本發(fā)明屬于紡織漿料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種環(huán)保型淀粉紡織漿料及其制備方法。
背景技術(shù)：
如今，紡織工業(yè)正向著“綠色、環(huán)?！钡姆较虬l(fā)展，綠色漿料、綠色纖維逐漸被開(kāi)發(fā)應(yīng)用到生產(chǎn)當(dāng)中。經(jīng)紗上漿可提高紗線的耐磨性，減少毛羽，提高紗線的可織性。丙烯酸漿料，與淀粉類(lèi)漿料、聚乙烯醇(PV A)漿料并列為紡織用三大漿料，其中淀粉是天然多糖類(lèi)高聚物，漿料成膜性好，與天然纖維親和力強(qiáng)，易于退漿；但淀粉漿料漿紗強(qiáng)力不夠，不耐磨，而且與滌綸纖維親合力不夠；聚乙烯醇漿料漿膜強(qiáng)力大，柔韌性好，漿液流動(dòng)性好，但聚乙烯醇難以退漿，且對(duì)環(huán)境污染大；聚丙烯酸漿料是丙烯酸類(lèi)單體的均聚物、共聚物和共混物的總稱(chēng)，其粘度較低、流動(dòng)性好，對(duì)合成纖維有良好的粘附性，能與淀粉、PVA漿料很好地混用，適用于各類(lèi)纖維的經(jīng)紗上漿，但是聚丙烯酸漿料價(jià)格高昂，推高印染企業(yè)。聚丙烯酸類(lèi)漿料和淀粉類(lèi)漿料因生物降解性能良好，被公認(rèn)為是環(huán)保型漿料，而作為主漿料的PVA，因其生物降解性較差，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境，因此被認(rèn)為是環(huán)境污染漿料。目前，PVA已經(jīng)被發(fā)達(dá)國(guó)家所禁用，我國(guó)也面臨著尋找PVA替代產(chǎn)品的難題，少用或不用PVA是紡織漿料的發(fā)展方向，中國(guó)棉紡織行業(yè)協(xié)會(huì)自1997年起，就開(kāi)始倡導(dǎo)不用、少用PVA的上漿工藝。因此，無(wú)PVA添加新型環(huán)保漿料的研發(fā)亟待加強(qiáng)，對(duì)于我國(guó)紡織產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。
納米技術(shù)近年來(lái)的異軍突起，在涂料、醫(yī)學(xué)、建筑等領(lǐng)域都發(fā)揮了巨大的作用，但應(yīng)用于紡織漿料上的研究還不是很多，但它為紡織用漿料未來(lái)的發(fā)展帶來(lái)新的希望。無(wú)機(jī)納米粒子如納米TiO2、納米SiO2等具有具有比表面積大、界面性能好等優(yōu)點(diǎn)，分散性、懸浮性、粘結(jié)性、增稠性和觸變性能優(yōu)異，采用在淀粉或漿液丙烯酸中加入納米級(jí)無(wú)機(jī)漿料添加劑是替代PVA的一種可行方法，符合相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)發(fā)展方向。在淀粉或丙烯酸漿料中添加適量無(wú)機(jī)納米粒子所制得的新型聚合物/無(wú)機(jī)納米復(fù)合漿料可望極大地提高漿紗的拉伸強(qiáng)力、韌性、耐磨性以及分紗滑爽性，從而明顯改善紗線的綜合織造性能，對(duì)紡織業(yè)的發(fā)展具有極其重要的意義，從而產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型淀粉紡織漿料及其制備方法，所述淀粉紡織漿料對(duì)環(huán)境友好，環(huán)保無(wú)污染。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一方面，本發(fā)明提供一種環(huán)保型淀粉紡織漿料，其特征在于，所述紡織漿料按重量份計(jì)主要由以下原料制備得到：
其中所述改性淀粉為納米二氧化硅改性淀粉和糖化酶改性淀粉的混合物，其中，納米二氧化硅改性淀粉：糖化酶改性淀粉的質(zhì)量比為(20-30):1。
在本發(fā)明中，利用糖化酶對(duì)淀粉進(jìn)行酶解，能夠保留淀粉中的抗性淀粉，對(duì)非抗性淀粉進(jìn)行改性，使得改性后的淀粉顆粒出現(xiàn)孔洞，減弱淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的內(nèi)部氫鍵強(qiáng)度，顆粒形態(tài)更加圓滑，粒徑有所減小，且分布較為均勻，而納米二氧化硅有助于淀粉在漿料中的分散，一定程度上也提高了漿料的上漿性能，同時(shí)加入無(wú)機(jī)納米離子，能顯著改善淀粉漿膜表面和斷裂截面以及漿紗表面的平滑性和均勻性，不僅如此，三者相互作用，還可以增強(qiáng)紡織漿料的上漿效果，尤其是粘度熱穩(wěn)定性、粘附力和漿砂斷裂伸長(zhǎng)率。本發(fā)明選用有機(jī)硅消泡劑作為消泡劑，能夠有效地消除上漿過(guò)程中產(chǎn)生的泡沫，使?jié){料更充分的與織物接觸，提高上漿效率，節(jié)約漿料。
