一種聚酯乳液漿料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種聚酯紡織漿料，具體涉及一種用于滌棉混紡紗和純棉紗上漿的軟 聚酯乳液漿料及其制備方法，屬于高分子材料技術領域。
【背景技術】
[0002] 理想的經紗漿料應該對被漿纖維有足夠的粘附力，增強紗線內的纖維之間的抱合 力并貼伏毛羽，增加經紗的強力，提高耐磨性，并保持紗線的斷裂伸長，從而提高上漿效果 和織造效率。經紗漿料的主要品種為變性淀粉、聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸共聚物(PA)三大類 漿料。其中，PVA漿料的生物可降解性很差，不用或少用PVA已成為紡織漿料發展不可逆轉的 趨勢;PA的"軟粘硬脆"和吸濕發粘特性限制了丙烯酸共聚物作為主體漿料的使用。因此，具 有良好生物降解性的水性聚酯漿料(WPET)應運而生。
[0003] WPET能在熱水中分散乳化，也稱為水溶性或水分散性聚酯漿料。。目前，用于紡織 漿料的WPET均采用含苯環的二羧酸單體，致使WPET漿料的玻璃化溫度高于常溫，上漿紗表 面的漿膜表現脆性，如中國發明專利CN102604062A，CN102731757A，CN101967225A， 〇附83413認，〇附02912633厶，〇附01955581厶，〇附02161751厶，〇附0478865認等，這些硏^1'漿料 的熱水可乳化性雖然有利于上漿和退漿;但是他們的玻璃化溫度均在35~55°C的范圍內， 上漿紗表面的漿膜表現脆性，因而僅適合于滌綸長絲或者與變性淀粉混合用于滌棉混紡短 纖紗線的上漿。
[0004]而用于純棉或滌棉混紡紗時，WPET通常作為輔助漿料與淀粉或變性淀粉混合使 用，但是添加常規的WPET漿料并不能改善淀粉或變性淀粉漿膜的硬脆性，甚至可能加重淀 粉漿膜的硬脆性。其結果，漿膜的斷裂伸長率與紗線不匹配，在漿紗干燥和織造過程中漿膜 破裂，不能起到對紗線的保護作用，導致織造效率很低，并且產生大量落漿落物，污染車間 環境。
[0005] 發明專利CN104311808A"一種水分散性聚酯及其制備方法"，采用聚碳酸酯二醇參 與水性聚酯的共聚，雖然改善了水性聚酯漿料的耐疲勞性和對滌綸纖維的粘附性，但是聚 碳酸酯屬于硬結構單元，這種聚酯對淀粉漿膜的柔韌性沒有改善作用。
[0006] 發明專利CN102731757A"一種適用于紡織漿料用水溶性共聚酯的制備方法"，采用 脂肪族水性聚酯與親水乙烯基單體的接枝共聚物作為淀粉的粘合促進劑，改善了淀粉漿料 對滌綸纖維的粘附性;并且，為改善淀粉的硬脆性特意加入甘油、尿素等小分子淀粉增塑 劑，這一克服淀粉漿料硬脆性的措施表現了漿料技術領域的一大進步。然而，該方法采用親 水單體對聚酯接枝增加其水溶性，使其聚酯漿料的制備工藝冗長而復雜;而且外增塑小分 子容易自聚，使上漿的淀粉漿膜容易老化重新變脆。
[0007] 因此，紡織行業迫切需要一種對纖維有良好的粘附性，并能改善淀粉漿膜的柔韌 性的合成漿料，滿足與淀粉或變性淀粉配合上漿時，對滌棉混紡紗或純棉紗線耐磨、增強和 保伸的要求。
【發明內容】
[0008] 針對現有滌棉混紡紗或純棉紗線的漿紗需求，以及現有WPET漿料玻璃化溫度較高 難以改善淀粉漿膜硬脆性的不足，本發明提供一種聚酯乳液漿料(PET乳液)及其制備工藝， 適用于與淀粉或變性淀粉混合對滌棉混紡紗或純棉紗線上漿。本發明PET乳液對滌綸纖維 的粘附性由聚酯的對苯二甲酸乙二醇鏈節提供;其乳化能力由聚酯所含磺酸鹽和聚乙二醇 單元提供，保證乳液良好穩定性和熱水中良好的再分散性，不影響織物退漿;其柔軟性由聚 酯的脂肪族主鏈鏈節提供，使聚酯的玻璃化溫度低于室溫，其主鏈柔軟模式可使淀粉漿膜 柔韌，并且漿紗不粘連。
[0009] 本發明的技術方案如下：
[0010] -種玻璃化溫度低于室溫，對純棉和滌棉具有良好的粘附性的聚酯乳液漿料。
[0011] 其配方，以摩爾含量計，包括精對苯二甲酸、間苯二甲酸、間苯二甲酸-5-磺酸鈉、 脂肪族二羧酸、乙二醇和聚乙二醇PEG，二羧酸和二元醇的摩爾量之比1:1.2~1:1.4。
[0012] 其中精對苯二甲酸占二羧酸摩爾總量的55.5~65份；間苯二甲酸占二羧酸摩爾總 量的4.7~9.4份;間苯二甲酸-5-磺酸鈉占二羧酸摩爾總量的3.7~3.9份;脂肪族二羧酸占 二羧酸摩爾總量的25.5~31.5份;PEG組分占投料單體總重量的1.1~2.0 %。
[0013] 脂肪族二羧酸可以為1，6_己二酸或者1，8_辛二酸。
