偶聯劑改性澱粉漿料的製備方法

2023-09-22 16:14:35 2

專利名稱：：偶聯劑改性澱粉漿料的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種紡織用澱粉漿料的改性製備技術，尤其是一種採用偶聯劑改性澱粉漿料的製備方法。所述的改性澱粉漿料糊化性能良好、漿液穩定，可替代原配方中80%的聚乙烯醇(PVA)漿料和漿紗助劑丙烯酸樹脂(KT)，降低了成本，同時槳紗性能優良。
背景技術：
：經紗上漿是織造的準備工序，上漿的好壞直接影響織機效率和織物質量。目前經紗上漿的漿料主要有聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸類和澱粉以及變性澱粉。其中PVA具有優良的成膜性、粘附性和粘結強力及與其它漿料相容性的特點，一度被認為是混紡紗及純棉高支、高密織物和高速織機理想的漿料。但PVA有兩個最大的缺點第一難以降解，混漿汙水造成環境汙染，屬非環保漿料；第二完全醇解型的PVA退漿困難，增加印染加工的成本，影響印染色澤鮮豔度，以上兩個因素也是國內紡織業探討少用或不用PVA的原因。但就目前情況來說，要使PVA完全退出漿料市場由於受技術水平和用漿成本的限制，在近期內是不可能的。但是PVA的價格高於澱粉類的價格，且存在著對環境的汙染問題，目前經過PVA上漿的織物在歐洲市場已經受阻。因此經紗上漿少用和不用PVA已成為急需解決的重大問題。澱粉存在廣泛，為再生性資源，廉價易得，是許多工業的重要原料，同時澱粉類漿料由於易生物降解，有利於環境保護，用於替代或部分替代PVA等合成漿料，用量逐年上升。但是隨著科學技術的發展，天然澱粉已經不能適應工業新工藝、新技術的要求。所以，人們採用化學、物理和酶轉化的方法，使澱粉氧化、醚化、糊化，以改變天然澱粉的性質，使其具有易糊化，粘度穩定性好，抗剪切等特性，提高了天然澱粉的使用價值。澱粉交聯反應的交聯劑一般有醚化交聯劑和酯化交聯劑，形成的酯交聯澱粉和醚交聯澱粉因為其交聯方式以及分子結構的不同，在滌/棉紗和棉紗的上漿中顯現不同的性能。從國外紡織漿料的發展來看，在發展合成漿料的同時，也大力開發變性澱粉漿料。廣西紡織科技，2004,(31):4649.報導了在澱粉大分子鏈的羥基上引入一個基團或一個低分子物質，使澱粉大分子之間的相互作用力削弱，達到降低粘度，增加漿膜柔性的目的。產品具有良好的水溶性，調漿方便，低溫不會凝凍，可用於低溫上漿，但價格高，使生產成本大幅度增加，且可用於工業化的成熟產品較少。
發明內容為克服上述方法的這些缺點，本發明提供了一種偶聯劑改性澱粉漿料的製備方法。本發明所採用的有機矽烷偶聯劑是一類在分子中同時具有兩種不同性質的反應性基團的有機矽化合物，通過偶聯劑能使兩種不同性質的物質很好地偶聯起來，複合體系的粘結強度得到顯著地改善。本發明採用的是有機矽偶聯劑的化學結構式分別為~"CH20(CH2)3Si(OCH3)3\(/和NH2-(CH2)3Si(Oa)3，由於其含有活性的環氧基團或氨基以及可水解的矽垸氧基團，可以與澱粉、PVA上游離的羥基發生化學反應，且矽烷氧基團水解後可形成網絡結構，使得改性漿料性能更佳。本發明的製備方法為在強力攪拌下，將一定量的氧化澱粉和水放入四口燒瓶中，加入一定量有機矽偶聯劑，緩慢升溫至30'C11(TC之間，恆溫攪拌反應40分鐘8個小時。再加入一定量的漿紗助劑丙烯酸樹脂(KT)和聚乙烯醇(PVA)，緩慢升溫至45'C150'C之間使改性澱粉漿料糊化。當達到所需溫度時開始計時，然後每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恆定時反應結束，得到所需的有機矽改性澱粉漿料(ST-Si)產品。本發明在機矽改性澱粉漿料的製備過程中，所用的氧化澱粉可以是過氧化氫氧化澱粉，高氯酸氧化澱粉，也可以是高錳酸鉀氧化澱粉，最好是過氧化氫氧化澱粉。本發明在有機矽改性澱粉漿料的製備過程中，有機矽偶聯劑可以是含有環氧基丙氧基偶聯劑KH-560，KH-570，也可以是含有端氨基的偶聯劑KH-550,最好是KH-550偶聯劑。