專利名稱：：偶聯(lián)劑改性淀粉漿料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種紡織用淀粉漿料的改性制備技術(shù)，尤其是一種采用偶聯(lián)劑改性淀粉漿料的制備方法。所述的改性淀粉漿料糊化性能良好、漿液穩(wěn)定，可替代原配方中80%的聚乙烯醇(PVA)漿料和漿紗助劑丙烯酸樹脂(KT)，降低了成本，同時槳紗性能優(yōu)良。
背景技術(shù)：
：經(jīng)紗上漿是織造的準(zhǔn)備工序，上漿的好壞直接影響織機效率和織物質(zhì)量。目前經(jīng)紗上漿的漿料主要有聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸類和淀粉以及變性淀粉。其中PVA具有優(yōu)良的成膜性、粘附性和粘結(jié)強力及與其它漿料相容性的特點，一度被認(rèn)為是混紡紗及純棉高支、高密織物和高速織機理想的漿料。但PVA有兩個最大的缺點第一難以降解，混漿污水造成環(huán)境污染，屬非環(huán)保漿料；第二完全醇解型的PVA退漿困難，增加印染加工的成本，影響印染色澤鮮艷度，以上兩個因素也是國內(nèi)紡織業(yè)探討少用或不用PVA的原因。但就目前情況來說，要使PVA完全退出漿料市場由于受技術(shù)水平和用漿成本的限制，在近期內(nèi)是不可能的。但是PVA的價格高于淀粉類的價格，且存在著對環(huán)境的污染問題，目前經(jīng)過PVA上漿的織物在歐洲市場已經(jīng)受阻。因此經(jīng)紗上漿少用和不用PVA已成為急需解決的重大問題。淀粉存在廣泛，為再生性資源，廉價易得，是許多工業(yè)的重要原料，同時淀粉類漿料由于易生物降解，有利于環(huán)境保護(hù)，用于替代或部分替代PVA等合成漿料，用量逐年上升。但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，天然淀粉已經(jīng)不能適應(yīng)工業(yè)新工藝、新技術(shù)的要求。所以，人們采用化學(xué)、物理和酶轉(zhuǎn)化的方法，使淀粉氧化、醚化、糊化，以改變天然淀粉的性質(zhì)，使其具有易糊化，粘度穩(wěn)定性好，抗剪切等特性，提高了天然淀粉的使用價值。淀粉交聯(lián)反應(yīng)的交聯(lián)劑一般有醚化交聯(lián)劑和酯化交聯(lián)劑，形成的酯交聯(lián)淀粉和醚交聯(lián)淀粉因為其交聯(lián)方式以及分子結(jié)構(gòu)的不同，在滌/棉紗和棉紗的上漿中顯現(xiàn)不同的性能。從國外紡織漿料的發(fā)展來看，在發(fā)展合成漿料的同時，也大力開發(fā)變性淀粉漿料。廣西紡織科技，2004,(31):4649.報道了在淀粉大分子鏈的羥基上引入一個基團或一個低分子物質(zhì)，使淀粉大分子之間的相互作用力削弱，達(dá)到降低粘度，增加漿膜柔性的目的。產(chǎn)品具有良好的水溶性，調(diào)漿方便，低溫不會凝凍，可用于低溫上漿，但價格高，使生產(chǎn)成本大幅度增加，且可用于工業(yè)化的成熟產(chǎn)品較少。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述方法的這些缺點，本發(fā)明提供了一種偶聯(lián)劑改性淀粉漿料的制備方法。本發(fā)明所采用的有機硅烷偶聯(lián)劑是一類在分子中同時具有兩種不同性質(zhì)的反應(yīng)性基團的有機硅化合物，通過偶聯(lián)劑能使兩種不同性質(zhì)的物質(zhì)很好地偶聯(lián)起來，復(fù)合體系的粘結(jié)強度得到顯著地改善。