[发明专利]一种含端羧基不饱和聚酯浆料及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种聚酯纺织浆料，具体为一种含端羧基不饱和聚酯浆料及其制备工艺。

背景技术

纺织工业中的经纱上浆工艺是为了赋予经纱可织性，提高织造效率并且保证织造质量。经纱浆料的基本性能包括对纤维的粘附性，对纱线表面的被覆成膜性，可生物降解，和水溶性或水可分散性。其中，对纤维的粘附性是评价纺织浆料质量的重要指标。对于涤棉混纺经纱和纯棉经纱的纺织浆料，普遍以淀粉或变性淀粉为主体，添加合成浆料聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸共聚物(PA)或水性聚酯浆料(WPET)，达到经纱上浆的基本性能。在这三类合成浆料中，PVA浆料的生物可降解性很差，不用或少用PVA已成为纺织浆料发展不可逆转的趋势；PA的吸湿发粘特性(再粘性)限制了其使用；WPET是由酯基链节组成的线形水性高分子，具有良好的生物降解性、水溶性，以及可有多种二元醇和二元酸单体选择，并通过灵活缩聚工艺实现的综合浆纱性能。因此，WPET浆料在近年来得到了极快的发展。目前，用于纺织浆料的WPET基本采用对苯二甲酸乙二醇酯为主要重复单元，以二甘醇、丙二醇、间苯二甲酸(二甲酯)和/或邻苯二甲酸(酐)为结构调节剂，以间苯二甲酸-5-磺酸盐和/或聚乙二醇作为水溶性单体，通过酯化(或酯交换)，和缩聚反应而制备和生产。例如，中国发明专利CN102604062A，CN102731757A，CN101967225A，CN1834131A，CN102912633A，CN101955581A，CN102161751A，CN104788651A，等，这些WPET浆料的热水可乳化性有利于上浆和退浆；其分子结构中的对苯二甲酸乙二醇酯单元与涤纶分子结构相同，对涤纶纤维有良好的亲和力，因而适合于涤纶长丝或者与变性淀粉混合用于涤棉混纺短纤纱线的上浆。在此基础上，发明专利CN104311808A进一步采用聚碳酸酯二醇参与水性聚酯的共聚，改善了水性聚酯浆料的耐疲劳性；发明专利CN102731757A采用脂肪族水性聚酯与亲水乙烯基单体的接枝共聚物作为淀粉的粘合促进剂，用于含涤纶短纤维经纱的上浆，改善淀粉浆料对涤纶纤维的粘附性，也可改善淀粉的硬脆性。

但是，现有WPET浆料的化学结构与棉纤维的纤维素相差很大，因而对纯棉或涤棉中的棉组分缺乏足够的粘附力，用淀粉/WPET混合浆料对纯棉高支纱或CVC纱(含棉量大于或等于含涤量)时，浆纱质量还不能完全达到稳定织造质量的要求。纺织行业迫切需要一种新的聚酯浆料，除了对涤纶有粘粘附以外，还需增加对棉纤维的粘附性，能与淀粉或变性淀粉配合对纯棉高支纱和CVC纱上浆，满足上浆纱耐磨、增强和保伸的要求。

发明内容

本发明正是针对现有涤棉混纺纱或纯棉纱线的浆纱需求，以及现有WPET浆料对棉纤维粘附性的不足，提供一种含端羧基的不饱和聚酯浆料及其制备工艺，由于该浆料分子具有不饱和双键及其端羧基，容易与棉的纤维素分子中的羟基、以及与淀粉分子中的羟基形成范德华力和氢键，可提高对棉纤维的粘附性，也可提高与淀粉混合浆液的相容性，因此适用于与淀粉或变性淀粉混合对涤棉混纺纱或纯棉纱线上浆。为了实现以上发明目的，本发明的技术方案为：

一种含端羧基不饱和聚酯浆料，占混合浆料总质量的16.2％-33.3％，用于涤棉混纺纱或纯棉纱线。该浆料中含有的聚酯大分子链中含有马来酸乙二醇酯不饱和双键结构单元，并且以羧基封端。

该含端羧基不饱和聚酯浆料由对苯二甲酸、间苯二甲酸、间苯二甲酸-5-磺酸钠、马来酸酐、己二酸和乙二醇的单体混合物，在单丁基氧化锡催化下，并在抗氧化剂保护下，通过酯化和缩聚反应制得端羟基不饱和共聚酯，其中，二羧酸与二元醇的摩尔比为1:1.2；然后加入偏苯三酸酐封端反应成为端羧基不饱和水性聚酯浆料。反应原料的比例如下：

对苯二甲酸占二羧酸摩尔总量的35-60％；

间苯二甲酸占二羧酸摩尔总量的5-10％；

间苯二甲酸-5-磺酸钠占二羧酸摩尔总量的8-10％；

己二酸占二羧酸摩尔总量的0-30％；

马来酸酐占二羧酸摩尔总量的10-15％；

单丁基氧化锡催化剂占总投料重量比的0.15％；

抗氧化剂1010占总投料重量比的0.17％；

偏苯三酸酐占二羧酸摩尔总量的5-10％；

二羧酸与二元醇的摩尔比为1:1.2，单体的总摩尔百分含量之和为100％。

所述的含端羧基不饱和聚酯浆料的制备工艺包括以下步骤：