本发明属于沙发面料领域，具体涉及一种用马来酸酐-聚氨酯改性淀粉制备耐磨纺织浆料的方法。
背景技术
织造是纺织工业产业链中一个重要的环节，经纱的上浆又是织造前的一个极其关键的工序。合成高聚物聚乙烯醇因其高分子链侧基含有大量的羟基，具有优异的粘附性和很好的成膜性和柔性而广泛地应用于经纱上浆，但含有聚乙烯醇上浆的经纱织造成坯布后退浆，其废水中含有很不易生物降解的聚乙烯醇，从而严重的污染了环境。因此，绿色环保易生物降解的淀粉基纺织浆料的研究与开发就成为纺织浆料领域的前沿与热点。
淀粉来源广泛，价格低廉，易降解，环境适应性好，可再生，广泛用于纺织、
印染、造纸、日用化工、石油、食品、建材、水处理等众多国民经济领域。纺织
用浆料主要以变性淀粉浆料为主，经改性后的淀粉在保持原淀粉众多浆纱优点的基础上，被赋予更加优良的性质，上浆性能大幅度提高，如浆膜屈曲性、耐磨性、浆液黏附性等方面提高。目前淀粉基纺织浆料大多存在耐磨性不足、粘附力不够、浆膜的脆性较大等缺点，在中、高支纯棉纱线、涤棉混纺纱线和纯涤纱线等领域的应用仍受到了极大的限制。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种用马来酸酐-聚氨酯改性淀粉制备耐磨纺织浆料的方法，依照该方法制得的改性淀粉基纺织浆料和纱线具有良好的耐磨性能，可应用于沙发面料的生产。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用马来酸酐-聚氨酯改性淀粉制备耐磨纺织浆料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）干法制备马来酸酐改性淀粉：
将60-70份玉米淀粉与30-40份马来酸酐混合均匀，放入60-65℃恒温水浴中反应1-2h，加入5-10份无水碳酸钠，继续恒温水浴反应1-2h，冷却后，用无水碳酸钠调节ph为中性，得到马来酸酐改性淀粉；
（2）辐照淀粉接枝丙烯酸和醋酸乙烯酯单体：
将45-55份玉米淀粉在高能辐照源下辐照，然后溶于去离子水中，磁力搅拌充分混合，在94-96℃恒温水浴中搅拌糊化30-35min，加入1/2的氧化剂过硫酸铵溶液氧化分解淀粉，再降温至50-55℃，加入预处理单体和15-25份丙烯酸，缓慢滴加引发剂硝酸铈铵溶液，保持50-55℃恒温水浴1-2h后，加入引发剂氧化还原体系，搅拌1-2h，加入1-2份甘油和2-3份尿素，充分搅拌分散，缓慢滴加氢氧化钠溶液调节ph为5，用真空泵除去未反应的酯，得到接枝共聚物；
（3）聚氨酯改性淀粉的制备：
将53-54份玉米淀粉、16-17份水、4-5份水性聚氨酯预聚体、0.8-0.9份蓖麻油混合均匀，加入93-97℃密炼机中反应20-25min，制得聚氨酯改性淀粉；
（4）改性淀粉浆料的制备：
将(1)、(2)、(3)中所得改性淀粉放入45-50℃烘箱中干燥，再用粉碎机打碎成粉末，过80目筛，再将改性淀粉粉末和水混合，在94-96℃下磁力低速搅拌30-35min后，乳化成浆液，得到固含量为5-15%的乳液，在94-96℃条件下水浴搅拌乳液至无沉淀。
进一步的，步骤（2）中单体预处理：将15-20份乙酸乙烯酯与20-25份偶氮二异丁酸二甲酯充分混合，放入68-70℃水浴锅内搅拌10-15min得预处理单体。
进一步的，步骤（2）中辐照剂量为80kgy；氢氧化钠溶液的质量浓度为20-25%；硝酸铈铵溶液是指将0.12-0.13份硝酸铈铵配成质量浓度为5%的溶液；氧化还原体系是指将1.1-1.2份过硫酸铵配成质量浓度为10%的溶液、将1.1-1.2份亚硫酸氢钠配成质量浓度为5%的溶液、再将两者混合而成。
进一步的，步骤（3）中水性聚氨酯预聚体是指多元醇分子量600的聚氨酯，密炼机转速为100-200rpm。