本發(fā)明采用的是有機硅偶聯(lián)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式分別為~"CH20(CH2)3Si(OCH3)3\(/和NH2-(CH2)3Si(Oa)3，由于其含有活性的環(huán)氧基團或氨基以及可水解的硅垸氧基團，可以與淀粉、PVA上游離的羥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且硅烷氧基團水解后可形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得改性漿料性能更佳。本發(fā)明的制備方法為在強力攪拌下，將一定量的氧化淀粉和水放入四口燒瓶中，加入一定量有機硅偶聯(lián)劑，緩慢升溫至30'C11(TC之間，恒溫攪拌反應(yīng)40分鐘8個小時。再加入一定量的漿紗助劑丙烯酸樹脂(KT)和聚乙烯醇(PVA)，緩慢升溫至45'C150'C之間使改性淀粉漿料糊化。當(dāng)達(dá)到所需溫度時開始計時，然后每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恒定時反應(yīng)結(jié)束，得到所需的有機硅改性淀粉漿料(ST-Si)產(chǎn)品。本發(fā)明在機硅改性淀粉漿料的制備過程中，所用的氧化淀粉可以是過氧化氫氧化淀粉，高氯酸氧化淀粉，也可以是高錳酸鉀氧化淀粉，最好是過氧化氫氧化淀粉。本發(fā)明在有機硅改性淀粉漿料的制備過程中，有機硅偶聯(lián)劑可以是含有環(huán)氧基丙氧基偶聯(lián)劑KH-560，KH-570，也可以是含有端氨基的偶聯(lián)劑KH-550,最好是KH-550偶聯(lián)劑。其質(zhì)量用量可以為氧化淀粉質(zhì)量用量的0.05%20%，最好為1.0%5.0%。本發(fā)明在有機硅偶聯(lián)劑改性氧化淀粉的制備過程中，漿紗助劑KT的用量可以為氧化淀粉用量的020%，最好是1.0%5.0%。本發(fā)明在有機掛偶聯(lián)劑改性氧化淀粉的制備過程中，PVA的用量可以為氧化淀粉用量的0100%,最好是10%20%。本發(fā)明中有機硅偶聯(lián)劑改性氧化淀粉的制備，可通過氧化淀粉、有機硅偶聯(lián)劑和槳紗助劑同時加入的一步反應(yīng)法獲得；也可通過氧化淀粉與有機硅偶聯(lián)劑在較低溫度下先采取有機硅改性氧化淀粉，再采取漿紗助劑形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的分步法來實現(xiàn)。本發(fā)明在有機硅偶聯(lián)劑改性氧化淀粉的制備過程中，恒溫攪拌反應(yīng)溫度可以在30°C110'C之間，最好在4(TC60'C。反應(yīng)時間可以是40分鐘8個小時，最好是13個小時。改性淀粉漿料的糊化溫度可以為45'C150'C之間，最好在6(TC10(TC。本發(fā)明使用有機硅偶聯(lián)劑改性氧化淀粉的好處，在于其降低了成本，同時增加了兩者之間以及它們與漿紗助劑之間的交聯(lián)反應(yīng)，從而增強了漿料中的各組分之間及其與紡織紗線之間的結(jié)合力，增長了貯藏期，減少了環(huán)境污染。所制得的產(chǎn)品在室溫時具有很好的IC存穩(wěn)定性，且高固含量使其具有節(jié)能等優(yōu)點。具體實施例方式下面結(jié)合實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不局限于以下實例。實施例l在強力攪拌下，稱取7.5g的髙氯酸氧化淀粉和106g水加入四口燒瓶中，混合均勻后加入0.4g有機硅偶聯(lián)劑KH-560,緩慢升溫至55'C，恒溫攪拌3小時。再加入0.5g的漿紗助劑KT和3.4g的PVA，緩慢升溫至95'C使改性淀粉漿料糊化。當(dāng)溫度達(dá)到95'C開始計時，然后每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恒定時反應(yīng)結(jié)束，得到固含量為10%的有機硅改性淀粉漿料產(chǎn)品ST-Sil。