专利名称：一种高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及纺织上浆浆料的助剂，具体说是一种高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂。
背景技术：
随着纺织业向高支、高密化的方向发展以及人们环保意识的不断增强，纺织业对浆料的上浆性能提出了更高的要求。节能、环保型、高性能浆料是浆纱浆料发展的总趋势。然而，目前国内乃至国外纺织浆纱所用浆料均以PVA为主。采用PVA上浆，纱线拉伸强度能明显增加，但分纱难，新增毛羽多，煮浆时间长，能耗大；特别是PVA对酸碱稳定，难以生物降解，其降解一般需20年以上，长期沉积对环境造成严重破坏。西欧发达国家已开始禁止含有PVA的坯布进口，我国也在1997年提出不用或少用PVA的发展方向。纳米技术的出现，为决解以上技术问题提供了契机。纳米材料由于粒径小，比表面大，表面残键丰富，具有极强的表面活性。利用纳米材料这些特性，对现有的纺织上浆浆料(主要是变性淀粉)进行改性，从而提高其综合上浆性能，对我国乃至世界的纺织业发展都具有深远的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种工艺简单、使用方便、可实现不用或少用PVA目的的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为该种高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂，它由占总重量1～50％的纳米材料、占总重量0.1～10％的分散剂及余量的水组成，其中，所述的分散剂为磷酸盐。
所述的纳米材料的较佳含量为占总重量的5～25％，所述的分散剂的较佳含量为占总重量的0.3～3％。在此含量范围内，有利于纳米材料的均匀分散，不易发生团聚现象，储存稳定性好，同时其合理的含量范围又适合于实际使用。
所述的纳米材料为SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2中至少一种。
所述的纳米材料为SiO2与SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2中两种或两种以上的复合物的混合物，或者为TiO2与SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2中两种或两种以上的复合物的混合物。
所述纳米材料的粒径为3～100nm，其颗粒形态不受限制。
所述纳米材料的粒径最好为10～70nm。
所述的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂中，当含有SiO2时，SiO2的总含量为占总重量的1～50％；当含有TiO2时，TiO2的总含量为占总重量的1～40％；当含有Al2O3时，Al2O3的总含量为占总重量的1～40％；当含有ZnO时，ZnO的总含量为占总重量的1～40％。
所述的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂其外观为乳白色浆状物，PH为7～9。
所述的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂在浆纱浆料中的添加量为0.1～20％所述的磷酸盐为六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、三偏磷酸钠或焦磷酸钠。
所述的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂，除在纺织上浆浆料中应用外，还可以在造纸、涂料、胶粘剂、面料后整理中应用。
与现有技术相比，本发明的优点在于1、对全棉纱线上浆可完全不用PVA，并且织造效率提高，浆料成本降低；2、对棉涤或涤棉纱线上浆，可1比10以上取代PVA，并且织造效率提高，浆料成本降低；3、有效成分以超微无机粒子为主，无毒、无味、无腐蚀性、不易燃，属环保型产品；4、多功能，在提高纱线强力的同时，还明显提高纱线的耐磨性、滑爽性，毛羽服帖，新增毛羽少，浆液不分层，粘度大幅下降并且稳定；5、适应范围广，可适应有梳、剑杆、喷气等各种类型织机；6、使用方便，基本不需要改变原有的上浆工艺。
