本发明属于色母粒
技术领域：
，具体涉及一种亲水易去污的聚酯母粒及其制备方法。
背景技术：
：聚酯(pet)纤维的纺织品深受消费者喜爱，但因聚酯大分子内极性基团较少，结晶区域完善，在标准环境下的回潮率仅为0.4％。因此，与天然纤维相比，聚酯纤维所得纺织品具有透气性差、吸湿性差，抗静电性差、不易去污等缺点，影响其穿着舒适性。通过在普通聚酯中添加高吸湿性材料进行共混纺丝，能够提高聚酯纤维的吸湿性，因此亲水母粒应运而生。亲水母粒是一种高吸水性树脂与聚丙烯等树脂及其它亲水材料进行相容改性而成的母粒，其特点为亲水性能优异、永久性亲水、安全无毒，且具有良好的分散性能。使用该母粒生产的亲水无纺布是一种替代后整理亲水无纺布理想产品，并且具有永久性亲水特点。亲水母粒中，高吸水性树脂是赋予该母粒亲水性能的主要材料。高吸水性树脂在分子结构上具有大量的亲水性化学基团，而这些基团的亲水性很大程度上影响着高吸水性树脂的吸水保水性能，如何有效获得这些化学基团在高吸水性树脂化学结构上的组织结构，充分发挥各化学基团所在亲水点的效能，已经成为现在对高吸水性树脂研究的重点。其中，通过在疏水性(或亲水性差的)聚合物上接枝亲水性单体获得的高吸水性树脂是当前的研究热点之一，如淀粉接枝丙烯酸盐、淀粉接枝丙烯酰胺、纤维素接枝丙烯酸盐、淀粉-丙烯酸-丙烯酰胺接枝共聚物等。如申请号为cn201610735241.x的中国发明专利申请公开了一种淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺的三元共聚物树脂的合成方法，该方法制备的淀粉-丙烯酸-丙烯酰胺接枝共聚物吸收去离子水的倍率可达到930g/g，具有优良的吸水保水性能。正如前文所述，目前人们对亲水母粒的改进主要集中在如何提高其亲水性能，但仅提高亲水母粒的亲水性还不能使纺成的聚酯纤维具有优良的易去污性能。技术实现要素：本申请的发明目的是提供一种亲水易去污的聚酯母粒及其制备方法。为实现上述发明目的，本申请的技术方案如下：一种亲水易去污的聚酯母粒，按质量份数计，原料组成包括90-96份载体树脂和4-10份高吸水性树脂，所述的高吸水性树脂为淀粉-丙烯酸-丙烯酰胺-氟化丙烯酸酯接枝共聚物。本申请中使用的高吸水性树脂中不仅接枝亲水性的丙烯酸和丙烯酰胺，还接枝有拒油性的氟化丙烯酸酯。从而赋予高吸水性树脂“亲水+拒油”双重功能，能够获得亲水易去污的聚酯母粒。在该高吸水性树脂中，丙烯酸和丙烯酰胺不仅与淀粉交联，而且丙烯酸和丙烯酰胺之间会聚合，形成具有优良吸水保水性能的三维空间网络；而氟化丙烯酸酯接枝到淀粉上后，并不与其他单体交联，而且，由于氟化丙烯酸酯的碳链长度较丙烯酸和丙烯酰胺长，因此接枝后，在干性状态下，氟化丙烯酸酯的氟碳基能在淀粉表面定向排列，形成低表面张力而产生拒油性，而在湿性状态下，氟碳基不再定向排列，使得丙烯酸和丙烯酰胺交联形成的三维空间网络结构暴露，使之亲水化，产生去污和防止再次被沾污的作用。在上述的亲水易去污的聚酯母粒中，所述的氟化丙烯酸酯的化学式为cf3(cf2)n(ch2)mooc-c(r1)＝ch2，其中，r1为h或-ch3，8≥n≥1，m≥1。作为优选，所述的氟化丙烯酸酯的化学式为c4f9ch2ch2oocchch2。在上述的亲水易去污的聚酯母粒中，所述的高吸水性树脂的制备方法包括以下步骤：(1)在反应容器中加入占总单体质量(即丙烯酸、丙烯酰胺和氟化丙烯酸酯的质量和)3％的淀粉和25-30ml水，加热，使淀粉糊化，获得糊化淀粉溶液；(2)待糊化淀粉溶液降温至40-50℃时，在氮气保护下加入引发剂；(3)用碱液中和丙烯酸至摩尔中和度为65-70％，获得丙烯酸中和液；(4)在相转移催化剂的存在下，将丙烯酸中和液、丙烯酰胺和氟化丙烯酸酯以摩尔比10:3:(0.1-1)混合后滴加到糊化淀粉溶液中，同时向糊化淀粉溶液中加入交联剂，于60℃下搅拌反应3h；(5)充分反应后，将反应产物用无水乙醇沉淀，用丙酮对沉淀进行洗涤后抽滤，获得固体聚合物；(6)将所述的固定聚合物干燥后，研磨成粉末，获得所述的高吸水性树脂。