實施例2在強力攪拌下，稱取15g的過氧化氫氧化淀粉和4g水加入四口燒瓶中，混合均勻后加入3.0g有機硅偶聯(lián)劑KH-550,緩慢升溫至30'C，恒溫攪拌8小時。再加入3.0g的漿紗助劑KT和15g的PVA，緩慢升溫至45'C使改性淀粉漿料糊化。當(dāng)溫度達(dá)到45'C開始計時，然后每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恒定時反應(yīng)結(jié)束，得到固含量為90%的有機硅改性淀粉漿料產(chǎn)品ST-Si2。實施例3在強力攪拌下，稱取15g的高錳酸鉀氧化淀粉和25g水加入四口燒瓶中，混合均勻后加入0.15g有機硅偶聯(lián)劑KH-570,緩慢升溫至40'C，恒溫攪拌2小時。再加入0.15g的漿紗助劑KT和1.5g的PVA，緩慢升溫至IOO'C使改性淀粉漿料糊化。當(dāng)溫度達(dá)到IO(TC開始計時，然后每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恒定時反應(yīng)結(jié)束，得到固含量為40%的有機硅改性淀粉漿料產(chǎn)品ST-Si3。實施例4在強力攪拌下，稱取10g的過氧化氫氧化淀粉和7.3g水加入四口燒瓶中，混合均勻后加入0.4g有機硅偶聯(lián)劑KH-560，緩慢升溫至60'C，恒溫攪拌4小時。再加入0.5g的漿紗助劑KT，緩慢升溫至卯'C使改性淀粉槳料糊化。當(dāng)溫度達(dá)到卯'C開始計時，然后每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恒定時反應(yīng)結(jié)束，得到固含量為60X的有機硅改性淀粉漿料產(chǎn)品ST-Si4。實施例5在強力攪拌下，稱取10g的高錳酸鉀氧化淀粉和12g水加入四口燒瓶中，混合均勻后加入0.005g有機硅偶聯(lián)劑KH-550，緩慢升溫至11(TC，恒溫攪拌40分鐘。再加入2.0g的PVA，緩慢升溫至97'C使改性淀粉漿料糊化。當(dāng)溫度達(dá)到97'C開始計時，然后每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恒定時反應(yīng)結(jié)束，得到固含量為50X的有機硅改性淀粉漿料產(chǎn)品ST-Si5。實施例6在強力攪拌下，稱取15g的過氧化氫氧化淀粉和4g水加入四口燒瓶中，混合均勻后加入3.0g有機硅偶聯(lián)劑KH-550、3.0g的漿紗助劑KT和15g的PVA，緩慢升溫至58'C，恒溫攪拌2小時。再加入緩慢升溫至15(TC使改性淀粉漿料糊化。當(dāng)溫度達(dá)到15(TC開始計時，然后每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恒定時反應(yīng)結(jié)束，得到固含量為90%的有機硅改性淀粉漿料產(chǎn)品ST-Si6。實驗方法測定部分有機硅偶聯(lián)劑改性淀粉漿料漿紗后的力學(xué)性能，結(jié)果如下表中所示。有機硅偶聯(lián)劑改性淀粉漿料漿紗后各樣品的部分性能指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>結(jié)果表明，本發(fā)明產(chǎn)品有機硅偶聯(lián)劑改性氧化淀粉漿料，增加了漿料中各組分與漿紗助劑之間的交聯(lián)反應(yīng)，從而增強了漿料中的各組分之間及其與紡織紗線之間的結(jié)合力，顯著提高了其漿紗后的力學(xué)性能，同時減少了環(huán)境污染，降低了生產(chǎn)成本，且高固含量使其具有節(jié)能等優(yōu)點。在經(jīng)紗上漿領(lǐng)域中將有廣泛的用途。權(quán)利要求1.