以上所述的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂除在纺织上浆浆料中应用外，还可以在面料后整理、涂料、造纸以及胶粘剂中使用。在面料后整理中使用，可提高面料的抗紫外线性能、抗变色性以及亲水性；在涂料中使用，可提高涂料的耐老化性能；在造纸中使用，可提高纸张的强度和抗变色能力，以及解决纸浆的分层现象；在胶粘剂中使用，可提高粘结强度和抗老化性能。
具体实施例方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一将100ml浓度为40％(wt％，下同)的四氯化钛水溶液升温至60℃，滴加浓度为12％的氢氧化钾水溶液350ml，边滴加边搅拌，滴加完氢氧化钾后继续搅拌2小时，再滴加浓度为12％的氢氧化钾水溶液，调节PH值至7，陈化3小时。提取沉淀并洗涤，洗涤至无杂质，洗涤后得到的沉淀物加水和1克三偏磷酸钠，再利用高速搅拌器(5000r/min以上)强力搅拌0.5小时，将高速搅拌后的浆料在70℃下浓缩至浓度为20％(浆料中无机粒子的重量百分含量，下同)。
实施例二将100ml浓度为40％的四氯化钛水溶液升温至60℃，滴加浓度为12％的氢氧化钾水溶液350ml，边滴加边搅拌，滴加完氢氧化钾后继续搅拌2小时，再加入浓度为10％的氯化铝水溶液80ml，搅拌0.5小时后滴加浓度为12％的氢氧化钾水溶液，调节PH值至7，陈化3小时。提取沉淀并洗涤，洗涤至无杂质，洗涤后得到的沉淀物加水和2.5克多聚磷酸钠，再利用高速搅拌器(5000r/min以上)强力搅拌0.5小时，将高速搅拌后的浆料在70℃下浓缩至浓度为5％。
实施例三将100ml浓度为40％的四氯化钛水溶液升温至60℃，滴加浓度为12％的氢氧化钾水溶液350ml，边滴加边搅拌，滴加完氢氧化钾后继续搅拌2小时，再加入浓度为15％的氯化铝水溶液200ml，搅拌0.5小时后滴加浓度为12％的氢氧化钾水溶液，调节PH值至7，陈化3小时。提取沉淀并洗涤，洗涤至无杂质，洗涤后得到的沉淀物加水和2.5克多聚磷酸钠，再利用高速搅拌器(5000r/min以上)强力搅拌0.5小时，将高速搅拌后的浆料在70℃下浓缩至浓度为10％。
实施例四将200ml浓度为20％的四氯化钛水溶液升温至60℃，滴加浓度为15％的氨水溶液400ml，边滴加边搅拌，滴加完氨水溶液后继续搅拌1.5小时，再加入浓度为10％的硅酸钾水溶液50ml，搅拌0.5小时后滴加浓度为12％的氨水溶液，调节PH值至7，陈化2小时。提取沉淀并洗涤，洗涤至无杂质，洗涤后得到的沉淀物加水和3克六偏磷酸钠，再利用高速搅拌器(5000r/min以上)强力搅拌0.5小时，将高速搅拌后的浆料在70℃下浓缩至浓度为8％。
实施例五将150ml浓度为30％的四氯化钛水溶液升温至60℃，滴加浓度为15％的氢氧化钠水溶液300ml，边滴加边搅拌，滴加完氢氧化钠水溶液后继续搅拌1.5小时，再同时加入浓度为10％的硅酸钾水溶液50ml和浓度为12％的氯化钙30ml，搅拌0.5小时后滴加浓度为15％的氢氧化钠水溶液，调节PH值至7，陈化2小时。提取沉淀并洗涤，洗涤至无杂质，洗涤后得到的沉淀物加水和2.5克三偏磷酸钠，再利用高速搅拌器(5000r/min以上)强力搅拌15分钟，将高速搅拌后的浆料在70℃下浓缩至浓度为15％。
实施例六将150ml浓度为30％的四氯化钛水溶液升温至60℃，滴加浓度为15％的氨水溶液400ml，边滴加边搅拌，滴加完氨水溶液后继续搅拌2小时，再同时加入浓度为10％的氯化铝水溶液50ml和浓度为10％的氯化锆水溶液30ml，形成三氧化二铝与氧化锆的复合物，而整个粒子体系则为所述复合物与二氧化钛形成的混合物，使粒子的分散更为均匀(下述实施例中，同时加入两种或两种以上试剂的情形，其作用类似。)，搅拌0.5小时后滴加浓度为15％的氨水溶液，调节PH值至7，陈化2小时。提取沉淀并洗涤，洗涤至无杂质，洗涤后得到的沉淀物加水和2.5克六偏磷酸钠，再利用高速搅拌器(5000r/min以上)强力搅拌20分钟，将高速搅拌后的浆料在70℃下浓缩至浓度为18％。
