專利名稱：聚酰胺熱熔膠配方的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚酰胺熱熔膠的制備方法，具體地說是涉及服裝用聚酰胺熱熔膠的原料配方的確定方法。
2、背景技術(shù)聚酰胺熱熔膠(PA)是多種脂肪二羧酸與脂肪二胺等共縮聚得到的一種熱熔膠，主要用于服裝熱熔襯布的生產(chǎn)，服裝的熱熔襯布對服裝起著骨架補強、定型等作用，是服裝生產(chǎn)必不可少的輔料。
水洗剝離強度表示洗滌后服裝面料與熱熔襯之間的粘接牢度，它是服裝用熱熔膠的一個很重要的使用性能，服裝不僅要求挺括、有彈性、不走型、穿著美觀舒適而且要求即耐水洗又耐干洗，洗滌后服裝不走型。服裝是否耐水洗滌，主要取決于服裝熱熔襯所使用的熱熔膠的性能，而熱熔膠的水洗剝離強度則取決于熱熔膠的配方組成及一些其它相關(guān)因素。目前制備熱熔膠普遍使用的聚合單元是尼龍6、尼龍66、尼龍610、尼龍1010、尼龍613、尼龍1313、尼龍12、尼龍1212等，以其中的三種或三種以上的聚合單元形成共聚物。在熱熔膠聚合單元中的脂肪二羧酸和脂肪二胺采用的碳鏈越長，熱熔膠對于水的溶解性越小，那么熱熔膠的水洗剝離強度越大。如果確定了配方中的多組分單元，那么影響其水洗剝離強度主要因素有配方中含有長碳鏈尼龍的量、配方所確定熱熔膠的熔點(DSC差示掃描量熱儀譜圖的含峰值)、熱熔膠的熔融指數(shù)(熱熔膠的聚合度)。使用具有適宜聚合度的熱熔膠來制作服裝熱熔襯，在與服裝壓燙過程中，即不完全滲透到襯布和面料里，又不能在襯布與面料之間形成獨立的薄膜，才能使服裝與襯布之間具有較高的粘接牢度，所以服裝用聚酰胺熱熔膠的聚合度(熔融指數(shù))必須控制在一定范圍內(nèi)。如果確定了聚酰胺熱熔膠配方中的原料，相同熔點的熱熔膠配方可以得到一組，在這組配方中，其組成中長碳鏈尼龍的含量越高，耐水洗性越好(水洗剝強越好)，但成本也越高。
為了提高服裝的耐水洗性，國外及國內(nèi)許多專利如美國專利US 3,989,678、日本專利昭57-12079等都報導(dǎo)了具有較好水洗強度、干洗強度、不同熔點的一系列配方，但這一系列配方中，水洗強度、干洗強度、熔點都是實測值，沒有預(yù)測原料組成與相對應(yīng)產(chǎn)物熱熔膠水洗剝離強度的方法，這些配方是否最佳(水洗剝離強度高而且成本最低)，卻無法驗證，如果改變了配方，水洗剝離強度仍需聚合成產(chǎn)品后實測，這浪費大量的人力、物力。
3、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種配方原料確定后，根據(jù)原料配比預(yù)測產(chǎn)物熱熔膠水洗剝離強度的方法，或?qū)υ舷嗤⑷埸c相同、原料配比不同的兩個配方的水洗剝離強度進行比較的方法。
先根據(jù)所確定的原料配比預(yù)測產(chǎn)物熱熔膠水洗剝離強度，再根據(jù)預(yù)測的水洗剝離強度及原料成本、干洗剝離強度，確定綜合性能及價格最佳的配方。
本發(fā)明主要過程包括a.確定制備聚酰胺熱熔膠所需要的反應(yīng)原料種類，原料種類即熔融縮聚反應(yīng)可選取的聚合單元可統(tǒng)稱為尼龍鹽，尼龍鹽分三種形式一種是脂肪二羧酸和脂肪二胺單體；一種是脂肪二羧酸和脂肪二胺制成的鹽；另一種是已聚合的尼龍縮聚物。
b.根據(jù)a所確定的原料種類，將其分成三種尼龍鹽，如果是四種尼龍鹽或四種以上的尼龍鹽也把它看成三種尼龍鹽組成，這三種尼龍鹽中的有一種尼龍鹽是由多種組分組成，選擇這種組分是根據(jù)兩種或兩種以上原料之間存在一定比例關(guān)系，或者可確定比例關(guān)系，比例關(guān)系確定后，用其平均分子量來計算這種尼龍鹽的用量。