其質量用量可以為氧化澱粉質量用量的0.05%20%，最好為1.0%5.0%。本發明在有機矽偶聯劑改性氧化澱粉的製備過程中，漿紗助劑KT的用量可以為氧化澱粉用量的020%，最好是1.0%5.0%。本發明在有機掛偶聯劑改性氧化澱粉的製備過程中，PVA的用量可以為氧化澱粉用量的0100%,最好是10%20%。本發明中有機矽偶聯劑改性氧化澱粉的製備，可通過氧化澱粉、有機矽偶聯劑和槳紗助劑同時加入的一步反應法獲得；也可通過氧化澱粉與有機矽偶聯劑在較低溫度下先採取有機矽改性氧化澱粉，再採取漿紗助劑形成交聯結構的分步法來實現。本發明在有機矽偶聯劑改性氧化澱粉的製備過程中，恆溫攪拌反應溫度可以在30°C110'C之間，最好在4(TC60'C。反應時間可以是40分鐘8個小時，最好是13個小時。改性澱粉漿料的糊化溫度可以為45'C150'C之間，最好在6(TC10(TC。本發明使用有機矽偶聯劑改性氧化澱粉的好處，在於其降低了成本，同時增加了兩者之間以及它們與漿紗助劑之間的交聯反應，從而增強了漿料中的各組分之間及其與紡織紗線之間的結合力，增長了貯藏期，減少了環境汙染。所製得的產品在室溫時具有很好的IC存穩定性，且高固含量使其具有節能等優點。具體實施例方式下面結合實例對本發明進行詳細說明，但本發明並不局限於以下實例。實施例l在強力攪拌下，稱取7.5g的髙氯酸氧化澱粉和106g水加入四口燒瓶中，混合均勻後加入0.4g有機矽偶聯劑KH-560,緩慢升溫至55'C，恆溫攪拌3小時。再加入0.5g的漿紗助劑KT和3.4g的PVA，緩慢升溫至95'C使改性澱粉漿料糊化。當溫度達到95'C開始計時，然後每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恆定時反應結束，得到固含量為10%的有機矽改性澱粉漿料產品ST-Sil。實施例2在強力攪拌下，稱取15g的過氧化氫氧化澱粉和4g水加入四口燒瓶中，混合均勻後加入3.0g有機矽偶聯劑KH-550,緩慢升溫至30'C，恆溫攪拌8小時。再加入3.0g的漿紗助劑KT和15g的PVA，緩慢升溫至45'C使改性澱粉漿料糊化。當溫度達到45'C開始計時，然後每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恆定時反應結束，得到固含量為90%的有機矽改性澱粉漿料產品ST-Si2。實施例3在強力攪拌下，稱取15g的高錳酸鉀氧化澱粉和25g水加入四口燒瓶中，混合均勻後加入0.15g有機矽偶聯劑KH-570,緩慢升溫至40'C，恆溫攪拌2小時。再加入0.15g的漿紗助劑KT和1.5g的PVA，緩慢升溫至IOO'C使改性澱粉漿料糊化。當溫度達到IO(TC開始計時，然後每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恆定時反應結束，得到固含量為40%的有機矽改性澱粉漿料產品ST-Si3。實施例4在強力攪拌下，稱取10g的過氧化氫氧化澱粉和7.3g水加入四口燒瓶中，混合均勻後加入0.4g有機矽偶聯劑KH-560，緩慢升溫至60'C，恆溫攪拌4小時。再加入0.5g的漿紗助劑KT，緩慢升溫至卯'C使改性澱粉槳料糊化。當溫度達到卯'C開始計時，然後每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恆定時反應結束，得到固含量為60X的有機矽改性澱粉漿料產品ST-Si4。實施例5在強力攪拌下，稱取10g的高錳酸鉀氧化澱粉和12g水加入四口燒瓶中，混合均勻後加入0.005g有機矽偶聯劑KH-550，緩慢升溫至11(TC，恆溫攪拌40分鐘。再加入2.0g的PVA，緩慢升溫至97'C使改性澱粉漿料糊化。當溫度達到97'C開始計時，然後每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恆定時反應結束，得到固含量為50X的有機矽改性澱粉漿料產品ST-Si5。