本申请涉及一种抗芯吸组分及其制备方法和应用,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。
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(≤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,本申请首先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、抗芯吸组分,包括下列构成的各组分:
4、第一单体:双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯(mma)或丙烯酸羟乙酯(2-羟乙基丙烯酸酯,hea),20~40%;
5、第二单体:甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸丁酯,4~10%;
6、催化剂:过硫酸铵或过硫酸钾,0.4~0.8%;
7、乳化剂:吐温-20(tween-20)、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯、月桂醇聚氧乙烯醚中的任一种,1~5%;
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、不含氟,为环保、乳液型抗芯吸组分;
11、2、可纺性较好,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;
12、3、耐热性能好,耐236~265℃高温。
13、因此,本申请所提供的抗芯吸组分可实现进入热辊前的使用,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。
14、进一步的,作为优选:
15、所述第一单体的添加量为25~30%,第二单体的添加量为4~6%,催化剂的添加量为0.4~0.5%,乳化剂的添加量为2~3%。
16、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,并以6:1为佳。
17、申请人第二方面目的,是提供了上述抗芯吸组分的制备方法,过程如下:
18、步骤一,分别称取乳化剂和催化剂,加入到去离子水中,于70~85℃搅拌加热15~30min;
19、步骤二,将第一单体和第二单体混合均匀后,以恒压滴液漏斗缓慢滴加到步骤一的反应体系中,持续反应1~3h;
20、步骤三,冷却至室温完成反应后,过滤,ph调至7~8,即得抗芯吸组分。
21、更优选的,
22、步骤一中,搅拌速度为200~400r/min。
23、步骤三中,
24、过滤目数为200~300目。
25、ph优选采用氨水调节。
26、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。
27、申请人第三方面目的,是提供了上述抗芯吸组分的应用,将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:
28、抗芯吸组分:25~40%,
29、平滑剂:12~25%,
30、乳化剂:10~18%,
31、抗静电剂:2~8%,
32、抗菌剂:1~5%,
33、水:20~40%。
34、本申请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;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,实现较好、长久的抗芯吸效果。
35、更优选的,
36、所述平滑剂为聚乙二醇月桂酸酯或聚乙二醇山梨醇油酸酯。
37、所述乳化剂为poe多元醇烷基酯醚。
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,可增加丝束的抱合性能,与抗芯吸组分配合,确保了单丝丝束间抱合力强,避免了因抗芯吸组分成膜而引起的变硬现象。
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、上述功能油剂的制备方法为:将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。
1.抗芯吸组分,其特征在于,所述抗芯吸组分耐236~265℃高温,包括下列构成的各组分:
2.根据权利要求1所述的抗芯吸组分,其特征在于:所述第一单体的添加量为25~30%,第二单体的添加量为4~6%,催化剂的添加量为0.4~0.5%,乳化剂的添加量为2~3%。
3.一种权利要求1所述抗芯吸组分的制备方法,其特征在于,步骤如下:
4. 根据权利要求3所述的抗芯吸组分的制备方法,其特征在于:步骤一中,搅拌速度为200~400 r/min。
5.根据权利要求3所述的抗芯吸组分的制备方法,其特征在于:步骤三中,过滤目数为200~300目。
6.一种权利要求1所述的抗芯吸组分的应用,其特征在于,将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:
7.根据权利要求6所述的抗芯吸组分的应用,其特征在于:所述平滑剂为聚乙二醇月桂酸酯或聚乙二醇山梨醇油酸酯,乳化剂为poe多元醇烷基酯醚。
8.根据权利要求6所述的抗芯吸组分的应用,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6所述的抗芯吸组分的应用,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6所述的抗芯吸组分的应用,其特征在于,所述功能油剂的制备方法为:将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。
