本发明涉及一种具备快速渗透性能的纺织浆料及其制备方法。
背景技术：
疏水性纤维特别是超细涤纶纤维、超细锦纶纤维在纺丝或拉抻加工时需要用较多的纺丝油剂，这些油剂均匀的包覆在纤维表面形成一层油剂薄膜，可以保证纤维的可纺性、拉抻性及后加工性能。但这些油剂在上浆时构成了纤维表面的杂质，影响浆料对纤维的润湿、吸附及均匀扩散，从而影响浆料对纤维的粘接力。
现有技术中，申请公布号为cn103147296a的中国专利公开了一种了一种纺织浆料，由以下质量份数的组分组成：5-8份聚丙烯酸酯、8-12份丙烯酸、30-40份淀粉、0.8-1.2份硅酸钠、40-60份水。其在一定程度上改善了淀粉浆流动性差、上浆困难的问题。但其流动性和渗透性，任然难以满足高速上浆的需求，尤其不适用于超细化纤的高速上浆。
在超细化纤的高速上浆（400米/分）工艺中，浆液很难在极短时间内渗透到纤维内部，容易形成表面上浆，纤维之间就缺少良好的粘结。浆料容易从纤维上脱落，使单纤维之间的抱合率降低。在喷水织机高速织造（700米/分）时，特别是超细高密织物，容易毛丝，断头，影响织造效率。因此我们需要一种能够适应超细化纤高速上浆的、具备快速渗透性能的纺织浆料。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种具备快速渗透性能的纺织浆料，其具有流动性好、渗透性佳、能够适应超细化纤高速上浆的优势。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种具备快速渗透性能的纺织浆料，包括按重量份计的如下组分：
丙烯酸1.0~3.0份
甲基丙烯酸7.0~14.0份
丙烯酸甲酯25.0~35.0份
丙烯酸丁酯24.0~32.0份
甲基丙烯酸甲酯18.0~27.0份
苯乙烯6.0~10.0份
分子量调节剂0.10~0.30份
反应性乳化剂2.0~3.0份
引发剂0.8~1.2份
氨水10.0~15.0份
渗透剂3.0~4.0份
助表面活性剂10.0~20.0份
消泡剂1.0~2.0份
去离子水442.0~476.0份。
通过采用上述技术方案，渗透剂分子中具有亲水亲油基团，能在浆液的表面定向排列，使表面张力下降。助表面活性剂能够改善表面活性剂的表面活性和亲水亲油平衡性，调整水和油的极性。渗透剂和助表面活性剂的复合使用能够起到协同作用，极大增加了纺织浆料的渗透性能，能够满足超细化纤的高速上浆需求，进而解决了超细高密织物喷水织机织造效率低的问题。
进一步地，所述助表面活性剂为分子通式为cnh2n+1oh、n=2~9的醇中的一种或者多种。
通过采用上述技术方案，c2~c9的醇，均为水溶性醇，与渗透剂复配时，对纺织浆料的渗透性能改善效果显著。
进一步地，所述助表面活性剂为分子通式为cnh2n+1oh、n=4~6的醇中的一种或者多种。
通过采用上述技术方案，乙醇和丙醇可以与水任意比例互溶，其对油性物质的亲和性差，因而对适用于化纤上浆的纺织浆料的渗透性能、以及浆料对纤维的粘结力的提高程度有限。醇分子中碳原子含量越高，醇的性能越接近烃，对化纤的亲和性越好，同时碳原子数越多水溶性越差，不利于纺织浆料扩散性能的提升，也不利于制备浆料过程中物料搅拌均匀。因而以c4~c6的醇作为助表面活性剂，不仅有良好的水溶性，使得浆料有良好的扩散性，又能提高浆料在化纤表面的润湿性、亲和性。
进一步地，所述助表面活性剂为正丁醇或异丁醇。
通过采用上述技术方案，c4醇价格相对适宜，利于控制生产成本，c4醇具有足够的水溶性，也能够提高对化纤的亲和力。采用正丁醇或者异丁醇作为助表面活性剂与渗透剂复配使用，对纺织浆料扩散性、渗透性的改善效果极佳。
进一步地，所述分子量调节剂为十二烷基硫醇或者2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯。
通过采用上述技术方案，十二烷基硫醇为常见的聚丙烯酸类聚合物合成用分子量调节剂，对聚合度的控制效果好；2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯为环保型的分子量调节剂，没有臭味，使用更为方便。十二烷基硫醇和2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯的沸点均高于聚丙烯酸酯类纺织浆料的合成温度，能够满足使用要求。
