專利名稱：：用于配制二氧化鈦乙二醇基漿液的母料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種化纖制造過程使用的用于消光的二氧化鈦乙二醇基漿液，特別涉及用于配制這種二氧化鈦漿液的母料，并進(jìn)一步涉及該母料的制備方法。
背景技術(shù)：
：化纖一般采用高分子聚合物制造，這些高聚物大都具有較高的透明度，直接制成的纖維光澤很強(qiáng)，外觀與天然纖維存在很大的差異，因此服飾用的化纖必須進(jìn)行消光處理，現(xiàn)有技術(shù)中通常是在紡絲原料中加入消光劑來減抑纖維的光澤。二氧化鈦具有較高的折射率，白度好、遮蓋力大，并具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，化纖的后處理及后加工過程不易發(fā)生變化，不影響纖維的染色，并能改善纖維的耐光性和耐候性，因此目前絕大部分采用二氧化鈦粉狀顆粒作為化纖的消光劑。另外，二氧化鈦粉狀顆粒引入到高聚物中還能起到"潤滑劑"的作用，在化纖制造的牽伸過程使得巻曲的大分子更易被拉直。由于化纖的直徑很小，引入的二氧化鈦顆粒不僅要有足夠小的粒徑，而且要求均勻地分散于高聚物中，否則將影響消光的均勻性和纖維的力學(xué)性能，甚至在紡絲或牽伸過程導(dǎo)致纖維斷裂。一般情況下，用于化纖消光的二氧化鈦粉狀顆粒的平均粒徑要求在0.20.8u，其中至少50重量％的粒徑《0.5y。粒徑如此之小的固體顆粒其表面能很大，故極易團(tuán)聚。雖然市售的用于化纖消光的二氧化鈦顆粒已由生產(chǎn)廠商進(jìn)行了表面處理，以提高其可分散性，但仍必須進(jìn)行攪拌打漿、剪切碾磨、過濾等一系列的加工處理后才能調(diào)配成可加入到紡絲原料中去的二氧化鈦漿液。即便如此，得到的二氧化鈦漿液穩(wěn)定性仍較差，放置時間稍長便會產(chǎn)生分層、團(tuán)聚的現(xiàn)象。這一方面要求化纖的生產(chǎn)廠商需配置一套復(fù)雜的消光劑漿液調(diào)配系統(tǒng)，而且消光劑漿液必須根據(jù)化纖的生產(chǎn)需求定量定時配制，一旦化纖的生產(chǎn)發(fā)生波動，擱置的消光劑漿液必須重新進(jìn)行加工處理才可使用。解決上述問題理想的方法是向化纖生產(chǎn)廠商提供一種高濃度的二氧化鈦漿液，即一種可用于配制化纖消光用二氧化鈦漿液的母料，化纖生產(chǎn)廠商通過簡單的稀釋即可得到生產(chǎn)所需的消光劑漿液，這樣將大大降低化纖生產(chǎn)的成本及提高生產(chǎn)的靈活性。通常，化纖制造中直接使用的消光劑漿液二氧化鈦濃度為530%，因此，母料的二氧化鈦濃度至少應(yīng)為50%以上，否則就儲運(yùn)而言是極不經(jīng)濟(jì)的。但超過50%的高濃度二氧化鈦漿液，要長時間地保持良好的流動性和分散穩(wěn)定性顯然具有更高的難度。對于分散穩(wěn)定性較好的的二4氧化鈦漿液及其制備方法，現(xiàn)有技術(shù)中已有較多的技術(shù)方案被公開，如中國專利申請200610016672.7、200610025143.3所介紹的。但這些現(xiàn)有的技術(shù)方案所提供的二氧化鈦漿液二氧化鈦濃度通常不超過35%，并未達(dá)到母料的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種用于配制二氧化鈦乙二醇基漿液的母料及其制備方法，它要解決的技術(shù)問題是不僅要求母料的二氧化鈦濃度超過50%，而且要能長時間地保持分散穩(wěn)定性，母料通過簡單的稀釋就能得到化纖生產(chǎn)所需的消光劑漿液。