用於配製二氧化鈦乙二醇基漿液的母料及其製備方法

2023-10-08 06:52:24 2

專利名稱：：用於配製二氧化鈦乙二醇基漿液的母料及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種化纖製造過程使用的用於消光的二氧化鈦乙二醇基漿液，特別涉及用於配製這種二氧化鈦漿液的母料，並進一步涉及該母料的製備方法。
背景技術：
：化纖一般採用高分子聚合物製造，這些高聚物大都具有較高的透明度，直接製成的纖維光澤很強，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行消光處理，現有技術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，並具有較好的化學穩定性，化纖的後處理及後加工過程不易發生變化，不影響纖維的染色，並能改善纖維的耐光性和耐候性，因此目前絕大部分採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，在化纖製造的牽伸過程使得巻曲的大分子更易被拉直。由於化纖的直徑很小，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於高聚物中，否則將影響消光的均勻性和纖維的力學性能，甚至在紡絲或牽伸過程導致纖維斷裂。一般情況下，用於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，故極易團聚。雖然市售的用於化纖消光的二氧化鈦顆粒已由生產廠商進行了表面處理，以提高其可分散性，但仍必須進行攪拌打漿、剪切碾磨、過濾等一系列的加工處理後才能調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定性仍較差，放置時間稍長便會產生分層、團聚的現象。這一方面要求化纖的生產廠商需配置一套複雜的消光劑漿液調配系統，而且消光劑漿液必須根據化纖的生產需求定量定時配製，一旦化纖的生產發生波動，擱置的消光劑漿液必須重新進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廠商提供一種高濃度的二氧化鈦漿液，即一種可用於配製化纖消光用二氧化鈦漿液的母料，化纖生產廠商通過簡單的稀釋即可得到生產所需的消光劑漿液，這樣將大大降低化纖生產的成本及提高生產的靈活性。通常，化纖製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為50%以上，否則就儲運而言是極不經濟的。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定性顯然具有更高的難度。對於分散穩定性較好的的二4氧化鈦漿液及其製備方法，現有技術中已有較多的技術方案被公開，如中國專利申請200610016672.7、200610025143.3所介紹的。但這些現有的技術方案所提供的二氧化鈦漿液二氧化鈦濃度通常不超過35%，並未達到母料的要求。
發明內容本發明提供了一種用於配製二氧化鈦乙二醇基漿液的母料及其製備方法，它要解決的技術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定性，母料通過簡單的稀釋就能得到化纖生產所需的消光劑漿液。以下是本發明解決上述技術問題的技術方案一種用於配製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)分散穩定劑，包括A和B，兩者的配比以重量份計，當A為10時，B為05，其中A為聚羧酸鹽，其分子結構式如下-"fCH2—+COOM其中M為Na或K，n=3050，B為含鋁和鋯的雙金屬有機絡合物的低聚物，其分子結構式如下[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；x、y、z為1100之間的整數；a為0、l或2;b、c為0或l4之間的整數，且2a+b+C二4;d、e為0或14之間的整數，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％;分散穩定劑的含量為0.051.5重量％;乙二醇為餘量。上述母料中分散穩定劑的含量最好為0.11.0重量％;母料的pH值最好為6.57.5。本發明的技術方案還包括一種製備上述母料的方法，具體為一種製備上述母料的方法，該方法包括以下步驟1)己經表面處理的化纖消光用銳鈦型二氧化鈦粉狀顆粒、分散穩定劑與乙二醇按比例置於高速分散機進行攪拌打漿，調節體系的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;分散穩定劑包括A和B,兩者的配比以重量份計，當A為10時，B為05，其中A為聚羧酸鹽，其分子結構式如下CH3COOM其中M為Na或K，n=3050，B為含鋁和鋯的雙金屬有機絡合物的低聚物，其分子結構式如下[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；x、y、z為1100之間的整數；a為O、l或2;b、c為0或14之間的整數，S2a+b+C=4;d、e為0或14之間的整數，且d+e二4;按包括乙二醇在內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％;分散穩定劑的投料量為0.051.5重量％;乙二醇為餘量；2)步驟1得到的漿液置於碾磨機進行剪切碾磨，碾磨時間為60180分鐘，碾磨後得所述的母料成品。上述步驟1中，按包括乙二醇在內的所有原料的總量計，分散穩定劑的投料量最好為0.11.0重量％;最好採用氫氧化鈉或磷酸為調節體系pH值的試劑。上述步驟2中，碾磨時間最好為100160分鐘。在本發明提供的技術方案中，其關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絡合物的低聚物作為分散穩定劑，它們與二氧化鈦顆粒有很強的結合力，同時與乙二醇又有著很好的相溶性。發明人通過實驗發現，當乙二醇中溶入適量的分散穩定劑後，二氧化鈦顆粒的可分散性大為增強，而且能長時間保持高度分散的懸浮狀態。當懸浮液中二氧化鈦的濃度達到50%以上時，其分散穩定性仍十分良好，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定性這一技術問題。在以上技術方案中，製備母料所用的二氧化鈦粉狀顆粒採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廠商進行了表面處理、分散和分篩、除雜等工序的處理。