CN102619084B - 烟用聚丙烯纺丝油剂组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
烟用聚丙烯纺丝油剂组合物及其制备方法，包括聚乙二醇月桂酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、蓖麻油/环氧乙烷缩合物、脂肪醇烷基磷酸酯和十二烷基二甲基胺乙内酯，各组分重量比组成为：聚乙二醇月桂酸酯30-50份、脂肪酸聚氧乙烯酯20-40份、蓖麻油/环氧乙烷缩合物10-20份、脂肪醇烷基磷酸酯10-30份、十二烷基二甲基胺乙内酯15-30份。本产品生产的烟用聚丙烯纤维集束性好，纤维经过卷曲后尺寸稳定性好，无蓬松和散乱现象；本产品中不需加入硅油、改性有机硅等添加剂，避免了生产过程中产生大量烟雾对环境的污染；利用本发明的油剂生产纤维丝束，使原来必须经常清洗油剂配送系统和水浴槽中产生的油腐的周期延长，从而提高了生产效率和可连续化生产时间。本油剂产品特别适合烟用聚丙烯高速低旦丝的纺制，抱合性好。
Description
技术领域
本发明属于化学纤维用纺丝油剂领域，涉及一种聚丙烯纺丝油剂，尤其涉及一种烟用聚丙烯纺丝油剂组合物及其制备方法。
背景技术
聚丙烯作为一种非极性高分子聚合物，用于纤维纺丝时由于吸湿性能差，极易产生静电。在纺丝过程中由于纤维相互间的摩擦以及纤维与导丝轮之间的摩擦，都极易产生静电，导致丝束缠辊、断丝、毛边、松散等情况发生，严重影响了纺丝工艺的制定和纺丝顺利性，最后导致产品质量不稳定。
为了克服上述问题，目前普遍在纺丝过程中使用纺丝油剂，在熔融纺丝通过喷丝板流出时即经过上油轮对初纤维进行上油，以增加初纤维表面的平滑性和抗静电性，从而顺利通过导丝轮进入清洗牵伸工序，达到改善纤维性能，提高纤维制品质量。
为了控制上油率及施加方便，通常采用油剂稀释的办法将油剂稀释到一定浓度后使用。为了降低成本，绝大部分厂家普遍采用自来水或地下水进行油剂稀释，而由于各地方水质中的金属离子含量和微生物含量不同，在油剂的循环使用过程中往往容易发生腐败变质的问题，尤其是夏天温度较高时。油剂腐败变质往往导致油剂配送管路的堵塞，在循环使用一段时间后必须停机对整个管路进行清洗，从而影响生产效率和产品质量。
在烟用聚丙烯的纺丝过程中，由于考虑到卫生安全性，往往在通过慢牵辊后要对纤维丝束进行水洗，而水浴槽中水的温度通常在55-70℃，因此在纤维水洗过程中滞留于水浴槽中的油剂由于在55-70℃的温度下容易产生腐败变质，给细菌、微生物等提供了丰富的营养，长期循环利用会导致水浴槽中产生大量油腐，严重时影响正常生产和产品质量。
在整个生产过程中，从油剂配制系统到输送管路系统，以及存储箱和水浴槽等都会受到油剂腐败的影响，从而缩短了连续化生产周期，要不定期停机对整个系统进行清洗，以确保生产稳定性和产品质量，从而也使得生产成本有所提高。
发明内容
解决的技术问题：本发明公开了一种烟用聚丙烯纺丝油剂组合物及其制备方法，在保证产品质量达到要求的前提下，有效减少了组合物成分，在不加入杀菌消毒等物质的前提下保证油剂腐败变质周期明显延长。
