CN101046059A

CN101046059A - 一种阳离子丙纶纺丝油剂

Info

Publication number: CN101046059A
Application number: CN 200710039387
Authority: CN
Inventors: 周向东; 杨海涛
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2007-04-12
Filing date: 2007-04-12
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2027-04-12
Also published as: CN100480462C

Abstract

本发明公开了一种阳离子丙纶纤维的纺丝油剂，属于化学纤维纺丝油剂技术领域。按质量百分比，它由2～10％的抗静电剂、45～60％的平滑剂、5～20％的分散剂、5～20％的集束剂和2～5％的稳定剂组成；所述的抗静电剂是化学式为[RN(R₁)(R₂)(R₃)]⁺X^－的季铵盐类阳离子表面活性剂，其中，R为C₁₀～C₁₂的直链烷基，R₁，R₂，R₃为C₁～C₃的烷基或H，X为卤素Cl或Br元素。本发明可适用于硬度较高的自来水和地下井水配制油剂水溶液，在纺丝过程中能及时消除或减少因丝束高速滑动而产生的静电；同时，该油剂的油膜强度高，附着性好，上油均匀稳定，能保证纤维具有较好的抗静电性、集束性、平滑性、耐热性和柔软性，能适应丙纶的加工要求和不同型号的丙纶纺丝设备，保证纤维生产的顺利进行。

Description

一种阳离子丙纶纺丝油剂

技术领域

本发明涉及一种用于丙纶纤维的纺丝油剂，特别涉及一种阳离子丙纶纤维的纺丝油剂，属于化学纤维纺丝油剂技术领域。

背景技术

丙纶纤维是一种疏水性的高分子化合物，分子结构中没有极性基团，吸湿性低，静电性强。在纤维纺丝、加弹过程中，纤维丝束相互之间的摩擦以及纤维与机械设备的摩擦将产生静电，导致丝束缠辊、毛丝、松散等，因此在丙纶纺丝生产工艺中，为了保证纤维在一定条件下顺利进行纺丝，改善纤维性能及纤维的质量，并提高纤维制品的质量，必须使用纺丝油剂。

为了降低生产成本，在配制油剂乳液时，一般的企业有可能使用自来水或未经任何处理的地下水，不同地方的自来水和地下水中的Ga²⁺、Mg²⁺等金属离子的含量不同。目前，丙纶化纤油剂一般是用非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复配而成的，中国发明专利“丙纶纺丝油剂及其制造方法”(CN1257950)公开了一种以硅油、高级醇、高级酸、十六醇磷酸酯钾盐、两性磷酸酯铵盐等为添加剂的丙纶纺丝油剂，由于其构成组分主要是以非离子和阴离子表面活性剂为主要成分，水中的Ca²⁺、Mg²⁺等金属离子可以与油剂中的阴离子表面活性剂如磷酸酯盐等物质结合，生成不溶与水的沉淀物，影响油剂的抗静电性和油剂的乳化分散等性能，进而影响纤维的抗静电性和摩擦特性，在纺丝及后加弹变形过程中易出现毛丝、断头现象，导致卷绕成型差，优等品率低，难以适应丙纶纺丝工艺的使用需求，甚至有时纤维根本就无法生产，给化纤厂家带来经济损失。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种抗静电性强、性能稳定，可适用于硬度较高的自来水和地下井水配制油剂水溶液的阳离子丙纶纺丝油剂。

为了实现本发明目的，提供的一种阳离子丙纶纺丝油剂的技术方案是：按质量百分比，它由2～10％的抗静电剂、45～60％的平滑剂、5～20％的分散剂、5～20％的集束剂和2～5％的稳定剂组成；所述的抗静电剂是化学式为[RN(R₁)(R₂)(R₃)]⁺X^-的季铵盐类阳离子表面活性剂，其中，R为C₁₀～C₁₂的直链烷基，R₁，R₂，R₃为C₁～C₃的烷基或H，X为卤素Cl或Br元素；所述的平滑剂是具有通式RCOO(CH₂CH₂O)_mH或RCOO(CH₂CH₂O)_mCOOR的脂肪酸聚乙二醇酯中的一种及其它们的组合，其中，R为C₁₁～C₁₇的直链烷基或烯基，m为6～15的整数；所述的分散剂为壬基酚聚氧乙烯醚或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或一种以上的混合物；所述的集束剂为蓖麻油聚氧乙烯醚或烷醇酰胺中的一种或一种以上的混合物；所述的稳定剂为精制椰子油或精制色拉油中的一种或一种以上的混合物。