c.采用正交設(shè)計、均勻設(shè)計、優(yōu)化混料設(shè)計設(shè)計實驗表，最好選用優(yōu)化混料設(shè)計表H12(45)(5因數(shù)4水平12次實驗表)，按傳統(tǒng)聚酰胺熱熔膠縮聚方法合成，測出相對應(yīng)的熔點及水洗剝離強度。
d.根據(jù)c測得的數(shù)據(jù)，采用回歸統(tǒng)計或其它設(shè)計軟件建立數(shù)學(xué)方程式或模型。
e.根據(jù)d步驟所建立的數(shù)學(xué)方程式繪制熔點與組分的關(guān)系三角坐標(biāo)圖和組分與的水洗剝離強度關(guān)系三角坐標(biāo)圖。根據(jù)熔點與組分的關(guān)系三角坐標(biāo)圖可以看到熱熔膠相同熔點的配方是一組，根據(jù)組分與水洗剝強的關(guān)系三角坐標(biāo)圖可以看到熱熔膠相同水洗剝強的配方是一組。
f.根據(jù)配方組成在三角坐標(biāo)圖上找到相對應(yīng)的熔點及水洗剝離強度，對相同原料相同熔點不同原料配比的兩個配方的水洗剝離強度進行比較，選擇相同熔點、高水洗剝離強度的配方組成?；蚋鶕?jù)已知熔點和水洗剝離強度在三角坐標(biāo)圖上找到相對應(yīng)的配方組成。并根據(jù)性能和價格綜合確定最佳配方。
本發(fā)明優(yōu)點在于1.根據(jù)實驗結(jié)果建立的數(shù)學(xué)方程式，可以計算出所需配方的熔點及水洗剝離強度。
2.根據(jù)已知配方組成在三角坐標(biāo)圖上找到相對應(yīng)的熔點及水洗剝離強度，對相同原料相同熔點不同原料配比的兩個配方的水洗剝離強度進行比較，選擇相同熔點、高水洗剝離強度的配方組成。
3.可以把兩種曲線繪制在一張三角坐標(biāo)圖上，根據(jù)已知的熔點和水洗剝離強度在三角坐標(biāo)圖上找到相對應(yīng)的配方組成即等熔點曲線與等水洗剝離強度曲線的交點。
4.根據(jù)所需要的水洗剝離強度在組分與水洗剝離強度關(guān)系三角坐標(biāo)圖中選擇符合水洗剝離強度條件的幾組配方，可以根據(jù)成本、干洗強度等因素進行選擇，確定最佳配方。


圖1是實施例1熱熔膠配方組成與熔點的關(guān)系圖，其中各區(qū)域代表的熔點值(℃)如下1-1/114.9，1-2/127.5，1-3/140.2，1-4/152.8，1-5/165.5，1-6/178.1。
圖2是實施例1熱熔膠配方組成與水洗強度的關(guān)系圖，其中各區(qū)域代表的水洗強度值(kgf)如下2-1/2.68，2-2/3.35，2-3/4.01，2-4/4.68，2-5/5.34，2-6/6.01。
圖3是實施例2熱熔膠配方組成與熔點的關(guān)系圖，其中各區(qū)域代表的熔點值(℃)如下3-1/107，3-2/116，3-3/125，3-4/133，3-5/142，3-6/150。
圖4是實施例2熱熔膠配方組成與水洗強度的關(guān)系圖，其中各區(qū)域代表的水洗強度值(kgf)如下4-1/3.32，4-2/3.92，4-3/4.53，4-4/5.14，4-5/5.74，4-6/6.35。
圖5是實施例3熱熔膠配方組成與熔點的關(guān)系圖，其中各區(qū)域代表的熔點值(℃)如下5-1/104.5，5-2/111.3，5-3/118.1，5-4/125.0，5-5/131.8，5-6/138.6。
圖6是實施例3熱熔膠配方組成與水洗強度的關(guān)系圖，其中各區(qū)域代表的水洗強度值(kgf)如下6-1/3.26，6-2/3.63，6-3/4.00，6-4/4.38，6-5/4.75，6-6/5.12。