进一步的，所述改性淀粉浆料的上浆条件及工艺：将改性淀粉浆料煮沸后，开动浆纱机进行初步预热，闷浆30-35min后，将浆料倒入全自动单纱浆纱机浆槽中，设定浆槽温度为80-83℃，采用双压双浸的上浆方式开始进行上浆；其中纱线为纯棉或涤棉，烘房温度为80-83℃，浆纱速度30-40m/min。
本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）用马来酸酐改性玉米淀粉，通过干法改性马来酸酐成功地接枝到了淀粉大分子上，马来酸酐改性淀粉浆料溶于水后所形成的浆膜均匀性、浆液均匀性及其稳定性好，在一定程度上改善了浆纱性能。
（2）采用高能辐照对玉米淀粉进行大分子链结构的剪切和修饰，再以硝酸铈铵溶液和过硫酸铵溶液-亚硫酸氢钠溶液组成的氧化还原体系为引发剂，对辐照淀粉接枝丙烯酸和醋酸乙烯酯单体，通过对淀粉辐照及铈盐的引发下，能显著提高丙烯酸和醋酸乙烯酯单体的接枝率和接枝效率；极性和柔性单体的引入可显著
提升淀粉接枝共聚物对纱条的粘附力及纱线的耐磨性性能，很大程度的提高了浆膜的拉伸断裂强度和断裂伸长率；辐照能够有效地提高淀粉的热稳定性，生物可降解性良好，环保性能较强。
（3）采用聚氨酯预聚体和玉米淀粉在密炼机中反应制备改性淀粉，改性后淀粉膜的韧性显著提高；改性淀粉乳液的粘度热稳定性也有很大提高，聚酯型聚氨改性后的淀粉对涤棉纱线有更好的粘附性，因为多元醇分子量低的聚氨酯改性淀粉中异氰酸根含量更高，则更多氨酯键的存在有利于提高疏水性的聚氨酯和亲水性的淀粉之间的相容性。
将马来酸酐改性淀粉、辐照接枝改性淀粉和聚氨酯改性淀粉复配制备改性淀粉浆料，是一种淀粉基绿色纺织浆料，采用双压双浸的上浆方式上浆，纱线具有良好的耐磨性能，可应用于沙发面料的生产。
具体实施方式
实施例1
一种用马来酸酐-聚氨酯改性淀粉制备耐磨纺织浆料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）干法制备马来酸酐改性淀粉：
将60份玉米淀粉与30份马来酸酐混合均匀，放入60-65℃恒温水浴中反应1h，加入5份无水碳酸钠，继续恒温水浴反应1h，冷却后，用无水碳酸钠调节ph为中性，得到马来酸酐改性淀粉；
（2）辐照淀粉接枝丙烯酸和醋酸乙烯酯单体：
将45份玉米淀粉在高能辐照源下辐照，然后溶于去离子水中，磁力搅拌充分混合，在94-96℃恒温水浴中搅拌糊化30min，加入1/2的氧化剂过硫酸铵溶液氧化分解淀粉，再降温至50-55℃，加入预处理单体和15份丙烯酸，缓慢滴加引发剂硝酸铈铵溶液，保持50-55℃恒温水浴1h后，加入引发剂氧化还原体系，搅拌1h，加入1份甘油和2份尿素，充分搅拌分散，缓慢滴加氢氧化钠溶液调节ph为5，用真空泵除去未反应的酯，得到接枝共聚物；
（3）聚氨酯改性淀粉的制备：
将53份玉米淀粉、16份水、4份水性聚氨酯预聚体、0.8份蓖麻油混合均匀，加入93-97℃密炼机中反应20min，制得聚氨酯改性淀粉；
（4）改性淀粉浆料的制备：
将(1)、(2)、(3)中所得改性淀粉放入45-50℃烘箱中干燥，再用粉碎机打碎成粉末，过80目筛，再将改性淀粉粉末和水混合，在94-96℃下磁力低速搅拌30min后，乳化成浆液，得到固含量为5%的乳液，在94-96℃条件下水浴搅拌乳液至无沉淀。
进一步的，步骤（2）中单体预处理：将15份乙酸乙烯酯与20份偶氮二异丁酸二甲酯充分混合，放入68-70℃水浴锅内搅拌10min得预处理单体。
进一步的，步骤（2）中辐照剂量为80kgy；氢氧化钠溶液的质量浓度为20%；硝酸铈铵溶液是指将0.12份硝酸铈铵配成质量浓度为5%的溶液；氧化还原体系是指将1.1份过硫酸铵配成质量浓度为10%的溶液、将1.1份亚硫酸氢钠配成质量浓度为5%的溶液、再将两者混合而成。
进一步的，步骤（3）中水性聚氨酯预聚体是指多元醇分子量600的聚氨酯，密炼机转速为100rpm。