以下是本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案一種用于配制二氧化鈦乙二醇基槳液的母料，該母料為懸浮液狀組合物，其組分包括1)化纖消光用銳鈦型二氧化鈦粉狀顆粒，其平均粒徑為0.20.8u，其中至少50重量％的顆粒粒徑《0.5u;2)分散穩(wěn)定劑，包括A和B，兩者的配比以重量份計，當(dāng)A為10時，B為05，其中A為聚羧酸鹽，其分子結(jié)構(gòu)式如下-"fCH2—+COOM其中M為Na或K，n=3050，B為含鋁和鋯的雙金屬有機(jī)絡(luò)合物的低聚物，其分子結(jié)構(gòu)式如下[Al2(OR!O)A(OH)c]x[OC(R2)0]y[ZrCld(OH)e]z其中R"R2為甲基丙烯酸基團(tuán)；x、y、z為1100之間的整數(shù)；a為0、l或2;b、c為0或l4之間的整數(shù)，且2a+b+C二4;d、e為0或14之間的整數(shù)，且d+e=4;3)乙二醇，以母料總量計，二氧化鈦粉狀顆粒的含量為2080重量％;分散穩(wěn)定劑的含量為0.051.5重量％;乙二醇為余量。上述母料中分散穩(wěn)定劑的含量最好為0.11.0重量％;母料的pH值最好為6.57.5。本發(fā)明的技術(shù)方案還包括一種制備上述母料的方法，具體為一種制備上述母料的方法，該方法包括以下步驟1)己經(jīng)表面處理的化纖消光用銳鈦型二氧化鈦粉狀顆粒、分散穩(wěn)定劑與乙二醇按比例置于高速分散機(jī)進(jìn)行攪拌打漿，調(diào)節(jié)體系的pH值為6.57.5，攪拌打槳的時間為1530分鐘，二氧化鈦粉狀顆粒的平均粒徑為0.20.，其中至少50重量％的顆粒粒徑《0.5u;分散穩(wěn)定劑包括A和B,兩者的配比以重量份計，當(dāng)A為10時，B為05，其中A為聚羧酸鹽，其分子結(jié)構(gòu)式如下CH3COOM其中M為Na或K，n=3050，B為含鋁和鋯的雙金屬有機(jī)絡(luò)合物的低聚物，其分子結(jié)構(gòu)式如下[Al2,0)aClb(OH)c]x[OC(R2)0]y[ZrCld(OH)e]z其中R^R2為甲基丙烯酸基團(tuán)；x、y、z為1100之間的整數(shù)；a為O、l或2;b、c為0或14之間的整數(shù)，S2a+b+C=4;d、e為0或14之間的整數(shù)，且d+e二4;按包括乙二醇在內(nèi)的所有原料的總量計，二氧化鈦粉狀顆粒的投料量為2080重量％;分散穩(wěn)定劑的投料量為0.051.5重量％;乙二醇為余量；2)步驟1得到的漿液置于碾磨機(jī)進(jìn)行剪切碾磨，碾磨時間為60180分鐘，碾磨后得所述的母料成品。上述步驟1中，按包括乙二醇在內(nèi)的所有原料的總量計，分散穩(wěn)定劑的投料量最好為0.11.0重量％;最好采用氫氧化鈉或磷酸為調(diào)節(jié)體系pH值的試劑。上述步驟2中，碾磨時間最好為100160分鐘。在本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，其關(guān)鍵是在母料中加入了一種聚羧酸鹽或再加入一種含鋁和鋯的雙金屬有機(jī)絡(luò)合物的低聚物作為分散穩(wěn)定劑，它們與二氧化鈦顆粒有很強(qiáng)的結(jié)合力，同時與乙二醇又有著很好的相溶性。發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)乙二醇中溶入適量的分散穩(wěn)定劑后，二氧化鈦顆粒的可分散性大為增強(qiáng)，而且能長時間保持高度分散的懸浮狀態(tài)。當(dāng)懸浮液中二氧化鈦的濃度達(dá)到50%以上時，其分散穩(wěn)定性仍十分良好，有效地解決了高濃度二氧化鈦乙二醇基懸浮液無法長時間保持良好的分散穩(wěn)定性這一技術(shù)問題。在以上技術(shù)方案中，制備母料所用的二氧化鈦粉狀顆粒采用市售的化纖消光用銳鈦型二氧化鈦，它已由二氧化鈦生產(chǎn)廠商進(jìn)行了表面處理、分散和分篩、除雜等工序的處理。當(dāng)然也可直接使用未處理的二氧化鈦的初始原料，如此，須先進(jìn)行表面處理、分散和分篩、除雜等工序的處理，然后再作為制備母料的二氧化鈦原料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果在于能向化纖生產(chǎn)廠商提供一種用于配制化纖消光用二氧化鈦乙二醇基漿液的母料，通過簡單的分散稀釋即可獲得生產(chǎn)所需的消光劑漿液，而且配制成的消光劑漿液分散穩(wěn)定性十分優(yōu)異。