5、體實施方式下面具體說明本發(fā)明的方法確定制備聚酰胺熱熔膠所需要的反應(yīng)原料及其用量。所述反應(yīng)原料可以是任何適宜的原料，一般可以是選自尼龍6、尼龍66、尼龍610、尼龍1010、尼龍12、尼龍613、尼龍612、尼龍1212、尼龍1013、尼龍1313中的三種或三種以上。這些原料一般是脂肪二羧酸與脂肪二胺1∶1配比的單體、脂肪二羧酸與脂肪二胺合成的鹽、脂肪二羧酸與脂肪二胺縮聚成的尼龍聚合物。此外，在制備聚酰胺熱熔膠時，一般還可選擇使用分子量調(diào)節(jié)劑和聚合引發(fā)劑等，有時根據(jù)具體需要，還可選擇使用抗氧劑、防腐劑、抗靜電劑、潤滑劑等。分子量調(diào)節(jié)劑包括一元羧酸、一元胺，其用量一般占二元酸或二元胺總量的0.05w％～5w％，一元羧酸或一元胺最好為C2～C18直鏈脂肪酸或脂肪胺。聚合引發(fā)劑最好為水，加入量為5w％～35w％，最好為10w％～20w％。
根據(jù)上述所確定的原料組成，分成三種尼龍鹽，如果原料組成是脂肪二羧酸與脂肪二胺的單體，按脂肪二羧酸與脂肪二胺合成尼龍鹽來計算種類，如果是四神尼龍鹽或四種以上的尼龍鹽也把它看成三神尼龍鹽組成，這三種尼龍鹽中的有一神尼龍鹽是由多種組分組成，選擇這種組分是根據(jù)兩種或兩種以上原料之間存在一定比例關(guān)系，或者可確定比例關(guān)系，比例關(guān)系確定后，用其平均分子量來計算這神尼龍鹽的用量。
采用正交設(shè)計、均勻設(shè)計、優(yōu)化混料設(shè)計設(shè)計實驗表，最好選用優(yōu)化混料設(shè)計表H12(45)(5因數(shù)4水平12次實驗表)，按傳統(tǒng)聚酰胺熱熔膠縮聚方法合成，測出相對應(yīng)的熔點及水洗剝離強度。水洗剝離強度可以在3％的洗衣粉，95℃水溫，洗滌90min測得，也可以在3％的洗衣粉，60℃水溫，洗滌45min測得。涂膠量20g/m2左右，膠條寬2.5cm或5.0cm。
根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，采用回歸統(tǒng)計或其它設(shè)計軟件建立數(shù)學(xué)方程式或模型，包括熔點與組成的關(guān)系及水洗強度與組成關(guān)系。
根據(jù)上述建立的數(shù)學(xué)方程式繪制熔點與組分的關(guān)系三角坐標(biāo)圖和組分與的水洗剝離強度關(guān)系三角坐標(biāo)圖，坐標(biāo)圖的建立采用常規(guī)方法。
根據(jù)熔點與組分的關(guān)系三角坐標(biāo)圖可以看到熱熔膠相同熔點的配方是一組，根據(jù)組分與水洗剝強的關(guān)系三角坐標(biāo)圖可以看到熱熔膠相同水洗剝強的配方是一組。
根據(jù)配方組成在三角坐標(biāo)圖上找到相對應(yīng)的熔點及水洗剝離強度，對相同原料相同熔點不同原料配比的兩個配方的水洗剝離強度進行比較，選擇相同熔點、高水洗剝離強度的配方組成。
根據(jù)已知熔點和水洗剝離強度在三角坐標(biāo)圖上找到相對應(yīng)的配方組成。
2.設(shè)計優(yōu)化混料設(shè)計表H12(45)表2 H12(45)優(yōu)化混料設(shè)計表