所述改性淀粉例如可以是40重量份、41重量份、42重量份、43重量份、44重量份、45重量份、46重量份、47重量份、48重量份、49重量份、50重量份、51重量份、52重量份、53重量份、54重量份、55重量份、56重量份、57重量份、58重量份、59重量份或60重量份。
所述無(wú)機(jī)納米粒子例如可以是5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份或15重量份。
所述有機(jī)硅消泡劑例如可以是3重量份、4重量份或5重量份。
所述動(dòng)物纖維例如可以是3重量份、4重量份或5重量份。
所述蛋白氨基酸例如可以是8重量份、9重量份、10重量份、11重量份或12重量份。
所述聚丙烯酸酯例如可以是3重量份、4重量份或5重量份。
所述無(wú)機(jī)礦物粉例如可以是3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份或8重量份。
所述酰胺例如可以是5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份或15重量份。
所述納米二氧化硅改性淀粉：糖化酶改性淀粉的質(zhì)量比為20:1、21:1、22:1、23:1、24:1、25:1、26:1、27:1、28:1、29:1或30:1。
優(yōu)選地，所述紡織漿料按重量份計(jì)主要由以下原料制備得到：
優(yōu)選地，所述納米二氧化硅改性淀粉：糖化酶改性淀粉的質(zhì)量比為(25-28):1，優(yōu)選為27:1。
優(yōu)選地，所述納米二氧化硅改性淀粉為將淀粉和納米二氧化硅混合后加入去離子水中，進(jìn)行水解干燥提純后獲得。
優(yōu)選地，所述淀粉：納米二氧化硅的質(zhì)量比為(70-85):1，例如可以是70:1、71:1、72:1、73:1、74:1、75:1、76:1、77:1、78:1、79:1、80:1、81:1、82:1、83:1、84:1或85:1，優(yōu)選為78:1。
優(yōu)選地，所述糖化酶改性淀粉通過(guò)將糖化酶加入淀粉中進(jìn)行酶解得到。
優(yōu)選地，所述淀粉：糖化酶的質(zhì)量比為(80-90):1，例如可以是80:1、81:1、82:1、83:1、84:1、85:1、86:1、87:1、88:1、89:1或90:1，優(yōu)選為86:1。
優(yōu)選地，所述無(wú)機(jī)納米粒子為納米碳酸鈣和/或納米二氧化鈦。
優(yōu)選地，所述無(wú)機(jī)納米粒子的粒徑為10-30nm，例如可以是10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm、20nm、21nm、22nm、23nm、24nm、25nm、26nm、27nm、28nm、29nm或30nm，優(yōu)選為13-25nm，進(jìn)一步優(yōu)選為20nm。
優(yōu)選地，所述無(wú)機(jī)礦物粉為凹凸棒石粘土、膨潤(rùn)土或蒙脫土中的任意一種或至少兩種的混合。
優(yōu)選地，所述無(wú)機(jī)礦物粉的粒徑為30-70nm，例如可以是30nm、31nm、32nm、33nm、35nm、36nm、38nm、40nm、42nm、45nm、48nm、50nm、52nm、55nm、58nm、60nm、62nm、65nm、68nm或70nm，優(yōu)選為45-60nm，進(jìn)一步優(yōu)選為53nm。
優(yōu)選地，所述酰胺為尿素。
第二方面，本發(fā)明提供一種如第一方面所述的環(huán)保型淀粉紡織漿料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將配方量的改性淀粉和無(wú)機(jī)納米粒子加入反應(yīng)釜，攪拌10-30nm；
(2)向步驟(1)的反應(yīng)物料中加入有機(jī)硅消泡劑、動(dòng)物纖維、蛋白氨基酸、聚丙烯酸酯、無(wú)機(jī)礦物分和酰胺，混合均勻后，升溫?zé)螅簾凉{悶20-40min即可得到所述淀粉紡織漿料。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明選用有機(jī)硅消泡劑作為消泡劑，能夠有效地消除上漿過(guò)程中產(chǎn)生的泡沫，使?jié){料更充分的與織物接觸，提高上漿效率，節(jié)約漿料；
