本發(fā)明涉及紡織漿料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硅酸鈉改性硅聚酯·nH2O離子漿料及其制備工藝。
背景技術(shù)：
紡織漿料是在紡織系統(tǒng)工程中所用到的具有粘稠作用的天然和人工合成的高分子聚合物。目前普遍使用的漿料為聚乙烯醇（PVA），PVA有著它特有的優(yōu)點，如漿液的黏度穩(wěn)定，皮膜的形成能力大，接著力和耐磨性強，能補強紗線的強度，上漿后又不受環(huán)境影響，具有適度的吸濕性等。但它同時也存著不足之處：其一是由于PVA的粘附力太強，包裹在紗線上難以分絞，需要很多的化學(xué)助劑來進(jìn)行分解達(dá)到易織造的效果，在后整理時需要多次化學(xué)退漿處理，但都不可完全清理掉PVA的殘留物，因此對環(huán)保產(chǎn)生極大污染；其二是PVA所漿出的紗線在織造的過程中易產(chǎn)生靜電，影響著織造效率，而現(xiàn)有技術(shù)中一般是采用的電暈法處理靜電，電暈發(fā)生時除了有電光、芒光以外，還伴有吱吱的放電聲，并產(chǎn)生臭氧，氧化氮，臭氧有強氧化性，臭氧化學(xué)煙霧會破壞人體的免疫機能，誘發(fā)淋巴細(xì)胞染色體病變，致使人的皮膚起皺，出現(xiàn)黑斑，致使孕婦胎兒畸形。隨著世界對健康環(huán)保要求越來越高，要求在出口紡織品種不準(zhǔn)許含有PVA等不降解的材料，以達(dá)到生態(tài)環(huán)標(biāo)準(zhǔn)。但現(xiàn)有技術(shù)中，尚未出現(xiàn)一種能夠完全替代PVA的漿料。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種硅酸鈉改性硅聚酯漿料及其制備工藝，以完全取代PVA。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案之一：一種硅酸鈉改性硅聚酯漿料，其特征在于，這種硅聚酯漿料是由硅酸鈉與離子交換樹脂進(jìn)行脫鈉反應(yīng)后，再與二元酸和乙二醇酯化反應(yīng)生成的酯類單體進(jìn)行乳化反應(yīng)而制得的。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案之二是一種硅酸鈉改性硅聚酯漿料的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：
第一步，陽離子交換反應(yīng)：將離子交換樹脂投放入第一反應(yīng)釜中，并往第一反應(yīng)釜中加水浸泡，待水的pH值呈中性時，將硅酸鈉溶液投入到水中，硅酸鈉溶液的模數(shù)為2.0-4.0，并連續(xù)攪拌10-600min，使硅酸鈉與陽離子充分反應(yīng)，完成脫鈉，脫鈉反應(yīng)至溶液pH值為中性為止，得離子交換溶液，備用；
第二步，膠粒子水化層反應(yīng)：將第一步得到的離子交換溶液加入第二反應(yīng)釜中，并往第二反應(yīng)釜中加入穩(wěn)定劑，開始攪拌，并升溫至60-300℃，制得膠粒子溶液，備用，其中穩(wěn)定劑與離子交換溶液用量比，以重量計為0.001-0.05：1；
第三步，酯化反應(yīng)：將二元酸與乙二醇按摩爾比為1-10:1的比例混合，并加水升溫至60-300℃進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)直至酯化完成，得中間酯類單體；
第四步，膠酯乳化反應(yīng)：將第二步得到的膠粒子溶液與第三步得到的酯類單體按1-10:1的重量比混合，并加入催化劑，在溫度60-300℃下進(jìn)行乳化反應(yīng)，制得成品，其中催化劑與反應(yīng)溶液用量比，以重量計為0.001-0.05：1。
上述穩(wěn)定劑選用Na+化合物類。
上述催化劑選用Na+化合物類。
本發(fā)明制備出的硅酸鈉改性硅聚酯漿料呈透明乳糊狀，粘度為6—20s（采用3號察恩粘度杯測定）。
本發(fā)明中的硅酸鈉改性硅聚酯漿料在紡織漿料中的應(yīng)用。
上述紡織漿料還包括原淀粉、蠟片，其中原淀粉指的是未進(jìn)行改性且純度達(dá)100%的淀粉。
上述紡織漿料中各原料用量為硅酸鈉改性聚酯30-70份、原淀粉50-80份、蠟片1-5份。