3.建立數(shù)學(xué)方程式如下繪制熱熔膠配方組成與熔點的關(guān)系圖見附頁(圖T＝+4.635365E+02*X1+5.245049E+02*X2+3.853773E+02*X3-1.095961E+03*X1*X2-9.353238E+02*X1*X3-1.137226E+03*X2*X3S＝+2.586799E+01*X1+3.685401E+01*X2+2.447338E+01*X3-8.219934E+01*X1*X2-6.169835E+01*X1*X3-8.957454E+01*X2*X33)及配方組成與水洗剝離強度的關(guān)系附頁(圖4)。實施例31.按如表配方把各種原料加入到縮聚反應(yīng)釜中，其中X1為己內(nèi)酰胺，X2為己二胺與己二酸等摩爾比，X3為混合酸(C11、C12、C13、C14平均分子量為227.6)與己二胺等摩爾比，抗氧劑(亞磷酸)0.4kg、分子量調(diào)節(jié)劑(月桂酸)1.5kg，加入20kg水，加熱至反應(yīng)釜內(nèi)溫度為100℃時開始攪拌，當(dāng)釜內(nèi)溫度為270℃時，保持壓力為1.8MPa，2h后開始放壓，1.5h后到常壓，1h后縮聚反應(yīng)結(jié)束，熔融指數(shù)在20±2g/10min(160℃/21.18N)，取樣測其熔點及水洗剝強。水洗強度測試條件3％的洗衣粉，95℃水溫，洗滌90min，涂膠量20g/m2左右，膠條寬2.5cm。
2.設(shè)計優(yōu)化混料設(shè)計表H12(45)表3 H12(45)優(yōu)化混料設(shè)計表
3.建立數(shù)學(xué)方程式如下繪制熱熔膠配方組成與熔點的關(guān)系圖見附頁(圖5)T＝+3.619487E+02*X1+4.742257E+02*X2+3.921053E+02*X3-7.905059E+02*X1*X2-8.466136E+02*X1*X3-1.114087E+03*X2*X3S＝+1.272197E+01*X1+1.818853E+01*X2+2.631791E+01*X3-2.341494E+01*X1*X2-5.486014E+01*X1*X3-6.511014E+01*X2*X3及配方組成與水洗剝離強度的關(guān)系附頁(圖6)。
實施例4根據(jù)用戶要求熔融范圍為120～130℃，熔融指數(shù)在20±2g/10min(160℃/21.18N)，水洗剝離強度為3.0kgf以上，成本為4.0萬元/噸左右。
由實施例1得到配方己內(nèi)酰胺(X1)28kg、尼龍610鹽(X2)46kg、尼龍612鹽(X3)26 kg、抗氧劑0.4kg、阻聚劑1.5kg，水洗剝離強度為3.4kgf/2.5cm，成本為3.3萬元/噸。
由實施例2得到配方己內(nèi)酰胺(X1)25kg、尼龍610鹽(X2)50kg、尼龍613鹽(X3)25kg、抗氧劑0.4kg、阻聚劑1.5kg，水洗剝離強度為3.8kgf以上，成本為3.5萬元/噸。
由實施例3得到配方己內(nèi)酰胺(X1)48kg、尼龍610鹽(X2)25kg、尼龍混合鹽(X3)27kg、抗氧劑0.4kg、阻聚劑1.5kg，水洗剝離強度為3.5kgf，成本為2.9萬元/噸。從三神配方可以看到，第三神配方成本最低，第二神配方水洗剝離強度最高。
權(quán)利要求
1.一種聚酰胺熱熔膠配方的確定方法，包括以下步驟a.確定制備聚酰胺熱熔膠所需要的反應(yīng)原料種類；b.根據(jù)a所確定的原料種類，分成三種尼龍鹽；c.采用正交設(shè)計、均勻設(shè)計或優(yōu)化混料設(shè)計設(shè)計實驗表，按傳統(tǒng)聚酰胺熱熔膠縮聚方法合成，測出相對應(yīng)的熔點及水洗剝離強度；d.根據(jù)c測得的數(shù)據(jù)，建立熔點與組成關(guān)系、水洗剝離強度與組成關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式或模型；e.