(2)本發(fā)明中納米二氧化硅改性淀粉、糖化酶改性淀粉和無(wú)機(jī)納米粒子相互促進(jìn)，協(xié)同作用，提高了漿料的上漿性能，尤其粘度熱穩(wěn)定性達(dá)到90％以上，粘附力達(dá)到54.3N以上，漿砂斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到88％以上，漿膜斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到89％以上，可見(jiàn)三者相互作用共同促進(jìn)了紡織漿料的性能；
(3)本發(fā)明中，選用二氧化硅改性淀粉和糖化酶淀粉為原料制備紡織漿料，使得紡織漿料易降解，對(duì)環(huán)境友好，不污染環(huán)境，有廣泛的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。
實(shí)施例1
在本實(shí)施例中，所述紡織漿料按重量份計(jì)主要由以下原料制備得到：
其中，所述納米二氧化硅改性淀粉：糖化酶改性淀粉的質(zhì)量比為27:1，所述淀粉：納米二氧化硅的質(zhì)量比為78:1，所述淀粉：糖化酶的質(zhì)量比為86:1，所述納米二氧化鈦的粒徑為20nm，所述膨潤(rùn)土的粒徑為53nm。
制備方法如下：
(1)將配方量的改性淀粉和無(wú)機(jī)納米粒子加入反應(yīng)釜，攪拌20nm；
(2)向步驟(1)的反應(yīng)物料中加入有機(jī)硅消泡劑、動(dòng)物纖維、蛋白氨基酸、聚丙烯酸酯、無(wú)機(jī)礦物分和酰胺，混合均勻后，升溫?zé)螅簾凉{悶30min即可得到所述淀粉紡織漿料。
實(shí)施例2
在本實(shí)施例中，所述紡織漿料按重量份計(jì)主要由以下原料制備得到：
其中，所述納米二氧化硅改性淀粉：糖化酶改性淀粉的質(zhì)量比為20:1，所述淀粉：納米二氧化硅的質(zhì)量比為70:1，所述淀粉：糖化酶的質(zhì)量比為80:1，所述納米二氧化鈦的粒徑為10nm，所述膨潤(rùn)土的粒徑為30nm。
制備方法如下：
(1)將配方量的改性淀粉和無(wú)機(jī)納米粒子加入反應(yīng)釜，攪拌10nm；
(2)向步驟(1)的反應(yīng)物料中加入有機(jī)硅消泡劑、動(dòng)物纖維、蛋白氨基酸、聚丙烯酸酯、無(wú)機(jī)礦物分和酰胺，混合均勻后，升溫?zé)?，常壓燒漿悶40min即可得到所述淀粉紡織漿料。
實(shí)施例3
在本實(shí)施例中，所述紡織漿料按重量份計(jì)主要由以下原料制備得到：
其中，所述納米二氧化硅改性淀粉：糖化酶改性淀粉的質(zhì)量比為30:1，所述淀粉：納米二氧化硅的質(zhì)量比為85:1，所述淀粉：糖化酶的質(zhì)量比為90:1，所述納米二氧化鈦的粒徑為30nm，所述凹凸棒土的粒徑為70nm。
制備方法如下：
(1)將配方量的改性淀粉和無(wú)機(jī)納米粒子加入反應(yīng)釜，攪拌30nm；
(2)向步驟(1)的反應(yīng)物料中加入有機(jī)硅消泡劑、動(dòng)物纖維、蛋白氨基酸、聚丙烯酸酯、無(wú)機(jī)礦物分和酰胺，混合均勻后，升溫?zé)?，常壓燒漿悶20min即可得到所述淀粉紡織漿料。
實(shí)施例4
在本實(shí)施例中，所述紡織漿料按重量份計(jì)主要由以下原料制備得到：
其中，所述納米二氧化硅改性淀粉：糖化酶改性淀粉的質(zhì)量比為23:1，所述淀粉：納米二氧化硅的質(zhì)量比為82:1，所述淀粉：糖化酶的質(zhì)量比為83:1，所述納米二氧化鈦的粒徑為13nm，所述膨潤(rùn)土的粒徑為42nm。
制備方法如下：
(1)將配方量的改性淀粉和無(wú)機(jī)納米粒子加入反應(yīng)釜，攪拌20nm；
(2)向步驟(1)的反應(yīng)物料中加入有機(jī)硅消泡劑、動(dòng)物纖維、蛋白氨基酸、聚丙烯酸酯、無(wú)機(jī)礦物分和酰胺，混合均勻后，升溫?zé)?，常壓燒漿悶30min即可得到所述淀粉紡織漿料。
對(duì)比例1
該對(duì)比例與實(shí)施例1的不同之處僅在于，改性淀粉為普通淀粉，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例2
