CN102587142B

CN102587142B - 一种用于易染涤纶bcf地毯纱的纺丝油剂

Info

Publication number: CN102587142B
Application number: CN2012100132336A
Authority: CN
Inventors: 王金梅; 苟明霞; 陈革新; 姚彩兰; 赵培庆; 胡子坡; 任静; 王诚
Original assignee: ZHEJIANG YIWU JINHUA CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: Shanghai Tai Tai Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2032-01-17
Also published as: CN102587142A

Abstract

一种用于易染涤纶BCF地毯纱的纺丝油剂，属于合成纤维的加工用油剂技术领域。其特征在于：该易染涤纶BCF地毯纱纺丝油剂由平滑剂、乳化剂、集束剂、抗静电剂组成，各成份重量份数为：平滑剂50～60份，乳化剂20～25份，集束剂7～15份，抗静电剂2～5份。本发明能满足涤纶分子链特性和涤纶BCF的纺丝工艺要求，其稳定性好，油剂乳液的使用可以降低纤维上的附油量，降低成本，减少污染；油剂在短时间挥发少，长时间挥发大，结焦少，易清除；能提高涤纶纤维之间的抱合力，和纤维的强度；油剂的粘度随浓度的变化比较平稳，纺丝过程中张力稳定，断头少，废丝率可由原来的15％减少到8％，显著提高了涤纶BCF地毯纱的质量和生产效率。

Description

一种用于易染涤纶BCF地毯纱的纺丝油剂

技术领域

本发明涉及一种用于易染涤纶BCF地毯纱的纺丝油剂，属于合成纤维的加工用油剂技术领域。

背景技术

目前，我国房地产、旅游酒店和航空、铁路、公路等交通运输，以及汽车工业高速发展，各种化纤地毯使用量不断增加，化纤BCF应用前景广阔。BCF地毯纱的主要原料为锦纶、丙纶及少量的涤纶。近年来，由于涤纶良好的耐热性和耐光性，及阳离子改性涤纶的问世，又凭借涤纶其有力的价格优势，已成为传统地毯材料的重要替代品。但涤纶分子链紧密敛集，结晶度和取向度较高，极性较小，缺乏亲水性，自身的吸湿性差，摩擦系数大，在纺丝及后续加工过程中易产生静电，纤维之间缺乏抱合力，集束性差，毛丝多，易断头，进而导致产品质量差，生产成本高，生产效率低。为此生产涤纶BCF地毯纱的企业希望在纺丝过程中使用一种油剂以确保涤纶BCF地毯纱的质量和生产效率。但根据文献调研，国内外关于化纤油剂的报道很多，却未见改性涤纶BCF纺丝油剂的报道。涤纶BCF的纺丝工艺不同于普通涤纶长丝或短纤的生产工艺，涤纶BCF纺丝过程中，上油之后还要经过热拉伸，膨化变形，冷却及交络，然后是高速卷绕，其中主牵伸辊和变形箱的温度达180℃左右，BCF地毯纱的生产速度可达到3600m/min甚至更高，生产工艺的不同对油剂提出了新的要求，高速纺要求油剂具有很好的润湿性和平滑性。其次减少断头率，油剂还应具有一定的油膜强度和耐摩擦性能。拉伸及变形过程中的高温要求油剂具有较好的热稳定性，结焦少，易清除；为了保证纺丝过程中张力稳定，油剂的转相点粘度应小些或没有转相点粘度。此外，油剂要满足对环境无污染、无毒性及具有良好生物降解性的要求。可见，涤纶BCF纺丝油剂的开发是一项难度较大的工作。目前，企业在涤纶BCF的纺丝过程中所用油剂有两种选择，一是采用日本、美国及德国进口的锦纶或丙纶BCF纺丝油剂，其生产成本较高；二是为节省生产成本，多采用国产普通涤纶纺丝油剂代用。不管选择哪种油剂，都存在以下弊病：