上述所述的季铵盐类阳离子表面活性剂中R₁，R₂，R₃烷基的结构相同或不同。

丙纶纤维是一种疏水性的高分子化合物，分子结构中没有极性基团，吸湿性低，静电性强。在纤维纺丝、加弹过程中，纤维丝束相互之间的摩擦以及纤维与机械设备的摩擦将产生静电，导致丝束缠辊、毛丝、松散等，为解决纺丝过程中产生的静电问题，在油剂中必须加抗静电成份，由于丙纶纤维带负电荷，而阳离子表面活性剂带正电荷，这样丙纶纤维和阳离子表面活性剂会产生强烈的吸附，从而有效的减少纤维因高速摩擦而产生的静电荷。由于二价和三价金属离子会使带有两个以上长链烷基的季铵盐产生沉淀，因此，本发明选用了一种只有一个长链烷基的季铵盐阳离子表面活性剂作为纺丝油剂的抗静电剂，其HLB值和水溶性随其链长增加而减小，作用在于它不会与硬水中的Ca²⁺、Mg²⁺等金属离子产生沉淀，起到很好的抗静电效果。而目前在纺丝油剂中使用的抗静电剂为SN，它由18个碳原子长链烷基组成，水溶性较差，若用作丙纶油剂的组份，将会影响油剂的扩散性能和润湿性能，因此，本发明选择了烷基链长在10～12个碳链的季铵盐作为油剂的抗静电剂。

平滑剂的作用可保持纤维与纤维，纤维与其它接触部件之间的适宜摩擦系数，改善平滑性能，有利于纺丝拉伸的顺利进行。

平滑剂的作用在于可使油剂体系中的各组分分散均匀，使油剂在使用过程中成为均匀、透明、稳定的油状溶液。另外壬基酚聚氧乙烯醚或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯都具有良好的耐热性能，可以很好的解决油剂的耐热问题。

集束剂的作用在于能提高纤维的集束性，使纤维在加工过程中不散乱、蓬松，对纤维起抱合作用。

稳定剂的加入能保证油剂的使用和贮存稳定性，降低油剂的表面张力，增强油剂的抗静电性能，提高油剂稳定性。另外合成纤维是疏水性物质，精制椰子油或精制色拉油是亲油性物质，精制椰子油或精制色拉油会在纤维表面形成一层致密的油膜，从而起到减少纤维摩擦保护纤维顺利纺丝的目的。

与现有技术相比，本发明的优点是：由于以阳离子和非离子表面活性剂为油剂的主体成分，能适应不同硬度的自来水和地下井水，在纺丝过程中能及时消除或减少因丝束高速滑动而产生的静电，有效地提高了油剂的抗静电性，保证纤维的加工品质；同时，该油剂的油膜强度高，附着性好，上油均匀稳定，能保证纤维具有较好的抗静电性、集束性、平滑性、耐热性和柔软性，能适应丙纶的加工要求和不同型号的丙纶纺丝设备，保证纤维生产的顺利进行。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例：

按质量百分比，确定各组分的比例：

5％的抗静电剂，选用季铵盐类阳离子表面活性剂[C₁₀H₂₁N(C₂H₅)(CH₃)(CH₃)]⁺Cl^-；

60％的平滑剂，其中，月桂酸聚乙二醇酯为45％，油酸聚乙二醇酯为15％；

10％的分散剂，其中，聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯5％，壬基酚聚氧乙烯醚5％；

20％的集束剂，其中，蓖麻油聚氧乙烯醚(EL类)15％，烷醇酰胺5％；

5％的稳定剂，选用精制椰子油。

按上述组分及比例配料后，其阳离子丙纶纺丝油剂的制造方法为：

按各组分的重量百分比，将计量准确的各组份抽入反应釜，开动搅拌器，再抽入计量好的去离子水，加热至40～50℃，搅拌1.5～2小时，搅拌均匀后冷却，过滤，包装。

本发明所述的配比及制造方法所生产的阳离子丙纶纺丝油剂可达如下质量指标：

1.外观：黄色至淡黄色透明液体；

2.pH(质量分数为1％水溶液，常温)：6.0～8.0；

3.有效成分：84～86％；

4.运动黏度(质量分数为15％水溶液，40℃，mm²/s)：8～15；

5.乳液稳定性(质量分数为15％水溶液，常温)：72小时不分层。

本发明所述的阳离子丙纶纺丝油剂适用于68D～1500D的丙纶本色及有色复丝、变形丝、异形丝的生产。经化纤厂用硬度为150ppm的硬水来配制油剂水溶液用，纺丝、拉伸生产正常，纤维质量指标达到用户要求。

Claims

1.一种阳离子丙纶纺丝油剂，其特征在于：按质量百分比，它由2～10％的抗静电剂、45～60％的平滑剂、5～20％的分散剂、5～20％的集束剂和2～5％的稳定剂组成；所述的抗静电剂是化学式为[RN(R₁)(R₂)(R₃)]⁺X^-的季铵盐类阳离子表面活性剂，其中，R为C₁₀～C₁₂的直链烷基，R₁，R₂，R₃为C₁～C₃的烷基或H，X为卤素Cl或Br元素；所述的平滑剂是具有通式RCOO(CH₂CH₂O)_mH或RCOO(CH₂CH₂O)_mCOOR的脂肪酸聚乙二醇酯中的一种及其它们的组合，其中，R为C₁₁～C₁₇的直链烷基或烯基，m为6～15的整数；所述的分散剂为壬基酚聚氧乙烯醚或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或一种以上的混合物；所述的集束剂为蓖麻油聚氧乙烯醚或烷醇酰胺中的一种或一种以上的混合物；所述的稳定剂为精制椰子油或精制色拉油中的一种或一种以上的混合物。

2.根据权利要求1所属的一种阳离子丙纶纺丝油剂，其特征在于：所述的季铵盐类阳离子表面活性剂中R₁，R₂，R₃烷基的结构相同或不同。