由本發(fā)明提供的母料所配制的二氧化鈦漿液為乙二醇基的，主要適用于紡絲原料與乙二醇具有較好相溶性的化纖制造，特別如聚酯纖維的制造。下面將通過具體的實(shí)施方案對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。在實(shí)施例中，二氧化鈦乙二醇基漿液母料的分散穩(wěn)定性采用定性分析的方法測定，具體為在直徑為10隱的玻璃試管中放入5ml母料，分別靜置240小時和720小時后觀察是否出現(xiàn)分層現(xiàn)象。配制得到的化纖消光用的二氧化鈦乙二醇基漿液采用半定量分析的方法測定，具體為將母料用乙二醇稀釋至二氧化鈦的含量為20重量％，攪拌20分鐘得到二氧化鈦乙二醇基漿液。取500ml，在真空度為450mmHg的負(fù)壓下，采用過濾面直徑為50毫米，濾孔孔徑分別為1U和5u的不銹鋼濾網(wǎng)片進(jìn)行過濾，觀察全部槳液通過所需的時間。一般，消光劑漿液分散穩(wěn)定性的液測試方法及合格標(biāo)準(zhǔn)為取500ml二氧化鈦的含量為20重量％的二氧化鈦乙二醇基漿液，在真空度為450mmHg的負(fù)壓下，采用過濾面直徑為50毫米、濾孔孔徑為5u的不銹鋼濾網(wǎng)片進(jìn)行過濾，觀察全部漿液通過所需的時間，200秒內(nèi)為合格。具體實(shí)施方式實(shí)施例110采用市售的已經(jīng)表面處理的化纖消光用銳鈦型二氧化鈦粉狀顆粒、分散穩(wěn)定劑與乙二醇按比例置于高速分散機(jī)進(jìn)行攪拌打漿1530分鐘，調(diào)節(jié)混合物的pH值為6.57.5。二氧化鈦粉狀顆粒的平均粒徑為0.20.，其中至少50重量％的顆粒粒徑《0.5"。分散穩(wěn)定劑為A，或A與B的混合物，其中A為聚羧酸鹽，其分子結(jié)構(gòu)式如下7CH3COONa其中n=3050;B為含鋁和鋯的雙金屬有機(jī)絡(luò)合物的低聚物，其分子結(jié)構(gòu)式如下[Al2(OR^)aClb(OH)c]x[OC(R2)0]y[ZrCld(OH)e]z其中R^R2為甲基丙烯酸基團(tuán)；x、y、z為1100之間的整數(shù)；a為0、l或2;b、c為0或14之間的整數(shù)，i2a+b+C=4;d、e為0或14之間的整數(shù)，且d+e二4。各實(shí)施例的原料投料配比見表l，投料量按包括乙二醇在內(nèi)的所有原料的總量計，乙二醇為余量。分散穩(wěn)定劑中A與B的配比也見表1。經(jīng)分散打漿得到的漿液置于碾磨機(jī)進(jìn)行剪切碾磨，碾磨后得母料成品。各實(shí)施例的碾磨時間見表l。分別將各實(shí)施例得到的母料靜置720小時，用乙二醇稀釋配制得到的二氧化鈦含量為20重量％的乙二醇基漿液，進(jìn)行分散穩(wěn)定性的測定，結(jié)果見表2。表2中過濾時間I、II分別為1u和5n濾孔孔徑的不銹鋼濾網(wǎng)片進(jìn)行過濾的過濾時間。表l.<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2.<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1、一種用于配制二氧化鈦乙二醇基漿液的母料，該母料為懸浮液狀組合物，其組分包括1)化纖消光用銳鈦型二氧化鈦粉狀顆粒，其平均粒徑為0.2～0.8μ，其中至少50重量％的顆粒粒徑≤0.5μ；2)分散穩(wěn)定劑，包括A和B，兩者的配比以重量份計，當(dāng)A為10時，B為0～5，其中A為聚羧酸鹽，其分子結(jié)構(gòu)式如下其中M為Na或K，n＝30～50，B為含鋁和鋯的雙金屬有機(jī)絡(luò)合物的低聚物，其分子結(jié)構(gòu)式如下[Al2(OR1O)aClb(OH)c]x[OC(R2)O]y[ZrCld(OH)e]z其中R1、R2為甲基丙烯酸基團(tuán)；x、y、z為1～100之間的整數(shù)；a為0、1或2；b、c為0或1～4之間的整數(shù)，且2a+b+C＝4；d、e為0或1～4之間的整數(shù)，且d+e＝4；3)乙二醇，以母料總量計，二氧化鈦粉狀顆粒的含量為20～80重量％；分散穩(wěn)定劑的含量為0.05～1.5重量％；乙二醇為余量。