实施例七将100ml浓度为40％的四氯化钛水溶液升温至60℃，滴加浓度为12％的氢氧化钾水溶液350ml，边滴加边搅拌，滴加完氢氧化钾水溶液后继续搅拌2小时，再加入浓度为10％的氯化锆水溶液100ml，搅拌0.5小时后滴加浓度为12％的氢氧化钾水溶液，调节PH值至7，陈化3小时。提取沉淀并洗涤，洗涤至无杂质，洗涤后得到的沉淀物加水和2克焦磷酸钠，再利用高速搅拌器(5000r/min以上)强力搅拌0.5小时，将高速搅拌后的浆料在70℃下浓缩至浓度为10％。
实施例八将200ml浓度为20％的四氯化钛水溶液升温至60℃，滴加浓度为12％的氨水溶液350ml，边滴加边搅拌，滴加完氨水溶液后继续搅拌1.5小时，再加入浓度为10％的氯化锌水溶液50ml，搅拌0.5小时后滴加浓度为14％的氨水溶液，调节PH值至7，陈化2小时。提取沉淀并洗涤，洗涤至无杂质，洗涤后得到的沉淀物加水和3克六偏磷酸钠，再利用高速搅拌器(5000转/分以上)强力搅拌0.5小时，将高速搅拌后的浆料在70℃下浓缩至浓度为15％。
实施例九将400ml浓度为12％的氯化氨水溶液升温至60℃，滴加浓度为25％的硅酸钾水溶液200ml，边滴加边搅拌，滴加完硅酸钾水溶液后继续搅拌1.5小时，再加入浓度为10％的氯化锌水溶液50ml，搅拌0.5小时后滴加浓度为10％的氢氧化钾水溶液，调节PH值至7，陈化2小时。提取沉淀并洗涤，洗涤至无杂质，洗涤后得到的沉淀物加水和4.5克六偏磷酸钠，再利用高速搅拌器(5000转/分以上)强力搅拌0.5小时，将高速搅拌后的浆料在70℃下浓缩至浓度为48％。
实施例十将200ml浓度为20％的四氯化钛水溶液升温至60℃，滴加浓度为12％的氨水溶液350ml，边滴加边搅拌，滴加完氨水溶液后继续搅拌1.5小时，再加入浓度为10％的氯化铝水溶液50ml，搅拌0.5小时后滴加浓度为14％的氨水溶液，调节PH值至7，陈化2小时。提取沉淀并洗涤，洗涤至无杂质，洗涤后得到的沉淀物加水和4.2克六偏磷酸钠，再利用高速搅拌器(5000转/分以上)强力搅拌0.5小时，将高速搅拌后的浆料在70℃下浓缩至浓度为45％。
实施例十一将200ml浓度为20％的四氯化钛水溶液升温至60℃，滴加浓度为12％的氨水溶液450ml，边滴加边搅拌，滴加完氨水溶液后继续搅拌1.5小时，再同时加入浓度为10％的氯化铝水溶液50ml、浓度为10％的氯化锆水溶液30ml及浓度为10％的氯化锌水溶液50ml，搅拌0.5小时后再加入浓度为10％的硅酸钾水溶液100ml，搅拌0.5小时后滴加浓度为14％的氨水溶液，调节PH值至7，陈化2小时。提取沉淀并洗涤，洗涤至无杂质，洗涤后得到的沉淀物加水和6克六偏磷酸钠，再利用高速搅拌器(5000转/分以上)强力搅拌0.5小时，将高速搅拌后的浆料在70℃下浓缩至浓度为25％。
实施例十二将200ml浓度为15％的硅酸钠水溶液升温至50℃，滴加浓度为10％的盐酸180ml，边滴加边搅拌，滴加完盐酸后继续搅拌1.5小时，提取沉淀并洗涤，洗涤至无杂质，洗涤后得到的沉淀物加380ml水，用高速搅拌器(5000转/分以上)强力搅拌0.5小时，将上述得到的浆料继续搅拌并升温至80℃，滴加760ml浓度为10％的氯化铝水溶液，待滴加完后再滴加680ml浓度为5％的氢氧化钠水溶液，提取沉淀并洗涤，洗涤至无杂质，洗涤后得到的沉淀物加水和3克六偏磷酸钠，再利用高速搅拌器(5000转/分以上)强力搅拌，搅拌后的浆料在70℃下浓缩至浓度为20％。
实施例十三将840ml浓度为10％的氯化锌水溶液和655ml浓度为20％的氯化铝水溶液混合物升温至60℃，再滴加浓度为10％的氢氧化钠水溶液2168ml，边滴加边搅拌，滴加完氢氧化钠水溶液后继续搅拌1小时，再滴加浓度为5％的盐酸，调节PH值至7，陈化1.5小时，提取沉淀并洗涤，洗涤至无杂质，将洗涤后得到的沉淀物加水和1克多聚磷酸钠，再利用高速搅拌器(5000转/分以上)强力搅拌，搅拌后的浆料在70℃下浓缩至浓度为25％。
