CN101597864B - 一种氨纶干法纺丝油剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氨纶干法纺丝油剂，其包括30～80％重量的二甲基硅油、10～50％重量矿物油、1～7.5％重量的高碳异构脂肪醇或酸、1～5％重量的分散组分、0.1～1.5％重量的硬脂酸盐和2～20％重量的抗静电组分。所述分散组分为有机硅表面活性剂同丙烯酸马来酸共聚物的混合物，重量比为1∶0.5～2；所述抗静电组分为聚醚硅油同非离子异构醇聚氧乙烯醚的混合物，重量比为1∶0.5～2。本发明的氨纶干法纺丝油剂具有优良的平滑性、柔软性和抗静电性，而且该油剂性能稳定，防粘性能优异，经其处理后的氨纶纤维，具有良好的退绕性和成型性，在后续加工过程中，氨纶丝易退绕不塌边且断丝少。
Description
技术领域
本发明涉及一种纺丝油剂，特别是涉及一种氨纶干法纺丝油剂，本发明还涉及了该氨纶干法纺丝油剂的制备方法。
背景技术
随着纺织科技日新月异的进步，氨纶及其制品生产的新工艺、新技术不断涌现，特别是杜邦“棉+莱卡”技术理念的大力推广和深入人心，使氨纶的应用领域得到了极大拓展，已经从纺织领域快速向汽车装饰、医用等领域拓展，从而促进了其市场需求的迅猛增长，也使氨纶产业近几年快速发展。到2005年底，国内产能达到20万吨，约占世界产能的40％，预计到2010年期间，市场需求会保持15～20％的较快增长，中国已成为名副其实的世界第一氨纶生产国。
与氨纶生产的快速增长相比，氨纶纺丝油剂作为氨纶在纺丝过程中使用的润滑剂，目前还存在一些缺陷，如价格较高，产品性能不够稳定、抗静电性能有待进一步提高等。因此，急需开发一种生产成本低、抗静电性优良且性能稳定的氨纶纺丝油剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种氨纶干法纺丝油剂，该纺丝油剂具有优良的平滑性、柔软性和抗静电性，而且该油剂性能稳定，防粘性能优异，经其处理后的氨纶纤维，具有良好的退绕性和成型性，在后续加工过程中，氨纶丝易退绕不塌边且断丝少。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种氨纶干法纺丝油剂，其包括如下组分：
二甲基硅油 30～80％
矿物油 10～50％
高碳异构脂肪醇或酸 1～7.5％
分散组分 1～5％
硬脂酸盐 0.1～1.5％
抗静电组分 2～20％
以上组分的百分含量之和为100％，以重量计。
上述氨纶干法纺丝油剂，其中，所述二甲基硅油在25摄氏度时的运动粘度为5～30mPa.s，二甲基硅油在本发明的氨纶干法纺丝油剂中作为一种平滑剂。
上述氨纶干法纺丝油剂，其中，所述矿物油在40摄氏度时的运动粘度为5～30mPa.s。
上述氨纶干法纺丝油剂，其中，所述高碳异构脂肪醇或酸的碳原子数为16、18或20。
上述氨纶干法纺丝油剂，其中，所述分散组分为有机硅表面活性剂同丙烯酸马来酸共聚物的混合物，所述有机硅表面活性剂同丙烯酸马来酸共聚物的重量比为1∶0.5～2，起到分散剂的作用，是油剂体系本身的稳定剂。
上述氨纶干法纺丝油剂，其中，所述硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡或硬脂酸钙，可使纤维具有良好的滑爽性和退绕性。
上述氨纶干法纺丝油剂，其中，所述抗静电组分为聚醚硅油同非离子异构醇聚氧乙烯醚的混合物，所述聚醚硅油与非离子异构醇聚氧乙烯醚的重量比为1∶0.5～2，具有优良的平滑性、抗静电性和退绕性。