根據(jù)d步驟所建立的數(shù)學(xué)方程式或模型繪制熔點與組分的關(guān)系三角坐標(biāo)圖和組分與的水洗剝離強度關(guān)系三角坐標(biāo)圖，根據(jù)熔點與組分的關(guān)系三角坐標(biāo)圖可知熱熔膠相同熔點的配方是一組，根據(jù)組分與水洗剝強的關(guān)系三角坐標(biāo)圖可知熱熔膠相同水洗剝強的配方是一組；f.根據(jù)配方組成在三角坐標(biāo)圖上找到相對應(yīng)的熔點及水洗剝離強度，對相同種類原料相同熔點不同原料配比的兩個配方的水洗剝離強度進行比較，選擇相同熔點、高水洗剝離強度的配方組成，或根據(jù)已知熔點和水洗剝離強度在三角坐標(biāo)圖上找到相對應(yīng)的配方組成，最后根據(jù)性能和價格綜合確定最佳配方。
2.按照權(quán)利要求1所述的聚酰胺熱熔膠配方的確定方法，其特征在于步驟a中所述的反應(yīng)原料選自尼龍6、尼龍66、尼龍610、尼龍1010、尼龍12、尼龍613、尼龍612、尼龍1212、尼龍1013、尼龍1313中的三種或三種以上。
3.按照權(quán)利要求2所述的聚酰胺熱熔膠配方的確定方法，其特征在于所述的使用三種以上尼龍鹽時，將其中一種按多種組分組成，并根據(jù)比例關(guān)系用平均分子量來計算這種尼龍鹽的用量。
4.按照權(quán)利要求1所述的聚酰胺熱熔膠配方的確定方法，其特征在于步驟c中采用優(yōu)化混料設(shè)計表H12(45)。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的聚酰胺熱熔膠配方的確定方法，其特征在于所述的原料是脂肪二羧酸與脂肪二胺1∶1配比的單體、脂肪二羧酸與脂肪二胺合成的鹽、脂肪二羧酸與脂肪二胺縮聚成的尼龍聚合物。
6.按照權(quán)利要求1所述的聚酰胺熱熔膠配方的確定方法，其特征在于步驟c中所述的傳統(tǒng)聚酰胺熱熔膠縮聚方法合成時，使用分子量調(diào)節(jié)劑和聚合引發(fā)劑，以及抗氧劑、防腐劑、抗靜電劑、潤滑劑中的一種或幾種。
7.按照權(quán)利要求6所述的聚酰胺熱熔膠配方的確定方法，其特征在于所述的分子量調(diào)節(jié)劑為C2～C18直鏈脂肪一元羧酸或一元脂肪胺，其用量一般占二元酸或二元胺總量的0.05w％～5w％，聚合引發(fā)劑為水，加入量為5w％～35w％。
8.按照權(quán)利要求1所述的聚酰胺熱熔膠配方的確定方法，其特征在于步驟e中所述的建立的數(shù)學(xué)方程式或模型的方法為回歸統(tǒng)計或設(shè)計軟件。
全文摘要
本發(fā)明屬于聚酰胺熱熔膠的制備方法，特別是服裝用聚酰胺熱熔膠的原料配方的確定方法。本發(fā)明方法將原料分為三種，按照優(yōu)化混料設(shè)計實驗，然后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)方程式或模型，在此基礎(chǔ)上繪制組成與熔點關(guān)系三角坐標(biāo)圖以及組成與水洗剝離強度的三角坐標(biāo)圖，根據(jù)三角坐標(biāo)圖可以確定最佳配方。本發(fā)明方法克服了現(xiàn)有技術(shù)不能確定最佳配方的問題，可以最少的人力、物力獲得最佳的聚酰胺熱熔膠配方。
文檔編號C09J177/00GK1458215SQ0210966
公開日2003年11月26日 申請日期2002年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月15日
發(fā)明者張艷麗, 宋喜軍, 解麗娟, 高大成, 嚴(yán)益民 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院