进一步地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或者过硫酸钾。
通过采用上述技术方案，过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾均为水溶性过硫酸盐，适用于乳液或者水溶液聚合反应体系。较之氧化还原引发剂适用于低温环境下引发聚合反应、偶氮类引发剂活性低、有机有机过氧化物引发剂水溶性差的问题，过硫酸铵、过硫酸钠或者过硫酸钾作为聚丙烯酸酯类纺织浆料聚合反应过程中的引发剂更为合适。
进一步地，所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
通过采用上述技术方案，有机硅消泡剂性能稳定，消泡性能佳，能有效消除聚合过程中因搅拌造成的气泡。脂肪醇聚氧乙烯醚是一种非离子型表面活性剂，分子中的醚键不易被酸、碱破坏，稳定性较高，水溶性较好，耐电解质，易于生物降解，泡沫小，能与其他表面活性剂复配使用。
本发明的另一目的是提供一种制备具有快速渗透性能的纺织浆料的方法，采用该种方法制备的纺织浆料具有流动性好、能够快速渗透、适用于超细化纤高速上浆的优势。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种制备上述具备快速渗透性能的纺织浆料的方法，其包括如下步骤：
步骤一、室温下将去离子水加入到反应容器中，边搅拌边加入反应性乳化剂，加热升温至90~92℃，保温；
步骤二、将丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、分子量调节剂加入混合容器中，搅拌均匀得到混合物备用；
步骤三、称取引发剂配制成引发剂水溶液，先将部分引发剂水溶液加入到步骤一中的反应容器中，然后开始滴加剩余部分引发剂水溶液和步骤二中所得混合物，滴加时间100~130min，滴加结束后保持90~92℃继续反应100~130min；
步骤四、保温结束后降温至68~70℃，用氨水调节反应容器中混合物的ph至7.0~8.0；
步骤五、降温至35~55℃，加入渗透剂、助表面活性剂、消泡剂，搅拌均匀，过滤出料，得到成品。
通过采用上述技术方案，制备的纺织浆料润湿、吸附及均匀扩散性好，能够快速渗透，形成的浆膜层对化纤的粘附力强，能够适应超细化纤的高速上浆需求。
进一步地，步骤三中引发剂水溶液分两次投料，每次投料量均为总量的1/2。
通过采用上述技术方案，能够控制反应体系中聚合单体的聚合反应速度，避免反应过慢造成反应时间过长或者反应过块影响反应的完成度。
进一步地，步骤三中滴加时间为110~120min。
通过采用上述技术方案，控制滴加时间同样能够起到控制反应速度的作用，使得反应体系能够以最佳的反应速率进行聚合反应。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、选用c2~c9醇作为助表面活性剂与渗透剂复配，两者协同作用，能够提升渗透剂的性能，改善浆料的流动性、提升浆料的渗透性，使之能够适应超细化纤的高速上浆需求；
2、作为优选，c4~c6醇的水溶性好，同时对油性物质具有较高的亲和性，选用c4~c6醇作为助表面活性剂与渗透剂协同使用，对纺织浆料渗透性能的改善最为显著，使得纺织浆料具备高速渗透性能，解决了超细高密织物喷水织机制造效率低的问题，其中以c4醇（正丁醇或者异丁醇）对纺织浆料渗透性能的改善效果最佳。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1-5
一种具备快速渗透性能的纺织浆料，包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、十二烷基硫醇、反应性乳化剂、过硫酸铵、氨水、有机硅消泡剂、渗透剂jfc、正丁醇和去离子水，按重量份计各实施例中组分含量如下表所示：
实施例1-5中，作为分子量调节剂的十二烷基硫醇也可以用2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯代替；过硫酸铵为引发剂，也可以选用其他无机过氧化物，如：过硫酸钠、过硫酸钾作为引发剂；助表面活性剂除选用正丁醇外，也可以选用异丁醇等其他分子通式为cnh2n+1oh、n=2~9的醇中的一种或者多种，其中以分子通式为cnh2n+1oh、n=4~6的醇效果更佳。