上述氨纶干法纺丝油剂，其中，所述氨纶干法纺丝油剂在25℃的比重为0.83～0.96g/cm3，在25℃的粘度为5～30mPa.s。
本发明还提供了一种氨纶干法纺丝油剂的制备方法，其包括如下步骤：
a将1～7.5％重量的高碳异构脂肪醇或酸和0.1～1.5％重量的硬脂酸盐混合搅拌升温至40～70℃，再加入1～5％重量的分散组分继续搅拌升温至80～135℃，搅拌20～50分钟，得到混和物I；
b将30～80％重量份的二甲基硅油和10～50％重量份的矿物油混合均匀，升温至60～80℃，得到混和物II；
c将所述步骤a得到的混和物I加入到所述步骤b得到的混合物II中，搅拌40～80分钟，降温到40～50℃，再加入2～20％重量的抗静电组分，继续搅拌40～80分钟，之后冷却至35℃以下，得到所述氨纶干法纺丝油剂。
本发明所采用的二甲基硅油、矿物油、高碳异构脂肪醇或酸、硬脂酸盐、有机硅表面活性剂、丙烯酸马来酸共聚物、聚醚硅油、非离子异构醇聚氧乙烯醚等均为市场上可以购买的产品。
本发明的氨纶干法纺丝油剂，主要以二甲基硅油为主，采用高碳异构脂肪醇或酸做助溶剂；采用聚醚硅油和非离子异构醇聚氧乙烯醚组成双抗静电组分，具有优良的隔离性和抗静电性；采用的硬脂酸盐具有很好的平滑性和润滑性，并且不发粘，是一种优异的平滑性、防粘性物质；采用有机硅表面活性剂同丙烯酸马来酸共聚物的混合物作为分散组分，起到了分散剂的作用，可以使硬脂酸盐很好的分散于氨纶干法纺丝油剂中，解决了油剂的稳定性问题，目前现有的油剂在3～6个月之内均会出现分层，而本发明的氨纶干法纺丝油剂存放一年也不会出现分层问题。
本发明的氨纶干法纺丝油剂具有如下有益效果：
1、抗静电性优良，在滑度较小的情况下，可使纺丝过程顺利进行，使纱线的成型和卷绕好；
2、油剂的润滑性即纱线的摩擦性和抗静电性配合良好；
3、对氨纶纤维具有良好的离散隔离性，抗粘和防粘连效果好，内、外层的退绕性优良；
4、附着在纤维上的油剂在之后工序服用时易于洗涤和去除；
5、该氨纶纺丝油剂适用于干法纺丝，油剂在干法纺丝中，主要起到平滑、消除静电、隔离和防粘连的作用。
具体实施方式
下面结合实施例详细描述本发明。
实施例1
将1.5％重量的碳原子数为16的高碳异构脂肪醇和0.5％重量的硬脂酸钙混合搅拌升温至50℃，再加入1％重量的分散组分，该分散组分为1重量份的有机硅表面活性剂同0.5重量份的丙烯酸马来酸共聚物组成的混合物，继续搅拌升温至100℃，搅拌40分钟，得到混和物I；将80％重量份的二甲基硅油(25摄氏度时的运动粘度为30mPa.s)和15％重量份的矿物油(40摄氏度时的运动粘度为15mPa.s)混合均匀，升温至60℃，得到混和物II；将上述得到的混和物I加入到混合物II中，搅拌50分钟，降温到40℃，再加入2％重量的抗静电组分，该抗静电组分为1重量份的聚醚硅油同1重量份的非离子异构醇聚氧乙烯醚组成的混合物，继续搅拌40分钟，之后冷却至25℃，得到氨纶干法纺丝油剂。
本实施例制得的氨纶干法纺丝油剂的比重为0.96g/cm3(25℃)，粘度为30mPa.s(25℃)，该氨纶干法纺丝油剂在20℃，湿度65％条件下于培养箱中24小时的挥发的重量为0.25％。
实施例2