进一步的，所述改性淀粉浆料的上浆条件及工艺：将改性淀粉浆料煮沸后，开动浆纱机进行初步预热，闷浆30min后，将浆料倒入全自动单纱浆纱机浆槽中，设定浆槽温度为80-83℃，采用双压双浸的上浆方式开始进行上浆；其中纱线为纯棉或涤棉，烘房温度为80-83℃，浆纱速度30m/min。
实施例2
一种用马来酸酐-聚氨酯改性淀粉制备耐磨纺织浆料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）干法制备马来酸酐改性淀粉：
将70份玉米淀粉与40份马来酸酐混合均匀，放入60-65℃恒温水浴中反应2h，加入10份无水碳酸钠，继续恒温水浴反应2h，冷却后，用无水碳酸钠调节ph为中性，得到马来酸酐改性淀粉；
（2）辐照淀粉接枝丙烯酸和醋酸乙烯酯单体：
将55份玉米淀粉在高能辐照源下辐照，然后溶于去离子水中，磁力搅拌充分混合，在94-96℃恒温水浴中搅拌糊化35min，加入1/2的氧化剂过硫酸铵溶液氧化分解淀粉，再降温至50-55℃，加入预处理单体和25份丙烯酸，缓慢滴加引发剂硝酸铈铵溶液，保持50-55℃恒温水浴2h后，加入引发剂氧化还原体系，搅拌2h，加入2份甘油和3份尿素，充分搅拌分散，缓慢滴加氢氧化钠溶液调节ph为5，用真空泵除去未反应的酯，得到接枝共聚物；
（3）聚氨酯改性淀粉的制备：
将54份玉米淀粉、17份水、5份水性聚氨酯预聚体、0.9份蓖麻油混合均匀，加入93-97℃密炼机中反应25min，制得聚氨酯改性淀粉；
（4）改性淀粉浆料的制备：
将(1)、(2)、(3)中所得改性淀粉放入45-50℃烘箱中干燥，再用粉碎机打碎成粉末，过80目筛，再将改性淀粉粉末和水混合，在94-96℃下磁力低速搅拌35min后，乳化成浆液，得到固含量为15%的乳液，在94-96℃条件下水浴搅拌乳液至无沉淀。
进一步的，步骤（2）中单体预处理：将20份乙酸乙烯酯与25份偶氮二异丁酸二甲酯充分混合，放入68-70℃水浴锅内搅拌15min得预处理单体。
进一步的，步骤（2）中辐照剂量为80kgy；氢氧化钠溶液的质量浓度为25%；硝酸铈铵溶液是指将0.13份硝酸铈铵配成质量浓度为5%的溶液；氧化还原体系是指将1.2份过硫酸铵配成质量浓度为10%的溶液、将1.2份亚硫酸氢钠配成质量浓度为5%的溶液、再将两者混合而成。
进一步的，步骤（3）中水性聚氨酯预聚体是指多元醇分子量600的聚氨酯，密炼机转速为200rpm。
进一步的，所述改性淀粉浆料的上浆条件及工艺：将改性淀粉浆料煮沸后，开动浆纱机进行初步预热，闷浆35min后，将浆料倒入全自动单纱浆纱机浆槽中，设定浆槽温度为80-83℃，采用双压双浸的上浆方式开始进行上浆；其中纱线为纯棉或涤棉，烘房温度为80-83℃，浆纱速度40m/min。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例1相比，在步骤（2）中未采用辐照接枝改性淀粉，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在步骤（3）中未用聚氨酯对淀粉进行改性，除此外的方法步骤均相同。
对照组
申请号为：2017112265613公开的一种耐磨改性淀粉材料及其制备方法。
为了对比本发明制得的改性淀粉浆料的耐磨性能，对上述实施例1、实施例2、对比实施例1、对比实施例2制备的改性淀粉浆料，以及对照组的改性淀粉材料，按照行业标准进行试验（耐磨性能测试），结果记录如下：
表1
注：“+”越多，说明性能越好。
由上表1可以看出，在对比实施例1中未对淀粉进行辐照接枝改性，在对比实施例2中未对淀粉进行聚氨酯改性，结果所得淀粉浆料的磨损性能和加工性能变差；按本发明方法制备的改性淀粉浆料具有很强耐磨损性能和韧性，可应用于沙发面料的生产，极具推广使用价值和市场竞争力。