技术方案：烟用聚丙烯纺丝油剂组合物，包括聚乙二醇月桂酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、蓖麻油/环氧乙烷缩合物、脂肪醇烷基磷酸酯和十二烷基二甲基胺乙内酯，各组分重量比组成为：聚乙二醇月桂酸酯30-50份、脂肪酸聚氧乙烯酯20-40份、蓖麻油/环氧乙烷缩合物10-20份、脂肪醇烷基磷酸酯10-30份、十二烷基二甲基胺乙内酯15-30份。
所述的聚乙二醇月桂酸酯为聚乙二醇400双月桂酸酯。
所述的脂肪酸聚氧乙烯酯为脂肪酸聚氧乙烯（9）酯。
所述的聚乙二醇400双月桂酸酯为35-45份。
所述的脂肪酸聚氧乙烯（9）酯为25-35份。
所述的蓖麻油/环氧乙烷缩合物为15-20份。
所述的脂肪醇烷基磷酸酯为15-25份。
所述的十二烷基二甲基胺乙内酯为15-25份。
制备烟用聚丙烯纺丝油剂组合物的方法，制备步骤为：在温度为60-90℃的搅拌釜中加入聚乙二醇400双月桂酸酯30-50份，脂肪酸聚氧乙烯（9）酯20-40份，蓖麻油/环氧乙烷缩合物10-20份，脂肪醇烷基磷酸酯10-30份，充分搅拌乳化均匀，冷却至室温后再加入十二烷基二甲基胺乙内酯15-30份搅拌均匀，即为本发明所述的烟用聚丙烯纺丝油剂组合物。或者在使用油剂组合物时，再将十二烷基二甲基胺乙内酯加入后搅拌均匀。
聚乙二醇400双月桂酸酯在油剂中具有集束、抗静电、柔软、平滑和偶合作用，使喷丝板喷出的初纤维经过导丝轮后具有很好的集束性能和偶合性能，并降低了纤维与纤维之间，以及纤维与设备之间产生的静电，使纤维柔软平滑进入慢牵辊。
脂肪酸聚氧乙烯（9）酯在油剂中具有乳化、净洗、集束抱合、抗静电作用，具有使整个油剂组合物体系长期放置不产生分层的效果，并且利于纤维丝束在经过水浴槽时易于清洗，确保产品安全卫生和降低纤维丝束表面的油剂含量。
蓖麻油/环氧乙烷缩合物（市售产品名称：EL-80）在油剂中起到分散作用，是整个油剂组合物体系均匀，且易于使油剂在纤维表面分散均匀，在纤维表面形成一定的油膜强度，从而减小摩擦，提高集束性。
脂肪醇烷基磷酸酯在油剂组合物中具有乳化剂、洗涤剂、渗透剂和抗静电剂的作用，并且对纤维丝束具有一定的活化功能，提高油剂在纤维表面的附着强度，具有活性剂的效果。
十二烷基二甲基胺乙内酯在配制油剂稀溶液时具有活性剂的功能，是两性离子表面活性剂，能与其它成分很好配伍，在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性，对皮肤刺激性低，生物降解性好，具有优良的去污杀菌、抗静电、耐硬水性和防锈性。
有益效果：本产品与传统聚丙烯纺丝油剂相比具有如下优点：
1． 本产品生产的烟用聚丙烯纤维集束性好，纤维经过卷曲后尺寸稳定性好，无蓬松和散乱现象；
2． 本产品中不需加入硅油、改性有机硅等添加剂，避免了生产过程中产生大量烟雾对环境的污染；
3． 利用本发明的油剂生产纤维丝束使原来必须经常清洗油剂配送系统和水浴槽中产生的油腐的周期延长，从而提高了生产效率和可连续化生产时间。
4． 本油剂产品特别适合烟用聚丙烯高速低旦丝的纺制，抱合性好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，在不超出本发明的精神和范围下，可以对本发明作出更多的配方调整，这里描述的具体实施方式仅作为实施例而被提出，仅按照所附权利要求的范围而将本发明限制在这些权利要求所要求的范围内。
