亲水易去污的聚酯母粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种亲水易去污的聚酯母粒及其制备方法。按质量份数计，该聚酯母粒原料组成包括90‑96份载体树脂和4‑10份高吸水性树脂，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，高吸水性树脂不仅能形成具有优良吸水保水性能的三维空间网络；且具有较长碳链的氟化丙烯酸酯接枝到淀粉上后，在干性状态下，其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。

Hydrophilic and easily decontaminated polyester masterbatch and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
亲水易去污的聚酯母粒及其制备方法
本专利技术属于色母粒
，具体涉及一种亲水易去污的聚酯母粒及其制备方法。
技术介绍
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的中国专利技术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。
技术实现思路
本申请的专利技术目的是提供一种亲水易去污的聚酯母粒及其制备方法。为实现上述专利技术目的，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，本专利技术的有益效果为：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专利技术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、丙烯酰胺和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种亲水易去污的聚酯母粒，其特征在于，按质量份数计，原料组成包括90‑94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。

【技术特征摘要】
1.一种亲水易去污的聚酯母粒，其特征在于，按质量份数计，原料组成包括90-94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。2.如权利要求1所述的亲水易去污的聚酯母粒，其特征在于，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。3.如权利要求2所述的亲水易去污的聚酯母粒，其特征在于，所述的氟化丙烯酸酯的化学式为C4F9CH2CH2OOCCHCH2。4.如权利要求1-3中任意一项所述的亲水易去污的聚酯母粒，其特征在于，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3-5％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...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞铠，朱惠为，张峻铭，张洪，
申请(专利权)人：桐乡珠力高分子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33