本發(fā)明的硅酸鈉改性硅聚酯漿料是由硅酸鈉經(jīng)過陽離子交換脫鈉反應(yīng)后的單體，與通過二元酸加乙二醇反應(yīng)后的單體進(jìn)行綜合反應(yīng)而形成水分子膠離子粒子模型。它具有優(yōu)良的光散射效應(yīng)和電脈現(xiàn)象，粒子表面為硅脂醇（二氧化硅離子粒子與二元酸加乙二醇反應(yīng)的水粒子的單體進(jìn)行綜合反應(yīng)的離子粒子）。當(dāng)介質(zhì)為水時，水分子則借助氫鍵作用面連接于粒子表面的硅脂醇上，形成化學(xué)吸附水層（水化層）。這種硅酸鈉改性硅聚酯漿料的pH值為偏堿性，粒子表面的硅脂醇選擇吸附了介質(zhì)的OHˉ而使表面帶負(fù)電，所以在電場中，這種粒子向正能方向移動。粒子表面所帶負(fù)荷的密度和漿料本身的pH值有關(guān)，與粒子大小無關(guān)，粒子表面因吸附OHˉ而帶負(fù)電，它勢必吸附在基周圍介質(zhì)中的反離子，如Na+等陽離子，從而使粒子長面吸附的離子與溶液中的反離子構(gòu)成雙電層，反離子一方面受粒子表面離子的吸引，力圖反它們拉向粒子表面，另一方面反離子本身的熱運動，又使它們離開表面擴(kuò)散到溶液中去，兩者作用的結(jié)果，使靠近粒子表面的反離子濃度較大，隨著與表面距離的增大，反離子由多到少，成擴(kuò)散狀態(tài)分布，最后與周圍介質(zhì)電荷密度相等，緊貼粒子周圍的反離子被粒子吸附牢固，常與粒子一起運動的共聚化合物。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明的硅酸鈉改性硅聚酯漿料能夠完全取代PVA在漿紗工藝中的使用，徹底避免產(chǎn)生因PVA所帶來的環(huán)境問題，上漿效果也優(yōu)于PVA；2、這種硅酸鈉改性聚酯具有優(yōu)良的光散射效應(yīng)和電脈現(xiàn)象，不僅利用二氧化硅直接阻隔了紗線與氣流撞擊，避免產(chǎn)生靜電，尤其是避免了工人受電暈法所產(chǎn)生的臭氧、氧化氮等的直接危害；3、粘附性能、滲透性能均有提高，使得漿出來的紗線表面光滑，無斑漬、易分絞、無并頭、清爽干凈、開口清晰、強度高，在保證織造質(zhì)量和效率的基礎(chǔ)上，降低了成本，易降解，達(dá)到了紡織行業(yè)一次性退漿的要求，無環(huán)境污染，有著較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
具體實施方式
以下由特定的具體實施例來說明本發(fā)明的實施方式。
實施例一：
本發(fā)明的硅酸鈉改性硅聚酯漿料的制備工藝，包括如下步驟：
第一步，陽離子交換反應(yīng)：將離子交換樹脂投放入第一反應(yīng)釜中，并往第一反應(yīng)釜中加水浸泡，待水的pH值呈中性時，將硅酸鈉溶液投入到水中，硅酸鈉溶液的模數(shù)為2.0-4.0，并連續(xù)攪拌10-60min，使硅酸鈉與陽離子充分反應(yīng)，完成脫鈉，脫鈉反應(yīng)至溶液pH值為中性為止，得離子交換溶液，備用；
第二步，膠粒子水化層反應(yīng)：將第一步得到的離子交換溶液加入第二反應(yīng)釜中，并往第二反應(yīng)釜中加入穩(wěn)定劑，開始攪拌，并升溫至100℃，制得膠粒子溶液，備用，其中穩(wěn)定劑與離子交換溶液用量比，以重量計為0.01：1；
第三步，酯化反應(yīng)：將二元酸與乙二醇按摩爾比為1-2:1的比例混合，并加水升溫至60-100℃進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)直至酯化完成，得中間酯類單體；
第四步，膠酯乳化反應(yīng)：將第二步得到的膠粒子溶液與第三步得到的酯類單體按1-2:1的重量比混合，并加入催化劑，在溫度100℃下進(jìn)行乳化反應(yīng)，制得成品，其中催化劑與反應(yīng)溶液用量比，以重量計為0.01：1。
實施例二：
本發(fā)明的硅酸鈉改性硅聚酯漿料的制備工藝，包括如下步驟：
第一步，陽離子交換反應(yīng)：將離子交換樹脂投放入第一反應(yīng)釜中，并往第一反應(yīng)釜中加水浸泡，待水的pH值呈中性時，將硅酸鈉溶液投入到水中，硅酸鈉溶液的模數(shù)為2.0-4.0，并連續(xù)攪拌20-60min，使硅酸鈉與陽離子充分反應(yīng)，完成脫鈉，脫鈉反應(yīng)至溶液pH值為中性為止，得離子交換溶液，備用；