(1)油剂的耐热性较差，在高温高速纺丝过程中，大部分油剂挥发、分解，油膜强度降低，平滑性变差，进而产生毛丝和断头；

(2)油剂的粘浓特性差，油剂的转相点粘度较大，引起张力剧烈波动，严重影响产品的品质；

(3)在高速纺丝过程中，90或144根单丝在一定的抱合、拉伸及变形工艺下形成一根涤纶BCF地毯纱，油剂润湿性差，不能快速均匀地附着在纤维表面，使纤维之间的抱合性能差，纤维强力降低，进而影响牵伸和变形，增加废丝率。

发明内容

本发明的目的是要提供一种用于易染涤纶BCF地毯纱的纺丝油剂，它能克服上述现有纺丝油剂用于涤纶BCF纺丝存在的弊病，能满足涤纶分子链特性和涤纶BCF的纺丝工艺要求，它的原液和乳液的稳定性好，油剂乳液的使用可以降低纤维上的附油量，降低成本，避免不必要的环境污染；油剂在短时间挥发少，长时间挥发大，结焦少，易清除；油剂能快速均匀地铺展在涤纶纤维之间，提高涤纶纤维之间的抱合力，从而提高涤纶纤维的强度；油剂的粘度随浓度的变化比较平稳，纺丝过程中张力稳定，断头少，废丝率可由原来的15％减少到8％，显著提高了涤纶BCF地毯纱的质量和生产效率。

上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种用于易染涤纶BCF地毯纱的纺丝油剂，其要点在于：该易染涤纶BCF地毯纱纺丝油剂由平滑剂、乳化剂、集束剂、抗静电剂组成，各成份重量份数为：平滑剂50～60份，乳化剂20～25份，集束剂7～15份，抗静电剂2～5份。

上述的一种用于易染涤纶BCF地毯纱的纺丝油剂，其技术方案之一是所述的平滑剂为烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚、聚氧乙烯、聚氧丙烯嵌段聚合物、月桂酸聚氧乙烯(9)酯、蓖麻油聚氧乙烯(40)醚或环氧加成聚合物SDP-660中的任意一种或多种的混合物。

上述的一种用于易染涤纶BCF地毯纱的纺丝油剂，其技术方案之一是所述的乳化剂为聚乙二醇辛基苯基醚、正癸烷、正癸醇及聚醚改性的聚硅氧烷中的一种或多种的混合物。

上述的一种用于易染涤纶BCF地毯纱的纺丝油剂，其技术方案之一是所述的集束剂为聚乙二醇硬脂酸酯、聚乙二醇月桂酸酯、聚乙二醇油酸酯及聚乙二醇单硬脂酸中的一种或多种的混合物。

上述的一种用于易染涤纶BCF地毯纱的纺丝油剂，其技术方案之一是所述的抗静电剂为十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐、烷基醚磷酸酯钾盐、烷基醚磷酸酯铵盐中的一种或多种的混合物。

上述的一种用于易染涤纶BCF地毯纱的纺丝油剂采用如下制备方法制备：即将上述各成份重量份数混合，升温60～90℃，以一定速度搅拌均匀，恒温一定时间，即配制成易染涤纶BCF地毯纱纺丝油剂。

本发明的有益效果它克服了现有纺丝油剂用于涤纶BCF纺丝存在的弊病，能满足涤纶分子链特性和涤纶BCF的纺丝工艺要求，与目前现有技术相比，具有以下优点：

(1)、它的原液和乳液的稳定性好，油剂乳液的使用可以降低纤维上的附油量，降低成本，避免不必要的环境污染，并且无毒无异味；

(2)、转相点粘度小或无转相点粘度，使生产过程中张力稳定及上油均匀，避免张力波动造成的断头；

(3)、耐热性好，纤维通过180℃甚至接近300℃左右的热板时，发烟少，挥发而吸附在热板表面的油剂少，部分滴落在热板上的油剂能很快分解挥发掉，且结焦残留物易于清除，避免结焦物影响纤维在热板上的受热均匀性和热板的传热效率，导致丝束拉伸性能不佳，造成张力波动，进而引起断头。适用于涤纶BCF地毯纱加工过程中高温的要求；