上述纳米浆纱助剂，其单分散性好、使用效率高、有较长的储存期，其中的纳米材料粒径小、比表面大、极易渗透到纤维内部和均匀铺展于纤维表面，粒子表面富含有丰富的羟基及大量的不饱和残键，附着力好，对纤维具有很强的亲和力及显著的增强增韧效果，可提高纤维的耐磨性、致密度和强度。其在浆纱浆料中的用量一般为0.1～20％(wt％)，浆纱浆料中的其他组分一般主要有变性淀粉，此外还含有其他常规助剂及根据需要而添加的适量聚合浆料。
权利要求
1.一种高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂，它由占总重量1～50％的纳米材料、占总重量0.1～10％的分散剂及余量的水组成，其中，所述的分散剂为磷酸盐。
2.根据权利要求1所述的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂，其特征在于所述的纳米材料的较佳含量为占总重量的5～25％，所述的分散剂的较佳含量为占总重量的0.3～3％。
3.根据权利要求1所述的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂，其特征在于所述的纳米材料为SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2中至少一种。
4.根据权利要求1所述的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂，其特征在于所述的纳米材料为SiO2与SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2中两种或两种以上的复合物的混合物，或者为TiO2与SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2中两种或两种以上的复合物的混合物。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂，其特征在于所述纳米材料的粒径为3～100nm，最好为10～70nm，其颗粒形态不受限制。
6.根据权利要求3或4所述的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂，其特征在于当含有SiO2时，SiO2的总含量为占总重量的1～50％；当含有TiO2时，TiO2的总含量为占总重量的1～40％；当含有Al2O3时，Al2O3的总含量为占总重量的1～40％。
7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂，其特征在于其外观为乳白色浆状物，PH为7～9。
8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂，其特征在于其在浆纱浆料中的添加量为0.1～20％。
9.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂，其特征在于所述的磷酸盐为六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、三偏磷酸钠或焦磷酸钠。
10.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂，其特征在于其除在纺织上浆浆料中应用外，还可以在造纸、涂料、胶粘剂、面料后整理中应用。
全文摘要
本发明公开了一种高效、多功能、环保型纳米浆纱助剂，涉及纺织上浆浆料助剂技术领域。它由占总重量1～50％的超微无机粒子、占总重量0.1～10％的分散剂及余量的水组成，其中，所述的分散剂为磷酸盐。所述的超微无机粒子为SiO
文档编号D06M11/46GK1483889SQ0314208
公开日2004年3月24日 申请日期2003年8月6日 优先权日2003年8月6日
发明者莫克勤 申请人:宁波市科技园区科海盟新材料技术有限公司, 宁波市科技园区科海盟新材料技术有限