实施例6
一种制备实施例1所述纺织浆料的方法，包括如下步骤：
步骤一、室温下将去400份离子水加入到带有搅拌器、加热器、温度计和回流冷凝管的反应容器中，启动搅拌器开始搅拌，边搅拌边加入3份反应性乳化剂，加热升温至90~92℃，保温；
步骤二、将3份丙烯酸、7份甲基丙烯酸、30份丙烯酸甲酯、27份丙烯酸丁酯、27份甲基丙烯酸甲酯、6份苯乙烯、0.1份十二烷基硫醇加入混合容器中，搅拌均匀得到混合物备用；
步骤三、称取0.8份过硫酸铵加入42份去离子水配制成过硫酸铵水溶液，先将1/2的过硫酸铵水溶液加入到步骤一中的反应容器中，然后开始滴加剩余1/2的过硫酸铵水溶液和步骤二中所得混合物，控制滴加时间为100min，滴加结束后保持90~92℃继续反应100min；
步骤四、保温结束后降温至68~70℃，用10份氨水调节反应容器中混合物的ph至7.0~8.0；
步骤五、待反应容器中的混合物降温至35~55℃时，加入3份渗透剂jfc（主要成分为脂肪醇聚氧乙烯醚）、10份正丁醇、2份有机硅消泡剂，搅拌均匀后过滤出料，得到实施例1中具备快速渗透性能的纺织浆料。
实施例7
一种制备实施例2所述纺织浆料的方法，包括如下步骤：
步骤一、室温下将去400份离子水加入到带有搅拌器、加热器、温度计和回流冷凝管的反应容器中，启动搅拌器开始搅拌，边搅拌边加入2份反应性乳化剂，加热升温至90~92℃，保温；
步骤二、将1份丙烯酸、14份甲基丙烯酸、25份丙烯酸甲酯、32份丙烯酸丁酯、18份甲基丙烯酸甲酯、10份苯乙烯、0.3份十二烷基硫醇加入混合容器中，搅拌均匀得到混合物备用；
步骤三、称取1.2份过硫酸铵加入58份去离子水配制成过硫酸铵水溶液，先将1/2的过硫酸铵水溶液加入到步骤一中的反应容器中，然后开始滴加剩余1/2的过硫酸铵水溶液和步骤二中所得混合物，控制滴加时间为120min，滴加结束后保持90~92℃继续反应120min；
步骤四、保温结束后降温至68~70℃，用10份氨水调节反应容器中混合物的ph至7.0~8.0；
步骤五、待反应容器中的混合物降温至35~55℃时，加入4份渗透剂jfc（主要成分为脂肪醇聚氧乙烯醚）、20份正丁醇、1份有机硅消泡剂，搅拌均匀后过滤出料，得到实施例2中具备快速渗透性能的纺织浆料。
实施例8
一种制备实施例3所述纺织浆料的方法，包括如下步骤：
步骤一、室温下将去420份离子水加入到带有搅拌器、加热器、温度计和回流冷凝管的反应容器中，启动搅拌器开始搅拌，边搅拌边加入2.5份反应性乳化剂，加热升温至90~92℃，保温；
步骤二、将2份丙烯酸、10份甲基丙烯酸、35份丙烯酸甲酯、24份丙烯酸丁酯、21份甲基丙烯酸甲酯、8份苯乙烯、0.2份十二烷基硫醇加入混合容器中，搅拌均匀得到混合物备用；
步骤三、称取1.0份过硫酸铵加入56份去离子水配制成过硫酸铵水溶液，先将1/2的过硫酸铵水溶液加入到步骤一中的反应容器中，然后开始滴加剩余1/2的过硫酸铵水溶液和步骤二中所得混合物，控制滴加时间为130min，滴加结束后保持90~92℃继续反应130min；
步骤四、保温结束后降温至68~70℃，用10份氨水调节反应容器中混合物的ph至7.0~8.0；
步骤五、待反应容器中的混合物降温至35~55℃时，加入3.5份渗透剂jfc（主要成分为脂肪醇聚氧乙烯醚）、15份正丁醇、1.5份有机硅消泡剂，搅拌均匀后过滤出料，得到实施例3中具备快速渗透性能的纺织浆料。
实施例9
一种制备实施例4所述纺织浆料的方法，包括如下步骤：
步骤一、室温下将去400份离子水加入到带有搅拌器、加热器、温度计和回流冷凝管的反应容器中，启动搅拌器开始搅拌，边搅拌边加入2.5份反应性乳化剂，加热升温至90~92℃，保温；
步骤二、将2份丙烯酸、10份甲基丙烯酸、30份丙烯酸甲酯、27份丙烯酸丁酯、21份甲基丙烯酸甲酯、8份苯乙烯、0.2份十二烷基硫醇加入混合容器中，搅拌均匀得到混合物备用；
步骤三、称取1.0份过硫酸铵加入58份去离子水配制成过硫酸铵水溶液，先将1/2的过硫酸铵水溶液加入到步骤一中的反应容器中，然后开始滴加剩余1/2的过硫酸铵水溶液和步骤二中所得混合物，控制滴加时间为120min，滴加结束后保持90~92℃继续反应120min；