(4)、油剂润湿性好，在易染涤纶BCF高速纺丝过程中，油剂能迅速吸附并均匀铺展在纤维表面，油膜厚度均匀，纤维丝束平滑，纤维拉伸均匀，可纺性大幅提高，断头、毛丝明显减少，且不存在染色斑等问题。

总之本发明油剂可纺性好，断头少、满筒率高、筒子成型良好，废丝率由原来的15％减少到8％，结焦残留少，易于清除，该油剂不仅节约成本，提高生产效率，而且提升了BCF地毯纱的品质，提高了效益。

附图说明

图1：实施例与进口油剂HQ-668浓度-粘度曲线比较结果参照图。

具体实施方式

下面列举实施例对本发明作进一步描述，但本发明不只限于这些实施例。

实施例1

本实施例由各成份重量份数为50份平滑剂、20份乳化剂、7集束剂、2份抗静电剂组成；其中平滑剂为烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚，乳化剂为聚乙二醇辛基苯基醚，集束剂为聚乙二醇硬脂酸酯，抗静电剂为十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐；将按上述重量配比的各成份混合，升温70℃，以搅拌速度550rpm搅拌均匀，恒温30min后冷却降温，即配制成易染涤纶BCF地毯纱纺丝油剂。

实施例2

本实施例由各成份重量份数为53份平滑剂，23份乳化剂，9份集束剂，3份抗静电剂组成；其中平滑剂为聚氧乙烯，乳化剂为正癸烷，集束剂为聚乙二醇月桂酸酯，抗静电剂为烷基醚磷酸酯钾盐；将按上述重量配比的各成份混合，升温75℃，以搅拌速度550rpm搅拌均匀，恒温30min后冷却降温，即配制成易染涤纶BCF地毯纱纺丝油剂。

实施例3

本实施例由各成份重量份数为55份平滑剂，24份乳化剂，11份集束剂，4份抗静电剂组成；其中平滑剂为聚氧丙烯嵌段聚合物，乳化剂为正癸醇，集束剂为聚乙二醇油酸酯，抗静电剂为烷基醚磷酸酯铵盐‘将按上述重量配比的各成份混合，升温80℃，以搅拌速度600rpm搅拌均匀，恒温35min后冷却降温，即配制成易染涤纶BCF地毯纱纺丝油剂。

实施例4

本实施例由各成份重量份数为57份平滑剂，21份乳化剂，13份集束剂，4.5份抗静电剂组成；其中平滑剂为月桂酸聚氧乙烯(9)酯，乳化剂为聚醚改性的聚硅氧烷，集束剂为聚乙二醇单硬脂酸，抗静电剂为十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐与烷基醚磷酸酯钾盐的混合物；将按上述重量配比的各成份混合，升温85℃，以搅拌速度700rpm搅拌均匀，恒温40min后冷却降温，即配制成易染涤纶BCF地毯纱纺丝油剂。

实施例5

本实施例由各成份重量份数为60份平滑剂，25份乳化剂，15份集束剂，5份抗静电剂组成；其中平滑剂为蓖麻油聚氧乙烯(40)醚，乳化剂为聚乙二醇辛基苯基醚与正癸烷的混合物，集束剂为聚乙二醇硬脂酸酯与聚乙二醇月桂酸酯的混合物，抗静电剂为烷基醚磷酸酯钾盐与烷基醚磷酸酯铵盐的混合物；将按上述重量配比的各成份混合，升温87℃，以搅拌速度800rpm搅拌均匀，恒温40min后冷却降温，即配制成易染涤纶BCF地毯纱纺丝油剂。

上述5个实施例测试了能反映油剂实际应用性的一些指标，具体测试方法如下：

(1)外观——参照GB771.72，目测样品的颜色、状态，透明度，有无沉淀物、悬浮物、杂质等。

(2)油剂溶液的稳定性——称取一定的试样(称准至0.0001g)，配制成一定浓度的溶液，放置于室温下72小时，观察溶液是否出现分层、浑浊等变化。

(3)挥发性——挥发性反映了高速纺丝过程中油剂经过高温时丝上残油多少，耐热性优良的纺丝油剂要求其短时间挥发少，长时间挥发大，此值适中为好，不能太大，否则纤维之间的抱合性将变差，不利于厚道加工。同时考察烧杯壁上所挂焦油的高度及其量的多少，可以反映出油剂的飞溅情况。