将3.9％重量的碳原子数为18的高碳异构脂肪酸和0.1％重量的硬脂酸钡混合搅拌升温至40℃，再加入3％重量的分散组分，该分散组分为1重量份的有机硅表面活性剂同1重量份的丙烯酸马来酸共聚物组成的混合物，继续搅拌升温至80℃，搅拌20分钟，得到混和物I；将30％重量份的二甲基硅油(25摄氏度时的运动粘度为10mPa.s)和50％重量份的矿物油(40摄氏度时的运动粘度为30mPa.s)混合均匀，升温至70℃，得到混和物II；将上述得到的混和物I加入到混合物II中，搅拌40分钟，降温到45℃，再加入13％重量的抗静电组分，该抗静电组分为1重量份的聚醚硅油同0.5重量份的非离子异构醇聚氧乙烯醚组成的混合物，继续搅拌60分钟，之后冷却至30℃，得到氨纶干法纺丝油剂。
本实施例制得的氨纶干法纺丝油剂的比重为0.83g/cm3(25℃)，粘度为15mPa.s(25℃)，该氨纶干法纺丝油剂在20℃，湿度65％条件下于培养箱中24小时的挥发的重量为0.65％。
实施例3
将7.5％重量的碳原子数为20的高碳异构脂肪酸和1.5％重量的硬脂酸锌混合搅拌升温至70℃，再加入5％重量的分散组分，该分散组分为1重量份的有机硅表面活性剂同2重量份的丙烯酸马来酸共聚物组成的混合物，继续搅拌升温至135℃，搅拌50分钟，得到混和物I；将56％重量份的二甲基硅油(25摄氏度时的运动粘度为5mPa.s)和10％重量份的矿物油(40摄氏度时的运动粘度为5mPa.s)混合均匀，升温至80℃，得到混和物II；将上述得到的混和物I加入到混合物II中，搅拌80分钟，降温到50℃，再加入20％重量的抗静电组分，该抗静电组分为1重量份的聚醚硅油同2重量份的非离子异构醇聚氧乙烯醚组成的混合物，继续搅拌80分钟，之后冷却至35℃，得到氨纶干法纺丝油剂。
本实施例制得的氨纶干法纺丝油剂的比重为0.89g/cm3(25℃)，粘度为5mPa.s(25℃)，该氨纶干法纺丝油剂在20℃，湿度65％条件下于培养箱中24小时的挥发的重量为1.0％。
实施例4
将3％重量的碳原子数为20的高碳异构脂肪醇和1％重量的硬脂酸镁混合搅拌升温至50℃，再加入2％重量的分散组分，该分散组分为1重量份的有机硅表面活性剂同1重量份的丙烯酸马来酸共聚物组成的混合物，继续搅拌升温至90℃，搅拌30分钟，得到混和物I；将70％重量份的二甲基硅油(25摄氏度时的运动粘度为10mPa.s)和20％重量份的矿物油(40摄氏度时的运动粘度为10mPa.s)混合均匀，升温至60℃，得到混和物II；将上述得到的混和物I加入到混合物II中，搅拌60分钟，降温到50℃，再加入4％重量的抗静电组分，该抗静电组分为1重量份的聚醚硅油同1重量份的非离子异构醇聚氧乙烯醚组成的混合物，继续搅拌60分钟，之后冷却至25℃，得到氨纶干法纺丝油剂。
本实施例制得的氨纶干法纺丝油剂的比重为0.93g/cm3(25℃)，粘度为22mPa.s(25℃)，该氨纶干法纺丝油剂在20℃，湿度65％条件下于培养箱中24小时的挥发的重量为0.5％。
将实施例4与日本进口的氨纶干法纺丝油剂进行对比实验，油剂在纺丝过程中测定的数据对比见表1，使用油剂后纺成氨纶丝性能测试比较见表2，成品丝在使用时的各项性能测试比较见表3。
表1
| 产品 | 速度(m/min) | F/N摩擦(g) | 静电(Kv) |
| 实施例4 | 10 | 15.0 | 0.15 |
| 25 | 17.5 | 0.2 | |
| 50 | 19.0 | 0.2 | |
| 100 | 22.5 | 0.1 | |
| 200 | 27.5 | 0.05 | |
| 进口油剂 | 10 | 12.5 | 0.5 |
| 25 | 17.0 | 0.4 | |
| 50 | 19.0 | 0.3 | |