第二步，膠粒子水化層反應(yīng)：將第一步得到的離子交換溶液加入第二反應(yīng)釜中，并往第二反應(yīng)釜中加入穩(wěn)定劑，開始連續(xù)攪拌，并升溫至60-150℃，制得膠粒子溶液，備用，其中穩(wěn)定劑與離子交換溶液用量比，以重量計為0.02：1。
第三步，酯化反應(yīng)：將二元酸與乙二醇按摩爾比為2-3:1的比例混合，并加水升溫至200-300℃進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)直至酯化完成，得中間酯類單體；
第四步，膠酯乳化反應(yīng)：將第二步得到的膠粒子溶液與第三步得到的酯類單體按2-3:1的重量比混合，并加入催化劑，在溫度200℃下進(jìn)行乳化反應(yīng)，制得成品，其中催化劑與膠粒子溶液用量比，以重量計為0.02：1。
實施例三
本發(fā)明的硅酸鈉改性硅聚酯漿料的制備工藝，包括如下步驟：
第一步，陽離子交換反應(yīng)：將離子交換樹脂投放入第一反應(yīng)釜中，并往第一反應(yīng)釜中加水浸泡，待水的pH值呈中性時，將硅酸鈉溶液投入到水中，硅酸鈉溶液的模數(shù)為2.0-4.0，并連續(xù)攪拌600min，使硅酸鈉與陽離子充分反應(yīng)，完成脫鈉，脫鈉反應(yīng)至溶液pH值為中性為止，得離子交換溶液，備用；
第二步，膠粒子水化層反應(yīng)：將第一步得到的離子交換溶液加入第二反應(yīng)釜中，并往第二反應(yīng)釜中加入穩(wěn)定劑，開始連續(xù)攪拌，并升溫至300℃，制得膠粒子溶液，備用，其中穩(wěn)定劑與離子交換溶液用量比，以重量計為0.05：1；
第三步，酯化反應(yīng)：將二元酸與乙二醇按摩爾比為10:1的比例混合，并加水升溫至100-200℃進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)直至酯化完成，得中間酯類單體；
第四步，膠酯乳化反應(yīng)：將第二步得到的膠粒子溶液與第三步得到的酯類單體按10:1的重量比混合，并加入催化劑，在溫度300℃下進(jìn)行乳化反應(yīng)，制得成品，其中催化劑與反應(yīng)溶液用量比，以重量計為0.05：1。
實施例四
硅酸鈉改性硅聚酯漿料的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：
第一步，陽離子交換反應(yīng)：將離子交換樹脂投放入第一反應(yīng)釜中，并往第一反應(yīng)釜中加水浸泡，待水的pH值呈中性時，將硅酸鈉溶液投入到水中，硅酸鈉溶液的模數(shù)為2.0-4.0，并連續(xù)攪拌60min，使硅酸鈉與陽離子充分反應(yīng)，完成脫鈉，脫鈉反應(yīng)至溶液pH值為中性為止，得離子交換溶液，備用；
第二步，膠粒子水化層反應(yīng)：將第一步得到的離子交換溶液加入第二反應(yīng)釜中，并往第二反應(yīng)釜中加入穩(wěn)定劑，開始連續(xù)攪拌，并升溫至150℃，制得膠粒子溶液，備用，其中穩(wěn)定劑與離子交換溶液用量比，以重量計為0.001：1；
第三步，酯化反應(yīng)：將二元酸與乙二醇按摩爾比為3:1的比例混合，并加水升溫至100-200℃進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)直至酯化完成，得中間酯類單體；
第四步，膠酯乳化反應(yīng)：將第二步得到的膠粒子溶液與第三步得到的酯類單體按3:1的重量比混合，并加入催化劑，在溫度60℃下進(jìn)行乳化反應(yīng)，制得成品，其中催化劑與反應(yīng)溶液用量比，以重量計為0.001：1。
現(xiàn)舉4個例說明現(xiàn)有技術(shù)中采用PVA的紡織漿料與采用本發(fā)明的硅酸鈉改性硅聚酯漿料完全替代PVA后的紡織漿料在配方、性能方面上的區(qū)別，且所舉的四個例，也即紡織漿料的四個品種，得到的漿料性能參數(shù)均是以在津田駒MAX織機上織造且織機車速750m/min的基礎(chǔ)上所測得的。
例1（品種：C40·40 143·110 67″2/1）
現(xiàn)有技術(shù)中PVA漿料的配方：1799PVA 37.5KG、 205MB 15KG、變性淀粉 62.5KG、丙烯酸 15KG、蠟片 4KG。