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配制二氧化鈦乙二醇基漿液的母料，其特征在于所述的分散穩(wěn)定劑的含量為0.11.0重量％。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于配制二氧化鈦乙二醇基漿液的母料，其特征在于該母料的pH值為6.57.5。4、一種如權(quán)利要求1所述的用于配制二氧化鈦乙二醇基漿液的母料的制備方法，該方法包括以下步驟1)已經(jīng)表面處理的化纖消光用銳鈦型二氧化鈦粉狀顆粒、分散穩(wěn)定劑與乙二醇按比例置于高速分散機(jī)進(jìn)行攪拌打漿，調(diào)節(jié)體系的pH值為6.57.5，攪拌打漿的時間為1530分鐘，二氧化鈦粉狀顆粒的平均粒徑為0.20.8"，其中至少50重量％的顆粒粒徑《0.5u;分散穩(wěn)定劑包括A和B，兩者的配比以重量份計，當(dāng)A為10時，B為05，其中A為聚羧酸鹽，其分子結(jié)構(gòu)式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中M為Na或K，n=3050，B為含鋁和鋯的雙金屬有機(jī)絡(luò)合物的低聚物，其分子結(jié)構(gòu)式如下[Al2,0)aClb(OH)c]x[OC(R2)0]y[ZrCld(OH)e]z其中R!、R2為甲基丙烯酸基團(tuán)；x、y、z為1100之間的整數(shù)；a為0、1或2;b、c為0或l4之間的整數(shù)，且2a+b+C^4;d、e為0或14之間的整數(shù)，且d+e二4;按包括乙二醇在內(nèi)的所有原料的總量計，二氧化鈦粉狀顆粒的投料量為2080重量％;分散穩(wěn)定劑的投料量為0.051.5重量％;乙二醇為余量；2)步驟1得到的漿液置于碾磨機(jī)進(jìn)行剪切碾磨，碾磨時間為60180分鐘，碾磨后得所述的母料成品。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于配制二氧化鈦乙二醇基漿液的母料的制備方法，其特征在于所述的步驟l中，按包括乙二醇在內(nèi)的所有原料的總量計，分散穩(wěn)定劑的投料量為0.11.0重量％。6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于配制二氧化鈦乙二醇基漿液的母料的制備方法，其特征在于所述的步驟1中，采用氫氧化鈉或磷酸為調(diào)節(jié)體系pH值的試劑。7、根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于配制二氧化鈦乙二醇基漿液的母料的制備方法，其特征在于所述的步驟2中，碾磨時間為100160分鐘。全文摘要一種用于配制二氧化鈦乙二醇基漿液的母料及其制備方法，母料為懸浮液狀組合物，組分包括化纖消光用銳鈦型二氧化鈦粉狀顆粒、分散穩(wěn)定劑和乙二醇，分散穩(wěn)定劑包括A和B，A為聚羧酸鹽，B為含鋁和鋯的雙金屬有機(jī)絡(luò)合物的低聚物，A與B的重量比為10∶0～5。母料中二氧化鈦含量20～80重量％；分散穩(wěn)定劑含量0.05～1.5重量％。制備上述母料的方法包括步驟已經(jīng)表面處理的化纖消光用銳鈦型二氧化鈦粉狀顆粒、上述分散穩(wěn)定劑與乙二醇按比例置于高速分散機(jī)攪拌打漿15～30分鐘；漿液置于碾磨機(jī)剪切碾磨60～180分鐘，得母料成品。本發(fā)明有效地解決了高濃度二氧化鈦乙二醇基懸浮液無法長時間保持良好的分散穩(wěn)定性這一技術(shù)問題。文檔編號C09C1/36GK101423674SQ20071004772公開日2009年5月6日申請日期2007年11月2日優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日發(fā)明者俞明康申請人:俞明康