CN101824752B - 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，属于纺织化工技术领域。该氨纶干法纺丝油剂包括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、0.1～2％重量的高碳异构酸盐和2～20％重量的抗静电组分。所述高碳异构酸盐为高碳异构酸镁盐、高碳异构酸锌盐、高碳异构酸钡盐或高碳异构酸钙盐。本发明的氨纶干法纺丝油剂具有优良的稳定性，无需另外添加分散剂即可与油剂体系良好相溶，同时还具有优异的平滑性、防粘性、抗静电性及柔软性。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，市场需求会保持每年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，如价格高、性能不稳定以及抗静电性能不理想等。
鉴于上述情况，有人研制出了一种氨纶干法纺丝油剂，该氨纶干法纺丝油剂的成分主要包括二甲基硅油、矿物油、高碳异构脂肪醇或酸、硬脂酸盐以及抗静电组分组成。这种氨纶纺丝油剂适用于干法纺丝中，可以在一定程度上起到平滑、消除静电等作用。
但在实际的应用过程中发现，上述氨纶纺丝油剂仍在稳定性上存在问题。其问题主要体现在：在氨纶干法纺丝油剂中添加如硬脂酸镁的硬脂酸盐后，的确可以起到防粘、增滑和隔离脱模的作用，但硬脂酸盐在常温下是固态，添加在纺丝油剂中的同时还需要配合添加分散剂，并采用较复杂的生产工艺配合方可在一定时期内保持油剂稳定。但即使在这种情况下其储存稳定性也往往不会超过一年，而且在使用过程中经常因硬脂酸盐的析出，而需要频繁清理盛装油剂的油槽和油箱。另外，使用上述氨纶纺丝油剂生产出的丝上均附着有硬脂酸盐，这导致丝在后续加工和使用过程中容易出现蜡状物、且易断头，这又在一定程度上增加了清理和清洁工作的工作量。
发明内容
为解决现有技术问题，本发明提供了一种氨纶干法纺丝油剂，该氨纶干法纺丝油剂采用液态高碳异构酸盐替代现有氨纶纺丝油剂中的固态硬脂酸盐。这种纺丝油剂不仅保留了现有添加硬脂酸盐的纺丝油剂所具有的增滑、防粘、隔离脱模等特性，而且无需另外添加分散剂即可与油剂体系良好相溶，因而从根本上解决油剂的稳定性问题。所述技术方案如下：
一种氨纶干法纺丝油剂，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％
高碳异构酸盐 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、20、22或24。
上述氨纶干法纺丝油剂，其中，所述高碳异构酸盐为高碳异构酸镁盐、高碳异构酸锌盐、高碳异构酸钡盐或高碳异构酸钙盐；所述高碳异构酸盐碳原子数为16、18、20、22或24，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：
步骤A：将1～7.5％重量的高碳异构脂肪醇或酸和0.1～1.5％重量的高碳异构酸盐混合搅拌升温至50～90℃，搅拌20～50分钟，得到混和物I；
步骤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；
步骤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。
本发明的氨纶干法纺丝油剂的制备方法，其中，所述高碳异构脂肪醇或酸的碳原子数为16、18、20、22或24；所述高碳异构酸盐为高碳异构酸镁盐、高碳异构酸锌盐、高碳异构酸钡盐或高碳异构酸钙盐；所述高碳异构酸盐碳原子数为16、18、20、22或24；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。
本发明所采用的二甲基硅油、矿物油、高碳异构脂肪醇或酸、高碳异构酸盐、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。本发明的氨纶干法纺丝油剂中含有高碳异构酸盐，使纺丝油剂具有很好的平滑性和润滑性，并且不发粘。同时液态高碳异构酸盐无需特殊分散剂既与油剂体系相溶，从根本上解决了纺丝油剂的稳定性问题。经过本发明的氨纶干法纺丝油剂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。
本发明的氨纶干法纺丝油剂具有如下有益效果：
1、采用高碳异构酸盐作为平滑、防粘组分，无需另外添加分散剂即可保证油剂稳定且不分层；
2、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；
3、油剂的润滑性即纱线的摩擦性和抗静电性配合良好；
4、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；
5、附着在纤维上的油剂在之后工序中易于洗涤和去除；
6、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
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
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％重量的碳原子数为16的高碳异构酸钙混合搅拌升温至50℃，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16％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％重量的碳原子数为18的高碳异构酸钡混合搅拌升温至60℃，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16％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％重量的碳原子数为22的高碳异构酸锌混合搅拌升温至70℃，搅拌50分钟，得到混和物I；将61％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％重量的碳原子数为24的高碳异构酸镁混合搅拌升温至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6％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13mPa.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％。
将本发明实施例4提供的氨纶干法纺丝油剂与现有日本进口的氨纶干法纺丝油剂以及现有的国产含硬脂酸盐的纺丝油剂进行对比实验：各种油剂在纺丝过程中测定的数据对比见表1；使用各种油剂后纺成氨纶丝性能测试比较见表2；使用各种油剂的成品丝在后续使用时的各项性能测试比较见表3。
表1
从表1可知，本发明实施例4提供的氨纶干法纺丝油剂与现有的含硬脂酸盐的纺丝油剂测试结果基本相当；与现有的进口纺丝油剂相比：本发明的氨纶干法纺丝油剂在低速下F/N摩擦较大，而在高速下F/N摩擦较小；在静电测试方面，本发明的的氨纶干法纺丝油剂的静电要小于现有的进口纺丝油剂。
表2
由表2可见，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，在以上方面，本发明的氨纶干法纺丝油剂的性能优于现有的进口纺丝油剂产品，同时与现有的含硬脂酸盐的纺丝油剂相当；而在干热恢复率和退绕性能方面，本发明的氨纶干法纺丝油剂明显优于现有进口纺丝油剂产品，与现有含硬脂酸盐的纺丝油剂相当。
表3
从表3可以看出：使用本发明的氨纶干法纺丝油剂的成品丝在各项指标中均与使用现有国产含硬脂酸盐的纺丝油剂的成品丝相当；而与使用现有进口纺丝油剂的成品丝相比，在毛圈检查中断头次数明显减少，成品丝的单纤维摩擦和编织张力与使用现有进口的纺丝油剂的成品丝基本相同，但在抗静电效果上得到了显著提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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、20、22或24。
5.如权利要求1所述的氨纶干法纺丝油剂，其中，所述高碳异构酸盐为高碳异构酸镁盐、高碳异构酸锌盐、高碳异构酸钡盐或高碳异构酸钙盐；所述高碳异构酸盐的碳原子数为16、18、20、22或24。
6.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。
7.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。
8.一种氨纶干法纺丝油剂的制备方法，其包括如下步骤：
步骤A：将1～7.5％重量的高碳异构脂肪醇或酸和0.1～2％重量的液态高碳异构酸盐混合均匀，升温至50～90℃，搅拌20～50分钟，得到混和物I；
步骤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；
步骤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。
9.如权利要求8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。
10.如权利要求8所述的氨纶干法纺丝油剂的制备方法，其中，所述高碳异构脂肪醇或酸的碳原子数为16、18、20、22或24；所述高碳异构酸盐为高碳异构酸镁盐、高碳异构酸锌盐、高碳异构酸钡盐或高碳异构酸钙盐；所述高碳异构酸盐碳原子数为16、18、20、22或24；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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