在上述的亲水易去污的聚酯母粒中，步骤(2)中，所述的引发剂为过硫酸铵-亚硫酸钠引发体系，所述的引发剂与总单体的摩尔比为(2-5)：1000。引发剂用量过大，会导致交联过快，体系黏度突增，造成产物喷涌。在上述的亲水易去污的聚酯母粒中，步骤(4)中，所述的相转移催化剂为四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵或l-脯氨酸，所述的相转移催化剂与总单体的摩尔比为(2.5-3.5)：1000。由于氟化丙烯酸酯具有拒水性，难以溶液水相中与淀粉发生交联，因此需要在反应体系中加入相转移催化剂，辅助氟化丙烯酸酯或淀粉发生相转移，促使氟化丙烯酸酯与淀粉交联。在上述的亲水易去污的聚酯母粒中，步骤(4)中，所述的交联剂为n，n’-亚甲基双丙烯酰胺，所述的交联剂与总单体的摩尔比为(0.3-0.45)：1000。适宜的交联剂能够确保交联适当，使交联形成的三维空间网络中容纳水的空间尽可能地达到最大，交联剂过多或过少都会影响交联形成的三维空间网络的吸水保水性能。本申请还提供了一种用于亲水易去污聚酯母粒的高吸水性树脂，该高吸水性树脂为淀粉-丙烯酸-丙烯酰胺-氟化丙烯酸酯接枝共聚物。本申请还提供了所述的亲水易去污的聚酯母粒的制备方法，该制备方法包括：将载体树脂与高吸水性树脂在高速混合机中混合后经双螺杆挤出造粒，双螺杆挤出温度为240-273℃。本申请还提供了所述的亲水易去污的聚酯母粒在制备亲水易去污聚酯纤维中的应用。在该应用中，将亲水易去污的聚酯母粒2-6份与常规聚酯94-98份在高速混合机中共混，经真空转鼓烘箱干燥后在单螺杆纺丝机上进行共混熔融纺丝，纺丝温度270-288℃，由此获得的聚酯纤维具有优异的亲水易去污性能。与现有技术相比，本发明的有益效果为：本申请中使用的高吸水性树脂中不仅接枝亲水性的丙烯酸和丙烯酰胺，还接枝有拒油性的氟化丙烯酸酯。在该高吸水性树脂中，丙烯酸和丙烯酰胺不仅与淀粉交联，而且丙烯酸和丙烯酰胺之间会聚合，形成具有优良吸水保水性能的三维空间网络；而氟化丙烯酸酯接枝到淀粉上后，并不与其他单体交联，而且，由于氟化丙烯酸酯的碳链长度较丙烯酸和丙烯酰胺长，因此接枝后，在干性状态下，氟化丙烯酸酯的氟碳基能在淀粉表面定向排列，形成低表面张力而产生拒油性，而在湿性状态下，氟碳基不再定向排列，使得丙烯酸和丙烯酰胺交联形成的三维空间网络结构暴露，使之亲水化，产生去污和防止再次被沾污的作用；从而赋予高吸水性树脂“亲水+拒油”双重功能，能够获得亲水易去污的聚酯母粒。具体实施方式下面列举具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。实施例1本实施例一种高吸水性树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)在反应容器中加入占总单体质量(即丙烯酸、丙烯酰胺和氟化丙烯酸酯的质量和)5％的淀粉和30ml水，加热至80℃，使淀粉糊化，获得糊化淀粉溶液；(2)待糊化淀粉溶液降温至40-50℃时，在氮气保护下加入过硫酸铵-亚硫酸钠引发体系，该过硫酸铵-亚硫酸钠引发体系(过硫酸铵和亚硫酸钠的浓度均为0.05mol/l)与总单体的摩尔比为3：1000；(3)用氢氧化钠溶液中和丙烯酸至摩尔中和度为70％，获得丙烯酸中和液；(4)将丙烯酸中和液、丙烯酰胺和氟化丙烯酸酯以摩尔比10:3:0.6混合后滴加到糊化淀粉溶液中，同时向糊化淀粉溶液中加入四丁基溴化铵(相转移催化剂，该相转移催化剂与总单体的摩尔比为2.5：1000)、浓度为0.1mol/l的n，n’-亚甲基双丙烯酰胺(交联剂，该交联剂与总单体的摩尔比为0.3：1000)；于60℃下搅拌反应直至充分反应(反应进程大约3h)；(5)充分反应后，将反应产物用无水乙醇沉淀，用丙酮对沉淀进行洗涤后抽滤，获得固体聚合物；(6)将固定聚合物置于烘箱中烘干，研磨或剪碎后，继续烘干，最后研磨成粉末，获得本实施例的高吸水性树脂。