测试步骤：称取一定试样5.0g(称准至0.0001g)于50ml烧杯中，放置于105℃烘箱中烘干1小时，放置于干燥器中干燥冷却后称重W₀，再于200℃烘箱中烘干5小时，干燥冷却后称重W₁，则

(4)结焦残留——结焦残留反映了高速纺中辊上结焦残留情况，此值越小越好。

测试步骤：称取一定试样1.0g(称准至0.0001g)于50ml坩埚中，放置于105℃烘箱中烘干1小时，放置于干燥器中干燥冷却后称重W₀，再于220℃烘箱中烘干24小时，干燥冷却后称重W₁，则

(5)转相点粘度——上油后纤维随着乳液水分的蒸发，由水包油(O/W)相转成油包水(W/O)相，转相点的粘度最大。粘度变化较大时，会引起变形张力剧烈波动，因此要求油剂的粘度变化比较平稳，不出现转相点粘度或转相点粘度小些为好。同时，要严格控制使用油剂的粘度，粘度过低，油膜强度低，丝束加工性能差；粘度过高，油剂脱落物粘附并堵塞上油喷嘴，影响产品的产量和质量。

测试步骤：称取30g油剂原液，分别加水稀释至不同浓度，测定试样浓度为5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％溶液的粘度。粘度计采用SNB-1数字旋转粘度计。

(6)润湿性——在高速纺丝下，纤维表面积急剧增大，因而要求油剂具有优良的润湿性，使之能够瞬时均匀上油，否则纤维上油不匀，纤维局部油膜厚度不均匀或者根本不上油，使纤维丝束平滑不足，造成纤维拉伸不匀，染色M率下降，甚至出现毛丝、断头，影响产品的产量和质量。

测试步骤：润湿性采照GB/T 11983-2008帆布沉降法测试。将直径为3.0cm的帆布竖放在试样质量分数1％水溶液中，室温(25℃)下记录帆布沉降到杯底所需时间，平行10次取其平均值。

(7)发烟温度——油剂耐热性的考察指标之一，烟点高，减少了加工过程中的发烟现象，减少了操作现场的烟雾污染。

测试步骤：称取一定试样5.0g(称准至0.0001g)于50ml坩埚中，放置于烘箱中边烘边观察，直至试样开始出现冒烟时，记录烘箱温度即为试样的发烟温度。

(8)摩擦性能——摩擦性能对纤维的可纺性及纤维的质量有很大影响。相对摩擦力过大或过小，会使丝条在热辊上产生波动，造成纤维超分子结构不匀，进而引起纤维染色不匀。此外，油剂要有一定的油膜强度，即附着在纤维表面的油膜在高温、高速和一定压力下不破坏。

测试步骤：称取一定量上油的易染涤纶BCF，放入烘箱中在105℃下烘干6小时，干燥后放在室内平衡12小时，用Y151型摩擦系数仪测纤维/金属(F/M)及纤维/纤维(F/F)的动摩擦系数。测试F/M动摩擦系数时纤维辊转速为30r/min，包角180°，测试F/F动摩擦系数时纤维辊转速为30r/min，包角180°。

上述5个实施例的性能指标与进口油剂HQ-668性能指标比较表

Claims

1.一种用于易染涤纶BCF地毯纱的纺丝油剂，其特征在于：该易染涤纶BCF地毯纱纺丝油剂由平滑剂、乳化剂、集束剂、抗静电剂组成，各成份重量份数为50份平滑剂、20份乳化剂、7份集束剂、2份抗静电剂组成；

所述的平滑剂为烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚；

所述的乳化剂为聚乙二醇辛基苯基醚；

所述的集束剂为聚乙二醇硬脂酸酯；

所述的抗静电剂为十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐；

将按上述重量配比的各成份混合，升温70℃，以搅拌速度550rpm搅拌均匀，恒温30min后冷却降温，即配制成易染涤纶BCF地毯纱纺丝油剂。