按重量百分比确定各组分的比例：
实施例1
称量聚乙二醇400双月桂酸酯30份、脂肪酸聚氧乙烯（9）酯35份、蓖麻油/环氧乙烷缩合物15份、脂肪醇烷基磷酸酯为20份，倒入搅拌釜中，边搅拌边加热搅拌釜至60-90℃，使其充分分散均匀，冷却至室温后加入15份的十二烷基二甲基胺乙内酯，再次搅拌均匀后静置过滤，所得的油剂组合物成为原油，将原油配制成重量份为0.7%的油剂水溶液，搅拌均匀后即可用于烟用聚丙烯纺丝。控制上油轮的上油率使丝束含油率为0.9%左右。制得的烟用聚丙烯丝束指标如下：
表1. 实施例1所述的油剂配方制得的丝束指标
| 旦（dtex/ktex） 卷曲数（个） 卷曲指数 含油率（%） |
| 4.21/3.83 26.5 0.53 0.94 |
丝束指标均在预定指标范围内，丝束外观指标符合要求，整个生产过程顺利。本配方的油剂储存稳定性好，连续循环利用腐败时间较传统配方油剂连续循环利用腐败时间延长8天。
实施例2
称量聚乙二醇400双月桂酸酯40份、脂肪酸聚氧乙烯（9）酯25份、蓖麻油/环氧乙烷缩合物15份、脂肪醇烷基磷酸酯为20份，倒入搅拌釜中，边搅拌边加热搅拌釜至60-90℃，使其充分分散均匀，冷却至室温后加入20份的十二烷基二甲基胺乙内酯，再次搅拌均匀后静置过滤，所得的油剂组合物成为原油，将原油配制成重量份为0.9%的油剂水溶液，搅拌均匀后即可用于烟用聚丙烯纺丝。控制上油轮的上油率使丝束含油率为1.0%左右。制得的烟用聚丙烯丝束指标如下：
表2. 实施例2所述的油剂配方制得的丝束指标
| 旦（dtex/ktex） 卷曲数（个） 卷曲指数 含油率（%） |
| 4.23/3.85 27.0 0.53 0.92 |
丝束指标均在预定指标范围内，丝束外观指标符合要求，整个生产过程顺利。本配方的油剂储存稳定性好，连续循环利用腐败时间较传统配方油剂连续循环利用腐败时间延长15天。
实施例3
称量聚乙二醇400双月桂酸酯35份、脂肪酸聚氧乙烯（9）酯25份、蓖麻油/环氧乙烷缩合物20份、脂肪醇烷基磷酸酯为15份，倒入搅拌釜中，边搅拌边加热搅拌釜至60-90℃，使其充分分散均匀，冷却至室温后加入15份的十二烷基二甲基胺乙内酯，再次搅拌均匀后静置过滤，所得的油剂组合物成为原油，将原油配制成重量份为0.9%的油剂水溶液，搅拌均匀后即可用于烟用聚丙烯纺丝。控制上油轮的上油率使丝束含油率为1.0%左右。制得的烟用聚丙烯丝束指标如下：
表3. 实施例3所述的油剂配方制得的丝束指标
| 旦（dtex/ktex） 卷曲数（个） 卷曲指数 含油率（%） |
| 4.25/3.86 27.0 0.54 0.94 |
丝束指标均在预定指标范围内，丝束外观指标符合要求，整个生产过程顺利。本配方的油剂储存稳定性好，连续循环利用腐败时间较传统配方油剂连续循环利用腐败时间延长13天。
实施例4
称量聚乙二醇400双月桂酸酯50份、脂肪酸聚氧乙烯（9）酯20份、蓖麻油/环氧乙烷缩合物10份、脂肪醇烷基磷酸酯为10份，倒入搅拌釜中，边搅拌边加热搅拌釜至60-90℃，使其充分分散均匀，冷却至室温后加入30份的十二烷基二甲基胺乙内酯，再次搅拌均匀后静置过滤，所得的油剂组合物成为原油，将原油配制成重量份为0.8%的油剂水溶液，搅拌均匀后即可用于烟用聚丙烯纺丝。控制上油轮的上油率使丝束含油率为1.0%左右。制得的烟用聚丙烯丝束指标如下：
