿紗漿料中的其他組分一般主要有變性淀粉,此外還含有其他常規(guī)助劑及根據(jù)需要而添加的適量聚合漿料。
權(quán)利要求
1.一種高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑,它由占總重量1~50%的納米材料、占總重量0.1~10%的分散劑及余量的水組成,其中,所述的分散劑為磷酸鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑,其特征在于所述的納米材料的較佳含量為占總重量的5~25%,所述的分散劑的較佳含量為占總重量的0.3~3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑,其特征在于所述的納米材料為SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2中至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑,其特征在于所述的納米材料為SiO2與SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2中兩種或兩種以上的復(fù)合物的混合物,或者為TiO2與SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2中兩種或兩種以上的復(fù)合物的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑,其特征在于所述納米材料的粒徑為3~100nm,最好為10~70nm,其顆粒形態(tài)不受限制。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑,其特征在于當(dāng)含有SiO2時(shí),SiO2的總含量為占總重量的1~50%;當(dāng)含有TiO2時(shí),TiO2的總含量為占總重量的1~40%;當(dāng)含有Al2O3時(shí),Al2O3的總含量為占總重量的1~40%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑,其特征在于其外觀為乳白色漿狀物,PH為7~9。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑,其特征在于其在漿紗漿料中的添加量為0.1~20%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑,其特征在于所述的磷酸鹽為六偏磷酸鈉、多聚磷酸鈉、三偏磷酸鈉或焦磷酸鈉。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑,其特征在于其除在紡織上漿漿料中應(yīng)用外,還可以在造紙、涂料、膠粘劑、面料后整理中應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效、多功能、環(huán)保型納米漿紗助劑,涉及紡織上漿漿料助劑技術(shù)領(lǐng)域。它由占總重量1~50%的超微無機(jī)粒子、占總重量0.1~10%的分散劑及余量的水組成,其中,所述的分散劑為磷酸鹽。所述的超微無機(jī)粒子為SiO
文檔編號(hào)D06M11/46GK1483889SQ0314208
公開日2004年3月24日 申請日期2003年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月6日
發(fā)明者莫克勤 申請人:寧波市科技園區(qū)科海盟新材料技術(shù)有限公司, 寧波市科技園區(qū)科海盟新材料技術(shù)有限