當然也可直接使用未處理的二氧化鈦的初始原料，如此，須先進行表面處理、分散和分篩、除雜等工序的處理，然後再作為製備母料的二氧化鈦原料。與現有技術相比，本發明的積極效果在於能向化纖生產廠商提供一種用於配製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所需的消光劑漿液，而且配製成的消光劑漿液分散穩定性十分優異。由本發明提供的母料所配製的二氧化鈦漿液為乙二醇基的，主要適用於紡絲原料與乙二醇具有較好相溶性的化纖製造，特別如聚酯纖維的製造。下面將通過具體的實施方案對本發明作進一步的描述。在實施例中，二氧化鈦乙二醇基漿液母料的分散穩定性採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小時後觀察是否出現分層現象。配製得到的化纖消光用的二氧化鈦乙二醇基漿液採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的負壓下，採用過濾面直徑為50毫米，濾孔孔徑分別為1U和5u的不鏽鋼濾網片進行過濾，觀察全部槳液通過所需的時間。一般，消光劑漿液分散穩定性的液測試方法及合格標準為取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的負壓下，採用過濾面直徑為50毫米、濾孔孔徑為5u的不鏽鋼濾網片進行過濾，觀察全部漿液通過所需的時間，200秒內為合格。具體實施方式實施例110採用市售的已經表面處理的化纖消光用銳鈦型二氧化鈦粉狀顆粒、分散穩定劑與乙二醇按比例置於高速分散機進行攪拌打漿1530分鐘，調節混合物的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"。分散穩定劑為A，或A與B的混合物，其中A為聚羧酸鹽，其分子結構式如下7CH3COONa其中n=3050;B為含鋁和鋯的雙金屬有機絡合物的低聚物，其分子結構式如下[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；x、y、z為1100之間的整數；a為0、l或2;b、c為0或14之間的整數，i2a+b+C=4;d、e為0或14之間的整數，且d+e二4。各實施例的原料投料配比見表l，投料量按包括乙二醇在內的所有原料的總量計，乙二醇為餘量。分散穩定劑中A與B的配比也見表1。經分散打漿得到的漿液置於碾磨機進行剪切碾磨，碾磨後得母料成品。各實施例的碾磨時間見表l。分別將各實施例得到的母料靜置720小時，用乙二醇稀釋配製得到的二氧化鈦含量為20重量％的乙二醇基漿液，進行分散穩定性的測定，結果見表2。表2中過濾時間I、II分別為1u和5n濾孔孔徑的不鏽鋼濾網片進行過濾的過濾時間。表l.tableseeoriginaldocumentpage8表2.tableseeoriginaldocumentpage9權利要求1、一種用於配製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)分散穩定劑，包括A和B，兩者的配比以重量份計，當A為10時，B為0～5，其中A為聚羧酸鹽，其分子結構式如下其中M為Na或K，n＝30～50，B為含鋁和鋯的雙金屬有機絡合物的低聚物，其分子結構式如下[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；x、y、z為1～100之間的整數；a為0、1或2；b、c為0或1～4之間的整數，且2a+b+C＝4；d、e為0或1～4之間的整數，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％；分散穩定劑的含量為0.05～1.5重量％；乙二醇為餘量。2、根據權利要求1所述的用於配製二氧化鈦乙二醇基漿液的母料，其特徵在於所述的分散穩定劑的含量為0.11.0重量％。3、根據權利要求1或2所述的用於配製二氧化鈦乙二醇基漿液的母料，其特徵在於該母料的pH值為6.57.5。4、一種如權利要求1所述的用於配製二氧化鈦乙二醇基漿液的母料的製備方法，該方法包括以下步驟1)已經表面處理的化纖消光用銳鈦型二氧化鈦粉狀顆粒、分散穩定劑與乙二醇按比例置於高速分散機進行攪拌打漿，調節體系的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;分散穩定劑包括A和B，兩者的配比以重量份計，當A為10時，B為05，其中A為聚羧酸鹽，其分子結構式如下formulaseeoriginaldocumentpage3其中M為Na或K，n=3050，B為含鋁和鋯的雙金屬有機絡合物的低聚物，其分子結構式如下[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；x、y、z為1100之間的整數；a為0、1或2;b、c為0或l4之間的整數，且2a+b+C^4;d、e為0或14之間的整數，且d+e二4;按包括乙二醇在內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％;分散穩定劑的投料量為0.051.5重量％;乙二醇為餘量；2)步驟1得到的漿液置於碾磨機進行剪切碾磨，碾磨時間為60180分鐘，碾磨後得所述的母料成品。5、根據權利要求4所述的用於配製二氧化鈦乙二醇基漿液的母料的製備方法，其特徵在於所述的步驟l中，按包括乙二醇在內的所有原料的總量計，分散穩定劑的投料量為0.11.0重量％。6、根據權利要求4所述的用於配製二氧化鈦乙二醇基漿液的母料的製備方法，其特徵在於所述的步驟1中，採用氫氧化鈉或磷酸為調節體系pH值的試劑。7、根據權利要求4所述的用於配製二氧化鈦乙二醇基漿液的母料的製備方法，其特徵在於所述的步驟2中，碾磨時間為100160分鐘。全文摘要一種用於配製二氧化鈦乙二醇基漿液的母料及其製備方法，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、分散穩定劑和乙二醇，分散穩定劑包括A和B，A為聚羧酸鹽，B為含鋁和鋯的雙金屬有機絡合物的低聚物，A與B的重量比為10∶0～5。母料中二氧化鈦含量20～80重量％；分散穩定劑含量0.05～1.5重量％。製備上述母料的方法包括步驟已經表面處理的化纖消光用銳鈦型二氧化鈦粉狀顆粒、上述分散穩定劑與乙二醇按比例置於高速分散機攪拌打漿15～30分鐘；漿液置於碾磨機剪切碾磨60～180分鐘，得母料成品。本發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定性這一技術問題。文檔編號C09C1/36GK101423674SQ20071004772公開日2009年5月6日申請日期2007年11月2日優先權日2007年11月2日發明者俞明康申請人:俞明康