表4. 实施例4所述的油剂配方制得的丝束指标
| 旦（dtex/ktex） 卷曲数（个） 卷曲指数 含油率（%） |
| 4.21/3.82 27.5 0.55 0.93 |
丝束指标均在预定指标范围内，丝束外观指标符合要求，整个生产过程顺利。本配方的油剂储存稳定性好，连续循环利用腐败时间较传统配方油剂连续循环利用腐败时间延长20天。
实施例5
称量聚乙二醇400双月桂酸酯45份、脂肪酸聚氧乙烯（9）酯25份、蓖麻油/环氧乙烷缩合物20份、脂肪醇烷基磷酸酯为15份，倒入搅拌釜中，边搅拌边加热搅拌釜至60-90℃，使其充分分散均匀，冷却至室温后加入15份的十二烷基二甲基胺乙内酯，再次搅拌均匀后静置过滤，所得的油剂组合物成为原油，将原油配制成重量份为0.85%的油剂水溶液，搅拌均匀后即可用于烟用聚丙烯纺丝。控制上油轮的上油率使丝束含油率为1.2%左右。制得的烟用聚丙烯丝束指标如下：
表5. 实施例5所述的油剂配方制得的丝束指标
| 旦（dtex/ktex） 卷曲数（个） 卷曲指数 含油率（%） |
| 4.32/3.93 27.0 0.52 1.1 |
丝束指标均在预定指标范围内，丝束外观指标符合要求，整个生产过程顺利。本配方的油剂储存稳定性好，连续循环利用腐败时间较传统配方油剂连续循环利用腐败时间延长13天。
实施例6
称量聚乙二醇400双月桂酸酯45份、脂肪酸聚氧乙烯（9）酯35份、蓖麻油/环氧乙烷缩合物30份、脂肪醇烷基磷酸酯为20份，倒入搅拌釜中，边搅拌边加热搅拌釜至60-90℃，使其充分分散均匀，冷却至室温后加入25份的十二烷基二甲基胺乙内酯，再次搅拌均匀后静置过滤，所得的油剂组合物成为原油，将原油配制成重量份为0.85%的油剂水溶液，搅拌均匀后即可用于烟用聚丙烯纺丝。控制上油轮的上油率使丝束含油率为1.1%左右。制得的烟用聚丙烯丝束指标如下：
表6. 实施例6所述的油剂配方制得的丝束指标
| 旦（dtex/ktex） 卷曲数（个） 卷曲指数 含油率（%） |
| 4.33/3.86 26.5 0.53 1.0 |
丝束指标均在预定指标范围内，丝束外观指标符合要求，整个生产过程顺利。本配方的油剂储存稳定性好，连续循环利用腐败时间较传统配方油剂连续循环利用腐败时间延长16天。
实施例7
称量聚乙二醇400双月桂酸酯45份、脂肪酸聚氧乙烯（9）酯35份、蓖麻油/环氧乙烷缩合物30份、脂肪醇烷基磷酸酯为20份，倒入搅拌釜中，边搅拌边加热搅拌釜至60-90℃，使其充分分散均匀，冷却至室温后加入25份的十二烷基二甲基胺乙内酯，再次搅拌均匀后静置过滤，所得的油剂组合物成为原油，将原油配制成重量份为1.0%的油剂水溶液，搅拌均匀后即可用于烟用聚丙烯纺丝。控制上油轮的上油率使丝束含油率为1.1%左右。制得的烟用聚丙烯丝束指标如下：
表7. 实施例7所述的油剂配方制得的丝束指标
| 旦（dtex/ktex） 卷曲数（个） 卷曲指数 含油率（%） |
| 4.42/3.90 26.5 0.56 1.0 |
