本申请涉及一种抗芯吸组分,属于用于纤维改性的处理制剂。
背景技术:
1、涤纶纤维复丝通常由多根单丝组成,如典型规格1000d/192f是由192根单丝组成的复丝。当织物浸渍在液体中时,由于芯吸效应,单丝之间的空隙会导致吸水率增加。在用于灯箱广告布、游泳池基布等户外场景中,该芯吸效应、织物吸水作用会显著影响使用效果。
2、目前,涤纶纤维防水功能的实现大多通过在纤维表面涂覆抗芯吸油剂来实现。氟由于电负性大、表面能低等特点,使含氟油剂具有优异的防水、防油性能,从最早的c8防水剂到c6防水剂。但含氟物质容易出现生物累积,对人类健康和生态环境带来巨大挑战。欧盟从2006年开始逐步限制含氟类物质的使用,到2026年将彻底杜绝在欧洲的使用。
3、然而,目前市面上不含氟类防水剂品类较少,而且对于涤纶工业丝纺丝过程面临的温度高达250℃、拉伸倍率高达6倍、高疏水性等苛刻环境而言,市售油剂普遍表现出以下缺点:
4、1、抗芯吸效果不佳,无法达到0芯吸(芯吸高度≤10mm)的效果;
5、2、对纺况的影响较大,容易造成断头、毛丝、缠辊等现象;
6、3、耐热性能差,容易在高温环境下结垢,影响产品干热收缩率及均匀性。
7、基于此,提出本申请。
技术实现思路
1、有鉴于此,本申请提供了一种抗芯吸组分,不仅具有很好的抗芯吸效果,还与其他改性制剂之间具有良好的兼容性,可实现油剂的多功能化。
2、具体地,本申请是通过以下方案实现的:
3、一种抗芯吸组分,该抗芯吸组分耐235℃及以上高温,特别是200~250℃的高温,包括下列构成的各组分:
4、第一单体:甲基丙烯酸十八烷基酯(sma)或丙烯酸十八酯(sa),20~50%;
5、第二单体:甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯,3~15%;
6、催化剂:偶氮二异丁眯盐酸盐(aiba)或偶氮二异丁腈(aibn),0.1~1.0%;
7、乳化剂:2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-(二乙醇氨基)乙磺酸、十六烷基三甲基漠化镀(ctab)、十二烷基硫酸钠中的任一种,1~10%;
8、余量为水。
9、上述构成的抗芯吸组分具有以下核心优势:
10、1、其成分中不含氟成分,为环保型乳液态抗芯吸组分;
11、2、组分中添加帮助油剂铺展、抗静电类组分,实现纺丝过程对纤维的保护,可纺性较好;
12、3、该抗芯吸组分耐热性能好,可用于150℃及以上高温,可直接用于纤维成型过程,实现进入热辊前的上油,其涂覆在纤维表面后,在经过热辊高达250℃的高温固化后,在纤维表面成膜,赋予纤维抗芯吸性能的耐久性。
13、进一步的,作为优选:
14、所述第一单体的添加量为23.5~42%,第二单体的添加量为4~6%,催化剂的添加量为0.3~0.6%,乳化剂的添加量为2~6%,赋予该抗芯吸组分以耐温上限为240~260℃。
15、所述第一单体与第二单体的添加质量比适宜控制在5~7:1。
16、所述抗芯吸组分采用下述步骤制得:
17、步骤一,将第一单体和第二单体按比例添加并混合形成油相;
18、步骤二,向油相中加乳化剂和水,磁力搅拌得到粗乳液;
19、步骤三,冰水浴中,粗乳液超声破碎为细乳液;
20、步骤四,细乳液加热至70~90℃,加入催化剂和水,引发聚合反应毕,过滤出料,得到抗芯吸组分。
21、更优选的,
22、步骤三中,超声功率为300~600w,超声破碎时长为10~30min。
23、步骤四中,催化剂与水溶解后加入细乳液中。
24、步骤四中,过滤的细度为100~200μm。