[0014] 聚乙二醇PEG的分子量為600~1000。
[0015]一種聚酯乳液漿料的制備方法，（1)將如前項所述的原料按配方中的比例加入反 應設備中，同時加入催化劑單丁基氧化錫和抗氧化劑1010,常溫混合攪拌均勻，反應體系溫 度升至240~245°C時保溫酯化4~6小時，得到共聚酯化物；（2)將反應體系降溫至220°C，在 絕對壓力l〇〇Pa真空度以下縮聚反應3~5小時，得到水性聚酯熔體；（3)將水性聚酯熔體倒 入45~50°C去離子水中不斷攪拌，得到乳液含固量20~30 %的水性聚酯漿料。
[0016]步驟（1)中單丁基氧化錫催化劑占總投料重量比的0.19~0.20%，抗氧化劑1010 占總投料重量的0.15~0.165%。
[0017] 步驟(3)中，WPET熔體攪拌倒入45-50°C的去離子水中時的攪拌速度1200-1440轉/ 分鐘，待WPET熔體加入完畢后，保溫70-80°C繼續攪拌30-40分鐘，攪拌速度800-1000轉/分 鐘，隨后降溫至50°C以下得WPET漿料。
[0018]如前所述的聚酯漿料在滌棉混紡紗或純棉紗線上漿中的應用。
[0019]在滌棉混紡紗或純棉紗線上漿時，與淀粉漿料配合使用。
[0020] 本發明PET乳液聚酯的分子結構可表示為A、B、C和D四個結構單元的無規共聚，如 表1所示：
[0021] 表1聚酯乳液漿料的鏈結構
[0023]與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0024]本發明的PET乳液聚酯玻璃化溫度-10~0°C遠遠低于現有技術的漿料，在紗線上 柔軟不發粘，且表現出比現有漿料更好的柔韌和彈性，粘附性好;與淀粉或變性淀粉混合可 用于滌棉混紡和純綿紗線上漿，能大大降低斷頭率，提高織機效率。
【具體實施方式】
[0025]以下通過實施例說明本發明，但本發明的保護范圍并不限于實施例。
[0026]實施例1:
[0027]本實施例中聚酯乳液漿料按以下方法在聚酯中試反應釜中制備：
[0028] (1)酯化:將精對苯二甲酸60 · 19mo1，間苯二甲酸4 · 82mo1，間苯二甲酸-5-磺酸鈉 3.73mol，1,6-己二酸27.37mol，乙二醇 136.95mol，PEG-6000.5kg，催化劑單丁基氧化錫 50g，和40g抗氧劑1010投入中試反應釜，攪拌混合均勻，通氮氣并緩慢升溫，控制回流冷凝 器頂溫不高于103°C，反應體系溫度升至240-245°C時保溫酯化4-6小時，待達到理論出水值 3.5kg( 192.22mol)且回流冷凝器頂溫不高于50°C，得到共聚酯化物。
[0029] (2)縮聚：反應體系降溫至220°C±5,關閉氮氣管，在絕對壓力lOOPa真空度以下縮 聚反應3-5小時，得到WPET熔體。
[0030] (3)乳化:取上述WPET熔體10kg，將WPET熔體倒入45-50°C去離子水中不斷攪拌，得 到WPET漿料。
[0031] 乳液實測含固量30.0%，pH6.5,粘度23.6Pa·S。乳液成膜后，用差式掃描量熱法 (DSC)測定玻璃化溫度-10.1°C。對纖維粘附性見表2;與變性淀粉混合后的漿紗性能結果見 表3〇
[0032] 實施例2:
[0033] (1)酯化:將精對苯二甲酸66 · 2lmo1，間苯二甲酸4 · 75mo1，間苯二甲酸-5-磺酸鈉 3 · 9mo1，1，8-辛二酸25 · 83mo1，乙二醇 136 · 95mo1，PEG-10000 · 3kg，催化劑單丁基氧化錫50g和40g抗氧劑1010投入中試反應釜，攪拌混合均勻，通氮氣并緩慢升溫，控制回流冷凝器頂 溫不高于l〇3°C，反應體系溫度升至240°C時保溫酯化4-6小時，待達到理論出水值3.6kg (201.18mol)且回流冷凝器頂溫不高于50°C，得到共聚酯化物。
[0034] (2)縮聚：反應體系降溫至220°C± 5，關閉氮氣管，在絕對壓力lOOPa真空度以下縮 聚反應3-5小時，得到WPET熔體。
[0035] (3)乳化:取上述WPET熔體10kg，以細流倒入快速攪拌的裝有去離子水30kg的攪拌 罐中，水溫50°C，攪拌速度1440轉/分鐘，待WPET熔體加入完畢后，保溫80°C繼續攪拌30分 鐘，攪拌速度800轉/分鐘，隨后降溫至50°C以下，過濾裝桶。
[0036] 乳液實測含固量25.2%，pH6.5,粘度8.5Pa·s。乳液成膜后，用差式掃描量熱法 (DSC)測定玻璃化溫度-9.6°C。對纖維粘附性見表2;與變性淀粉混合后的漿紗性能結果見 表3〇
[0037] 實施例3:<