漿料的性能：桶粘度12秒、槽粘度10秒、PH值7、車速63、壓力一錕（KN）8、壓力二錕（KN）20、上漿率12.5、回潮率4.7%、增強率15.72%、毛羽貼服率39.2%、好軸率94.2%、布機效率90.3%、漿料成本1119.5元。
而采用本發(fā)明硅酸鈉改性聚酯漿料的配方：硅聚酯離子漿料40KG、純原淀粉 75KG、 蠟片 2KG。
漿料的性能：桶粘度11秒、槽粘度9秒、PH值7、車速80、壓力一錕（KN）8、壓力二錕（KN）20、上漿率11、回潮率4.3%、增強率17.39%、毛羽貼服率42.4%、好軸率95.5%、布機效率95%、漿料成本595元。
例2（品種：JC50·T48 133·100 63″提花）
現(xiàn)有技術(shù)中PVA漿料的配方：1799PVA 37.5KG、 205MB 18KG、變性淀粉 62.5KG、丙烯酸 18KG、抗靜電劑 5KG、蠟片 4KG。
漿料的性能：桶粘度13秒、槽粘度11秒、PH值7、車速58
壓力一錕（KN）8、壓力二錕（KN）18、上漿率13、回潮率3.7%、增強率34.6%、毛羽貼服率34.2%、好軸率92.1%、布機效率91.4%、漿料成本1229.5元。
而采用本發(fā)明硅酸鈉改性聚酯漿料的配方：硅聚酯離子漿料45KG、純原淀粉 75KG、蠟片 2KG。
漿料的性能：桶粘度11秒、槽粘度9秒、PH值7、車速67、壓力一錕（KN）8、壓力二錕（KN）20、上漿率11、回潮率3.7%、增強率39.4%、毛羽貼服率37.8%、好軸率93.7%、布機效率94.2%、漿料成本645元。
例3（品種：T/C T55·C45 120·78 63″）
現(xiàn)有技術(shù)中PVA漿料的配方：1799PVA 37.5KG、205MB 15KG、變性淀粉 62.5KG、丙烯酸 10KG、抗靜電劑 8KG、蠟片 4KG。
漿料性能：桶粘度13秒、槽粘度11秒、PH值7、車速65、壓力一錕（KN）8、壓力二錕（KN）18、上漿率13、回潮率3.5%、增強率34.4%、毛羽貼服率47.5%、好軸率92.1%、布機效率91.4%、漿料成本1160元。
而采用本發(fā)明硅酸鈉改性聚酯漿料的配方：硅聚酯離子漿料37.5KG、純原淀粉 75KG、蠟片 2KG。
漿料性能：桶粘度11秒、槽粘度9秒、PH值7、車速67、壓力一錕（KN）8、壓力二錕（KN）20、上漿率11、回潮率3.4%、增強率37.4%、毛羽貼服率47.7%、好軸率93.2%、布機效率93.3%、漿料成本645元。
例4（品種：T50s 110·78 53″）
現(xiàn)有技術(shù)中PVA漿料的配方：1799PVA 50KG、205MB 20KG、JSJF 50KG、丙烯酸 18KG、抗靜電劑 8KG、蠟片 4KG。
漿料性能：桶粘度13秒、槽粘度11秒、PH值7、車速69、 壓力一錕（KN）8、壓力二錕（KN）18、上漿率13、回潮率3.2%、增強率37.8%、毛羽貼服率31.2%、好軸率92.5%、布機效率92.8%、漿料成本1342.5元。
而采用本發(fā)明硅酸鈉改性聚酯漿料的配方：硅聚酯離子漿料：62.5KG、純原淀粉：75KG、蠟片：2KG。
漿料性能：桶粘度11秒、槽粘度9秒、PH值7、車速70、壓力一錕（KN）8、壓力二錕（KN）20、上漿率11、回潮率3.0%、增強率40.2%、毛羽貼服率35.8%、好軸率93.9%、布機效率93.7%、漿料成本645元。
從上述四個使用案例可以看出，本發(fā)明漿料運用于經(jīng)紗上漿上，能完全取代PVA，上漿工藝操作也簡便，很大程度的縮短了煮漿時間，大大降低了生產(chǎn)成本、漿紗成本，降低了廢水的排放及其處理費用，每桶漿的成本降低了40%以上，節(jié)約了能源，一次性退漿，符合行業(yè)減排節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，織造效率明顯提高，有著較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，在紡織漿紗工藝中能完全取代PVA及其他化學(xué)助劑和各類合成膠類，而且其上漿效果也優(yōu)于PVA。
本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形式狀或結(jié)構(gòu)上做任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。