偶聯(lián)劑改性淀粉漿料的制備方法，其特征是通過氧化淀粉、有機硅偶聯(lián)劑和漿紗助劑同時加入的一步反應(yīng)法獲得；也可通過氧化淀粉與有機硅偶聯(lián)劑在較低溫度下先采取有機硅改性氧化淀粉，再采取漿紗助劑形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的分步法來實現(xiàn)，即在強力攪拌下，將氧化淀粉和水放入四口燒瓶中，加入有機硅偶聯(lián)劑，緩慢升溫至30℃～110℃之間，恒溫攪拌反應(yīng)40分鐘～8個小時；再加入漿紗助劑丙烯酸樹脂KT和聚乙烯醇PVA，緩慢升溫至45℃～150℃之間使改性淀粉漿料糊化；當(dāng)達(dá)到所需溫度時開始計時，然后每隔半小時測一次漿液的粘度，粘度恒定時反應(yīng)結(jié)束，得到所需的有機硅改性淀粉漿料ST-Si；所用的氧化淀粉是過氧化氫氧化淀粉，高氯酸氧化淀粉，或高錳酸鉀氧化淀粉；有機硅偶聯(lián)劑是含有環(huán)氧基丙氧基偶聯(lián)劑KH-560，KH-570，或含有端氨基的偶聯(lián)劑KH-550；其質(zhì)量用量為氧化淀粉質(zhì)量用量的0.05％～20％；漿紗助劑KT的用量為氧化淀粉用量的0～20％；PVA的用量為氧化淀粉用量的0～100％；其中恒溫攪拌反應(yīng)溫度在30℃～110℃之間；反應(yīng)時間是40分鐘～8個小時；改性淀粉漿料的糊化溫度為45℃～150℃之間。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的偶聯(lián)劑改性淀粉漿料的制備方法，其特征是所用的氧化淀粉是過氧化氫氧化淀粉。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的偶聯(lián)劑改性淀粉漿料的制備方法，其特征是有機硅偶聯(lián)劑是最好是KH-550偶聯(lián)劑，其質(zhì)量用量為氧化淀粉質(zhì)量用量的1.0%5.0%。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的偶聯(lián)劑改性淀粉漿料的制備方法，其特征是漿紗助劑KT的用量為氧化淀粉用量的1.0%~5.0%。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的偶聯(lián)劑改性淀粉漿料的制備方法，其特征是PVA的用量為氧化淀粉用量的10%20%。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的偶聯(lián)劑改性淀粉漿料的制備方法，其特征是恒溫攪拌反應(yīng)溫度在40'C60'C;反應(yīng)時間是13個小時；改性淀粉漿料的糊化溫度為60。C100'C。全文摘要本發(fā)明涉及一種紡織用淀粉漿料的改性制備技術(shù)，其特征是通過氧化淀粉、有機硅偶聯(lián)劑和漿紗助劑同時加入的一步反應(yīng)法獲得；也可通過氧化淀粉與有機硅偶聯(lián)劑在較低溫度下先采取有機硅改性氧化淀粉，再采取漿紗助劑形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的分步法來實現(xiàn)，即在強力攪拌下，將氧化淀粉和水放入四口燒瓶中，加入有機硅偶聯(lián)劑，緩慢升溫至30℃～110℃之間，恒溫攪拌反應(yīng)40分鐘～8個小時；再加入漿紗助劑丙烯酸樹脂KT和聚乙烯醇PVA，緩慢升溫至45℃～150℃之間使改性淀粉漿料糊化，得到有機硅改性淀粉漿料ST-Si；本發(fā)明降低了成本，增加了兩者之間以及它們與漿紗助劑之間的交聯(lián)反應(yīng)，增強了漿料中的各組分之間及與紡織紗線間的結(jié)合力，增長了貯藏期，減少了環(huán)境污染。文檔編號D06M15/11GK101100811SQ20071002559公開日2008年1月9日申請日期2007年8月7日優(yōu)先權(quán)日2007年8月7日發(fā)明者楊冬亞,邱鳳仙,陳秀珍申請人:江蘇大學(xué)