該對(duì)比例于實(shí)施例1的不同之處僅在于，改性淀粉為糖化酶改性淀粉，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例3
該對(duì)比例于實(shí)施例1的不同之處僅在于，改性淀粉為納米二氧化硅改性淀粉，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例4
該對(duì)比例于實(shí)施例1的不同之處僅在于，納米二氧化硅改性淀粉：糖化酶改性淀粉的質(zhì)量比為5:1，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例5
該對(duì)比例于實(shí)施例1的不同之處僅在于，納米二氧化硅改性淀粉：糖化酶改性淀粉的質(zhì)量比為40:1，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例6
該對(duì)比例于實(shí)施例1的不同之處僅在于，所述淀粉：納米二氧化硅的質(zhì)量比為65:1，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例7
該對(duì)比例于實(shí)施例1的不同之處僅在于，所述淀粉：納米二氧化硅的質(zhì)量比為90:1，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例8
該對(duì)比例于實(shí)施例1的不同之處僅在于，所述淀粉：糖化酶的質(zhì)量比為75:1，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例9
該對(duì)比例于實(shí)施例1的不同之處僅在于，所述淀粉：糖化酶的質(zhì)量比為96:1，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例10
該對(duì)比例于實(shí)施例1的不同之處僅在于，所述納米二氧化鈦的粒徑為8nm，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例11
該對(duì)比例于實(shí)施例1的不同之處僅在于，所述納米二氧化鈦的粒徑為33nm，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例12
該對(duì)比例于實(shí)施例1的不同之處僅在于，所述膨潤(rùn)土的粒徑為25nm，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例13
該對(duì)比例于實(shí)施例1的不同之處僅在于，所述膨潤(rùn)土的粒徑為75nm，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例14
該對(duì)比例于實(shí)施例1的不同之處僅在于，原料中不含無(wú)機(jī)納米粒子，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例15
該對(duì)比例于實(shí)施例1的不同之處僅在于，原料中不含有酰胺，除此之外，其余原料與原料用量以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
對(duì)實(shí)施例1-4以及對(duì)比例1-15制備得到的紡織漿料進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如表1所示。
表1
由表1的結(jié)果可以看出，本發(fā)明制備的紡織漿料具有很好的粘度熱穩(wěn)定性和粘附力，上漿效果好，漿砂和漿膜的伸長(zhǎng)率高。由實(shí)施例1與對(duì)比例1-11的對(duì)比可以看出，改性淀粉及無(wú)機(jī)納米粒子對(duì)于紡織漿料獲得很好的粘度熱穩(wěn)定性和粘附力具有重要作用，各組分相互配合才能獲得良好的性能，且只有納米二氧化硅改性淀粉、糖化酶改性淀粉與無(wú)機(jī)納米粒子共同配合，相互促進(jìn)才達(dá)到了本申請(qǐng)的效果。由實(shí)施例1與對(duì)比例12-15的對(duì)比可以看出，礦物粉的粒徑和尿素都對(duì)紡織漿料的漿膜性能造成了影響。
申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，即不意味著本發(fā)明必須依賴(lài)上述實(shí)施例才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。