| 100 | 22.5 | 0.3 | |
| 200 | 30.0 | 0.5 |
从表1可知，本发明的氨纶干法纺丝油剂与进口产品相比：
A.本发明的氨纶干法纺丝油剂在低速下F/N摩擦较大，在高速下F/N摩擦较小；
B.本发明的氨纶干法纺丝油剂的静电要小于进口油剂。
表2
从表2可以看出，从对氨纶丝线的断裂强度、断裂伸长率、弹性恢复率等方面的测试结果可以看出，本发明的氨纶干法纺丝油剂在以上方面的性能优于进口产品，在干热恢复率和退绕性能上明显优于进口产品。
表3
从表3可以看出：本发明的氨纶干法纺丝油剂，在毛圈检查中断头次数明显减少，单纤维摩擦和编织张力与日本进口产品基本相同，但在抗静电效果上得到了显著提高。
Claims (10)
1.一种氨纶干法纺丝油剂，其包括如下组分：
以上组分的百分含量之和为100％，以重量计。
2.如权利要求1所述的氨纶干法纺丝油剂，其中，所述二甲基硅油在25摄氏度时的运动粘度为5～30mPa.s。
3.如权利要求1所述的氨纶干法纺丝油剂，其中，所述矿物油在40摄氏度时的运动粘度为5～30mPa.s。
4.如权利要求1所述的氨纶干法纺丝油剂，其中，所述高碳异构脂肪醇或酸的碳原子数为16、18或20。
5.如权利要求1所述的氨纶干法纺丝油剂，其中，所述分散组分为有机硅表面活性剂同丙烯酸马来酸共聚物的混合物，所述有机硅表面活性剂同丙烯酸马来酸共聚物的重量比为1∶0.5～2。
6.如权利要求1所述的氨纶干法纺丝油剂，其中，所述硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡或硬脂酸钙。
7.如权利要求1所述的氨纶干法纺丝油剂，其中，所述抗静电组分为聚醚硅油同非离子异构醇聚氧乙烯醚的混合物，所述聚醚硅油与非离子异构醇聚氧乙烯醚的重量比为1∶0.5～2。
8.如权利要求1所述的氨纶干法纺丝油剂，其中，所述氨纶干法纺丝油剂在25℃的比重为0.83～0.96g/cm3，在25℃的粘度为5～30mPa.s。
9.一种权利要求1所述的氨纶干法纺丝油剂的制备方法，其包括如下步骤：
a将1～7.5％重量的高碳异构脂肪醇或酸和0.1～1.5％重量的硬脂酸盐混合搅拌升温至40～70℃，再加入1～5％重量的分散组分继续搅拌升温至80～135℃，搅拌20～50分钟，得到混和物I；
b将30～80％重量份的二甲基硅油和10～50％重量份的矿物油混合均匀，升温至60～80℃，得到混和物II；
c将所述步骤a得到的混和物I加入到所述步骤b得到的混合物II中，搅拌40～80分钟，降温到40～50℃，再加入2～20％重量的抗静电组分，继续搅拌40～80分钟，之后冷却至35℃以下，得到所述氨纶干法纺丝油剂。
10.如权利要求9所述的氨纶干法纺丝油剂的制备方法，其中，所述二甲基硅油在25摄氏度时的运动粘度为5～30mPa.s；所述矿物油在40摄氏度时的运动粘度为5～30mPa.s；所述高碳异构脂肪醇或酸的碳原子数为16、18或20；所述分散组分为有机硅表面活性剂同丙烯酸马来酸共聚物的混合物，所述有机硅表面活性剂同丙烯酸马来酸共聚物的重量比为1∶0.5～2；所述硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡或硬脂酸钙；所述抗静电组分为聚醚硅油同非离子异构醇聚氧乙烯醚的混合物，所述聚醚硅油与非离子异构醇聚氧乙烯醚的重量比为1∶0.5～2。
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