步骤四、保温结束后降温至68~70℃，用10份氨水调节反应容器中混合物的ph至7.0~8.0；
步骤五、待反应容器中的混合物降温至35~55℃时，加入3份渗透剂jfc（主要成分为脂肪醇聚氧乙烯醚）、20份正丁醇、1.5份有机硅消泡剂，搅拌均匀后过滤出料，得到实施例4中具备快速渗透性能的纺织浆料。
实施例10
一种制备实施例5所述纺织浆料的方法，包括如下步骤：
步骤一、室温下将去400份离子水加入到带有搅拌器、加热器、温度计和回流冷凝管的反应容器中，启动搅拌器开始搅拌，边搅拌边加入2.5份反应性乳化剂，加热升温至90~92℃，保温；
步骤二、将2份丙烯酸、10份甲基丙烯酸、30份丙烯酸甲酯、27份丙烯酸丁酯、21份甲基丙烯酸甲酯、8份苯乙烯、0.2份十二烷基硫醇加入混合容器中，搅拌均匀得到混合物备用；
步骤三、称取1.0份过硫酸铵加入58份去离子水配制成过硫酸铵水溶液，先将1/2的过硫酸铵水溶液加入到步骤一中的反应容器中，然后开始滴加剩余1/2的过硫酸铵水溶液和步骤二中所得混合物，控制滴加时间为110min，滴加结束后保持90~92℃继续反应110min；
步骤四、保温结束后降温至68~70℃，用10份氨水调节反应容器中混合物的ph至7.0~8.0；
步骤五、待反应容器中的混合物降温至35~55℃时，加入4份渗透剂jfc（主要成分为脂肪醇聚氧乙烯醚）、10份正丁醇、1.5份有机硅消泡剂，搅拌均匀后过滤出料，得到实施例5中具备快速渗透性能的纺织浆料。
实施例6-10中，作为分子量调节剂的十二烷基硫醇也可以用2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯代替；过硫酸铵为引发剂，也可以选用其他无机过氧化物，如：过硫酸钠、过硫酸钾作为引发剂；助表面活性剂除选用正丁醇外，也可以选用异丁醇等其他分子通式为cnh2n+1oh、n=2~9的醇中的一种或者多种，其中以分子通式为cnh2n+1oh、n=4~6的醇效果更佳。
浆料渗透性测定
采用帆布片润湿法测定浆料的渗透力，浆料润湿帆布片的时间越短，则渗透力越强。
试验用帆布规格：21s/3+4、密度70/26、平纹细帆布（未精炼）。帆布圈直径为35mm，使用前要压平并清除表面不屑。
试验方法：精确秤取浆料500克放入1000ml玻璃烧杯中，用去离子水稀释到1000ml，搅拌均匀，在玻璃烧杯盖上玻璃表面皿，放入水浴锅内，加热到39~40℃，保持恒温。用夹子夹住一帆布圈，轻轻放入烧杯中，开始计时。分别测定帆布圈开始下沉时的时间t1，以及帆布圈开始下沉至下沉至烧杯底部的时间t2，重复5次取其平均值作为测试结果。
以不含渗透剂，乙醇掺量分别为5%、10%的市场上常用的丙烯酸酯类浆料作为对比样1-2；以不含渗透剂，丁醇掺量分别为2.5%、3%、4%、4.5%、5%的丙烯酸酯类浆料作为对比样3-7；以不含助表面活性剂，含有0.2%的渗透剂jfc-2（海石化）和0.2%渗透剂r803a（海石化）的丙烯酸酯类浆料作为对比样8-9；分别以实施例1-5（或者实施例6-10）的具备快速渗透性能的纺织浆料作为试验样1-5。采用上述试验方法，进行渗透性能的测定，测试结果如下表所示：
由上表数据可知，单纯使用渗透剂，对纺织浆料的润湿、渗透性能的改善有限；在不掺加渗透剂的情况下，掺加乙醇对浆料的渗透性能的改善无明显效果，掺加丁醇一定程度上能够改善浆料的润湿性能，但是只有在丁醇掺量达到一定程度（≥4.5%）才能有明显效果；而由试验样1-5的测试结果可知，采用渗透剂和丁醇配合使用，能够明显改善浆料的润湿、渗透性能，且对浆料润湿、渗透性能的改善效果显著。其中以实施例4的效果最为显著，润湿时间t1被缩短至不足单独使用渗透剂r803a时的1/18,帆布圈的下沉时间t2被缩短至接近单独使用渗透剂r803a时的1/6。即本发明的纺织浆料或者采用发明方法制备的纺织浆料，配方中采用助表面活性剂和渗透剂复配使用大幅提高了浆料的润湿、渗透性能，在制造过程中这一作用能够提高上浆效率，能够适应超细化纤的高速上浆需求，且相较于现有技术中单纯使用乙醇或者渗透剂，对浆料的润湿、渗透性能的改善更为显著。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。