25、上述制备过程实现各组分的乳液化,确保成品抗芯吸组分呈现出均匀的乳状,性能稳定。
26、上述抗芯吸组分与平滑剂、乳化剂、抗静电剂、抗菌剂和水混合形成功能油剂,各组分的构成如下:
27、抗芯吸组分:20~50%,
28、平滑剂:10~30%,
29、乳化剂:10~25%,
30、抗静电剂:2~10%,
31、抗菌剂:1~10%,
32、余量为水,
33、抗芯吸组分中加水后升温至30~45℃,搅拌条件下先加入平滑剂、乳化剂,再加入抗静电剂和抗菌剂,搅拌至透明均相状态,降至室温,即为功能油剂。
34、上述方案将抗芯吸组分与抗静电剂、抗菌剂配合,形成同时兼备了抗芯吸、抗静电和抗菌的多功能性的功能油剂;抗芯吸组分配合平滑剂、乳化剂,赋予油品以优良的粘度和均匀性,确保上油均匀、纺况良好,实现较好、长久的抗芯吸效果。
35、更优选的,
36、所述平滑剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯聚醚共聚物、壬基酚聚氧乙烯醚(如:广州和为医药科技有限公司,np 40)、异构十三醇聚氧乙烯醚(如:巴斯夫,to3/1303)、脂肪酸聚氧乙烯酯、氢化蓖麻油聚氧乙烯醚中的任一种。
37、所述乳化剂为蓖麻油聚氧乙烯醚或氢化蓖麻油聚氧乙烯醚。
38、所述抗静电剂为烷基磺酸盐、烷基磷酸盐、多库脂钠、季胺盐中的任一种,与抗芯吸组分配合,增加丝束的抱合性能,避免了因抗芯吸组分成膜而引起的单丝变硬现象。
39、所述抗菌剂为对羟基苯甲酸甲酯或对羟基苯甲酸丁酯,与抗芯吸组分的配合,赋予该功能油剂以良好的稳定性,避免功能油剂在存储与使用过程中的腐败变质。
40、所述功能油剂与基础纺丝油剂混配使用,基础油剂与功能油剂抗芯吸有效成分的质量比为1:0.8~1.2,在进热辊前上油。常见基础纺丝油剂如:松本油脂株式会社gxm-100油剂、松本油脂株式会社hlm-100油剂、金铺新材料股份有限公司的ns-5030。
1.一种抗芯吸组分,其特征在于,所述抗芯吸组分耐235℃及以上高温,包括下列构成的各组分:
2.根据权利要求1所述的一种抗芯吸组分,其特征在于:所述第一单体的添加量为23.5~42%,第二单体的添加量为4~6%,催化剂的添加量为0.3~0.6%,乳化剂的添加量为2~6%,赋予该抗芯吸组分以耐温上限为240~260℃。
3.根据权利要求1所述的一种抗芯吸组分,其特征在于:所述第一单体与第二单体的添加质量比为5~7:1。
4.根据权利要求1所述的一种抗芯吸组分,其特征在于:将第一单体和第二单体按比例添加并混合形成油相;向油相中加乳化剂和水,磁力搅拌得到粗乳液;冰水浴中,粗乳液超声破碎为细乳液;细乳液加热至70~90℃,加入催化剂和水,引发聚合反应毕,过滤出料,得到抗芯吸组分。
5.根据权利要求4所述的一种抗芯吸组分,其特征在于:超声功率为300~600w,超声破碎时长为10~30min。
6.根据权利要求4所述的一种抗芯吸组分,其特征在于:过滤的细度为100~200μm。
7.根据权利要求1所述的一种抗芯吸组分,其特征在于:所述抗芯吸组分与平滑剂、乳化剂、抗静电剂、抗菌剂和水混合形成功能油剂,各组分的构成如下:
8.根据权利要求7所述的一种抗芯吸组分,其特征在于:所述抗静电剂为烷基磺酸盐、烷基磷酸盐、多库脂钠、季胺盐中的任一种。
9.根据权利要求7所述的一种抗芯吸组分,其特征在于:所述抗菌剂为对羟基苯甲酸甲酯或对羟基苯甲酸丁酯。
10.根据权利要求7所述的一种抗芯吸组分,其特征在于:所述功能油剂与基础纺丝油剂混配使用,基础油剂与功能油剂抗芯吸有效成分的质量比为1:0.8~1.2,在进热辊前上油。