以申请号为cn201610735241.x的中国发明专利申请公开的淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺的三元共聚物树脂为参照，采用过滤法测定本实施例的高吸水性树脂的吸水率：称量m1g树脂，放入烧杯中，加入大量去离子水后，将烧杯置于30℃恒温水浴锅中，使树脂充分吸水达饱和状态后用100目过滤网过滤，称重得m2g；将充分吸水的树脂置于室温下5天后，再次称重得m3g，根据下式计算树脂的吸水率a(g/g)：a1＝(m2-m1)/m1；a2＝(m3-m1)/m1；重复试验三次，计算吸水率平均值(见表1)。表1树脂a1a2201610735241.x917g/g914g/g本实施例910g/g909g/g由表1可见，在充分吸水时，本实施例的高吸水性树脂与参照树脂的吸收去离子水倍率相当，表明接枝拒水拒油的氟化丙烯酸酯对高吸水性树脂的吸水性能没有太大影响。但在放置5天后，参照树脂表现出较大的水分流失，而本实施例的高吸水性树脂的几乎没有水分流失，表明接枝氟化丙烯酸酯能够提高高吸水性树脂的保水性能。实施例2本实施例一种亲水易去污的聚酯母粒，按质量份数计，原料包括94份pet树脂和6份实施例1制备的高吸水性树脂。制备时，先采用真空烘箱，分别对pet树脂和高吸水性树脂进行干燥，干燥条件为：135℃下干燥10h；然后将干燥后的载体树脂与高吸水性树脂按照预设的质量份数在高速混合机中混合后经双螺杆挤出造粒，双螺杆挤出温度为240-273℃。同样地，以申请号为cn201610735241.x的中国发明专利申请公开的淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺的三元共聚物树脂为参照，利用该三元共聚物树脂6份与pet树脂94份制成聚酯母粒。对亲水易去污的聚酯母粒和参照聚酯母粒的油水接触角进行测试：分别采用体积为0.8微升的去离子水滴和正十六烷油滴，在25℃下测试样品的静态水油接触角，重复三次，求平均值(结果如表2)。表2母粒水接触角(/°)油接触角(/°)参照聚酯母粒56.887.4亲水易去污的聚酯母粒58.1112.3由表2可见，亲水易去污的聚酯母粒的水接触角与参照聚酯母粒相当，但油接触角却远远大于参照聚酯母粒，表明本申请的亲水易去污的聚酯母粒不仅具有优良的亲水性，而且还具有优良的拒油性。实施例3将实施例2制备的亲水易去污的聚酯母粒5份与常规聚酯95份在高速混合机中共混，经真空转鼓烘箱干燥后在单螺杆纺丝机上进行共混熔融纺丝，纺丝温度270-288℃，纺丝速度1000m/min，线密度204dtex，初生丝的牵伸倍数3.5，获得本实施例的亲水易去污聚酯纤维。同样地，按照同样的方法，利用实施例2中制备的参照聚酯母粒纺丝，获得参照聚酯纤维。对亲水易去污聚酯纤维和参照聚酯纤维的各项性能进行测试(测试结果见表3)：①回潮率测试：按照gb/t6503-2008《化学纤维回潮率的试验方法》进行。②拒油性测试：按照gb/t19977-2005《纺织品拒油性抗碳氢化合物试验》进行。表3纤维回潮率(/％)拒油性(/级)参照聚酯纤维4.590亲水易去污聚酯纤维4.363.5由表3可见，亲水易去污聚酯纤维与参照聚酯纤维的回潮率相当，但亲水易去污聚酯纤维的拒油性等级达3.5级，远远优于参照聚酯纤维。当前第1页12