丝束指标均在预定指标范围内，丝束外观指标符合要求，整个生产过程顺利。本配方的油剂储存稳定性好，连续循环利用腐败时间较传统配方油剂连续循环利用腐败时间延长15天。
实施例8
称量聚乙二醇400双月桂酸酯40份、脂肪酸聚氧乙烯（9）酯25份、蓖麻油/环氧乙烷缩合物20份、脂肪醇烷基磷酸酯为25份，倒入搅拌釜中，边搅拌边加热搅拌釜至60-90℃，使其充分分散均匀，冷却至室温后加入25份的十二烷基二甲基胺乙内酯，再次搅拌均匀后静置过滤，所得的油剂组合物成为原油，将原油配制成重量份为1.2%的油剂水溶液，搅拌均匀后即可用于烟用聚丙烯纺丝。控制上油轮的上油率使丝束含油率为1.0%左右。制得的烟用聚丙烯丝束指标如下：
表8. 实施例8所述的油剂配方制得的丝束指标
| 旦（dtex/ktex） 卷曲数（个） 卷曲指数 含油率（%） |
| 4.36/3.92 27.0 0.54 1.0 |
丝束指标均在预定指标范围内，丝束外观指标符合要求，整个生产过程顺利。本配方的油剂储存稳定性好，连续循环利用腐败时间较传统配方油剂连续循环利用腐败时间延长16天。
Claims (10)
1.烟用聚丙烯纺丝油剂组合物，其特征在于由以下组分组成：聚乙二醇月桂酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、蓖麻油/环氧乙烷缩合物、脂肪醇烷基磷酸酯和十二烷基二甲基胺乙内酯，各组分重量比组成为：聚乙二醇月桂酸酯30-50份、脂肪酸聚氧乙烯酯20-40份、蓖麻油/环氧乙烷缩合物10-20份、脂肪醇烷基磷酸酯10-30份、十二烷基二甲基胺乙内酯15-30份。
2.如权利要求1所述的烟用聚丙烯纺丝油剂组合物，其特征在于所述的聚乙二醇月桂酸酯为聚乙二醇400双月桂酸酯。
3.如权利要求1所述的烟用聚丙烯纺丝油剂组合物，其特征在于所述的脂肪酸聚氧乙烯酯为脂肪酸聚氧乙烯（9）酯。
4.如权利要求2所述的烟用聚丙烯纺丝油剂组合物，其特征在于所述的聚乙二醇400双月桂酸酯为35-45份。
5.如权利要求3所述的烟用聚丙烯纺丝油剂组合物，其特征在于所述的脂肪酸聚氧乙烯（9）酯为25-35份。
6.如权利要求1所述的烟用聚丙烯纺丝油剂组合物，其特征在于所述的蓖麻油/环氧乙烷缩合物为15-20份。
7.如权利要求1所述的烟用聚丙烯纺丝油剂组合物，其特征在于所述的脂肪醇烷基磷酸酯为15-25份。
8.如权利要求1所述的烟用聚丙烯纺丝油剂组合物，其特征在于所述的十二烷基二甲基胺乙内酯为15-25份。
9.制备烟用聚丙烯纺丝油剂组合物的方法，其特征在于制备步骤为：在温度为60-90℃的搅拌釜中加入聚乙二醇400双月桂酸酯30-50份，脂肪酸聚氧乙烯（9）酯20-40份，蓖麻油/环氧乙烷缩合物10-20份，脂肪醇烷基磷酸酯10-30份，充分搅拌乳化均匀，冷却至室温后再加入十二烷基二甲基胺乙内酯15-30份搅拌均匀，即为所述的烟用聚丙烯纺丝油剂组合物。
10.如权利要求9所述的制备烟用聚丙烯纺丝油剂组合物的方法，其特征在于在使用油剂组合物时，再将十二烷基二甲基胺乙内酯加入后搅拌均匀。
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