實施例6在強力攪拌下，稱取15g的過氧化氫氧化澱粉和4g水加入四口燒瓶中，混合均勻後加入3.0g有機矽偶聯劑KH-550、3.0g的漿紗助劑KT和15g的PVA，緩慢升溫至58'C，恆溫攪拌2小時。再加入緩慢升溫至15(TC使改性澱粉漿料糊化。當溫度達到15(TC開始計時，然後每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恆定時反應結束，得到固含量為90%的有機矽改性澱粉漿料產品ST-Si6。實驗方法測定部分有機矽偶聯劑改性澱粉漿料漿紗後的力學性能，結果如下表中所示。有機矽偶聯劑改性澱粉漿料漿紗後各樣品的部分性能指標tableseeoriginaldocumentpage6結果表明，本發明產品有機矽偶聯劑改性氧化澱粉漿料，增加了漿料中各組分與漿紗助劑之間的交聯反應，從而增強了漿料中的各組分之間及其與紡織紗線之間的結合力，顯著提高了其漿紗後的力學性能，同時減少了環境汙染，降低了生產成本，且高固含量使其具有節能等優點。在經紗上漿領域中將有廣泛的用途。權利要求1.偶聯劑改性澱粉漿料的製備方法，其特徵是通過氧化澱粉、有機矽偶聯劑和漿紗助劑同時加入的一步反應法獲得；也可通過氧化澱粉與有機矽偶聯劑在較低溫度下先採取有機矽改性氧化澱粉，再採取漿紗助劑形成交聯結構的分步法來實現，即在強力攪拌下，將氧化澱粉和水放入四口燒瓶中，加入有機矽偶聯劑，緩慢升溫至30℃～110℃之間，恆溫攪拌反應40分鐘～8個小時；再加入漿紗助劑丙烯酸樹脂KT和聚乙烯醇PVA，緩慢升溫至45℃～150℃之間使改性澱粉漿料糊化；當達到所需溫度時開始計時，然後每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恆定時反應結束，得到所需的有機矽改性澱粉漿料ST-Si；所用的氧化澱粉是過氧化氫氧化澱粉，高氯酸氧化澱粉，或高錳酸鉀氧化澱粉；有機矽偶聯劑是含有環氧基丙氧基偶聯劑KH-560，KH-570，或含有端氨基的偶聯劑KH-550；其質量用量為氧化澱粉質量用量的0.05％～20％；漿紗助劑KT的用量為氧化澱粉用量的0～20％；PVA的用量為氧化澱粉用量的0～100％；其中恆溫攪拌反應溫度在30℃～110℃之間；反應時間是40分鐘～8個小時；改性澱粉漿料的糊化溫度為45℃～150℃之間。2.根據權利要求l所述的偶聯劑改性澱粉漿料的製備方法，其特徵是所用的氧化澱粉是過氧化氫氧化澱粉。3.根據權利要求l所述的偶聯劑改性澱粉漿料的製備方法，其特徵是有機矽偶聯劑是最好是KH-550偶聯劑，其質量用量為氧化澱粉質量用量的1.0%5.0%。4.根據權利要求l所述的偶聯劑改性澱粉漿料的製備方法，其特徵是漿紗助劑KT的用量為氧化澱粉用量的1.0%~5.0%。5.根據權利要求l所述的偶聯劑改性澱粉漿料的製備方法，其特徵是PVA的用量為氧化澱粉用量的10%20%。6.根據權利要求l所述的偶聯劑改性澱粉漿料的製備方法，其特徵是恆溫攪拌反應溫度在40'C60'C;反應時間是13個小時；改性澱粉漿料的糊化溫度為60。C100'C。全文摘要本發明涉及一種紡織用澱粉漿料的改性製備技術，其特徵是通過氧化澱粉、有機矽偶聯劑和漿紗助劑同時加入的一步反應法獲得；也可通過氧化澱粉與有機矽偶聯劑在較低溫度下先採取有機矽改性氧化澱粉，再採取漿紗助劑形成交聯結構的分步法來實現，即在強力攪拌下，將氧化澱粉和水放入四口燒瓶中，加入有機矽偶聯劑，緩慢升溫至30℃～110℃之間，恆溫攪拌反應40分鐘～8個小時；再加入漿紗助劑丙烯酸樹脂KT和聚乙烯醇PVA，緩慢升溫至45℃～150℃之間使改性澱粉漿料糊化，得到有機矽改性澱粉漿料ST-Si；本發明降低了成本，增加了兩者之間以及它們與漿紗助劑之間的交聯反應，增強了漿料中的各組分之間及與紡織紗線間的結合力，增長了貯藏期，減少了環境汙染。文檔編號D06M15/11GK101100811SQ20071002559公開日2008年1月9日申請日期2007年8月7日優先權日2007年8月7日發明者楊冬亞,邱鳳仙,陳秀珍申請人:江蘇大學