CN105133311A - 一种丙纶长丝油剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种丙纶长丝油剂及其使用方法，它由下述组分按重量百分比组成：异辛基十八烷基酸酯20~25%；高级脂肪酸酯10~15%；油酸铵盐12~18%；油酸聚氧乙烯醚12~18%；蓖麻油聚氧乙烯醚12~18%；烷基咪唑啉甜菜碱钠盐8~15%；油酸咪唑啉10~15%；天然脂肪酸酯3~8%；十二烷基磺酸酯盐2~8%；聚氧乙烯2~5%。一方面在原料配方中加入油酸铵盐、油酸聚氧乙烯醚、油酸咪唑啉等成分，另一方面精确控制各组分的质量分数，这样制得的油剂对丙纶长丝具有良好的湿润性、集束性、平滑性和防静电性，改善了纤维对金属的润滑性，还具有一定的杀菌性，可以防止喷水织造中脱落的油剂引起微生物的繁殖；其脱落物不会附在生坯上，减少了生坯的玷污；重要的是具有良好的耐热性，在149~154℃的温度下加热棍和加热板上产生沉积物极少。

Description

一种丙纶长丝油剂及其使用方法

技术领域

本发明属于合成纤维辅助油剂领域，涉及一种丙纶长丝油剂，具体涉及一种丙纶长丝油剂及其使用方法。

背景技术

丙纶纤维具有质轻、强韧性好、化学稳定性好、传热性慢、导湿性好、织品缩水率小、湿态时强度不变化、织物轻盈保暖，弹性好，制造成本低、来源丰富，价格低廉，再循环加工简便等特点，虽然其本身不吸湿，但由于具有良好的芯吸效应，能通过织物中的毛细管把水分传递出去，使皮肤保持干爽，故除大量应用于过滤材料、无纺布、土工布等产业用纺织品外，近年来细旦丙纶更应用于制造国际流行的功能性运动服、时装面料，很长一段时间里保持高速增长。

丙纶是四大合成纤维中发展潜力最大的，前景十分广阔的品种。目前世界上90％的地毯底布和25％地毯面纱是由丙纶制作的，日本的丙纶功能纺织品占全部纺织品的39％，美国先后研制出抗菌、阻燃、抗静电、防污等多种功能性丙纶及茂金属催化体系的聚丙烯，西欧各国对丙纶研究与开发也相当活跃，已成功开发出导电、电热、生物吸收降解丙纶。根据加工的需要，合成纤维纺织时需要使用油剂，在纤维表面上形成一层油膜，改善纤维的平滑性，降低丝束的摩擦系数，增强可纺性，改善成品的质量。

合成纤维所使用的油剂一般由降低纤维之间摩擦系数的平滑柔软剂、消除静电并增强纤维间抱合力的抗静电剂和对油剂起乳化稳定作用的乳化剂组成。丙纶长丝油剂作为聚丙烯原料转化为纺织品的过程中的一种重要的中间介质，主要用于调节纤维的摩擦特性，防止或消除静电积聚，赋予纤维平滑柔软等特性，使化学纤维顺利通过纺丝、拉伸、加弹纺纱、织造等工序，确保生产的顺利进行，油剂对生产的稳定性、产品质量起着至关重要的作用，是我国油剂开发的热门课题。生产中，正确选择油剂及使用油剂是非常重要的，因为油剂的选择可直接影响到加工性能及产品的质量。因丙纶长丝的加工过程经历高温，发生摩擦，同时加工速度高，需要油剂具备耐高温稳定性，良好的抗静电性及良好的润湿性。

油剂本身应具有良好的热稳定性和化学稳定性。丙纶纤维后处理工序要求油剂赋予纤维优良的集束性，增加其抱合力，使丝束整齐而不发生乱丝，避免超倍长丝的产生。同时使纤维在卷曲过程中获得合适的卷曲度和卷曲数。此外还要求油剂给丝束一定的抗静电性和润湿性。减少纤维与设备间的摩擦和产生静电，即使产生了静电，也能使其迅速传导出去，防止静电的积聚，消除纺织加工中因静电而产生的绕辊、断头等现象。后纺油剂还需赋予纤维一定的平滑性，使获得的纤维柔软、光滑、手感好。目前使用的纺丝油剂一般由以下物质组成：各种高低粘度矿物油(白油、机油)、乳化剂(TX-4，TX-10，AEO-3，AEO-9，油酸环氧乙烷)、抗静电剂(烷基磷酸钾盐)、硅油、抗飞溅剂等组成。为了达到好的乳化能力及清洗能力，在油剂中添加了各种烷基酚聚氧乙烯醚APEO(TX系列或NP系列)，而这系列产品对环境潜在的危害已经被广泛的研究和论证，欧州一些国家自1976年制定了法规限制生产和使用APEO。

专利号为201010244575.X的中国发明专利公开了一种环保型丙纶长丝油剂的生产方法，包括以下步骤：按重量份计,将脂肪醇醚磷酸酯钾盐40～60份、聚硅氧烷聚醚共聚物2～8份、季戊四醇油酸酯3～12份、脂肪醇聚氧乙烯醚4～10份、环氧乙烷-环氧丙烷嵌段聚醚2～12份、聚乙二醇脂肪酸月桂酸酯20～45份、牛油醇酰胺磷酸酯盐10～20份和高碳异构醇磷酸酯钾盐5～10份，加热升温至40～80℃，搅拌反应后，再加入乳化剂EL-4020～40份、甲基-1-羟基乙基-2-硬脂基咪唑啉硫酸甲酯铵1～5份、二甲基硅油5～15份、去离子水2～40份和防腐剂0.001～0.02份，在50～70℃搅拌反应，分离得到产品环保型丙纶长丝油剂。该油剂虽然能够满足环保要求，但仍不能克服使用后聚丙烯长丝不发黄的缺陷。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种丙纶长丝油剂。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种丙纶长丝油剂，它由下述组分按重量百分比组成：

优化地，所述高级脂肪酸酯为硬脂酸丁酯、十二烷基油酸酯、二辛基葵二酸酯、二油酸基己二酸酯、二月桂基壬二酸酯、甘油三油酸酯、甘油三(十二烷基酸酯)、新戊基乙二醇(十二烷酯)中的一种或多种组成的混合物，所述天然脂肪酸酯为菜籽油、椰子油和橄榄油中的一种或多种组成的混合物。

优化地，它由下述组分按重量百分比组成：

本发明的又一目的在于提供一种上述丙纶长丝油剂的使用方法，它包括以下步骤：

(a)将配方量的各组分溶于20～30℃的去离子水中，搅拌30～45分钟配成总质量浓度为10～30％的水溶液；

(b)将所述水溶液加入上油辊或计量泵中，按上油率为纤维重量的1～2％进行上油。

优化地，当所述丙纶长丝为拉伸加捻扁平丝时，所述水溶液的总质量浓度为12～17％，上油率为纤维重量的1～1.5％；当所述丙纶长丝为膨化地毯丝时，所述水溶液的总质量浓度为30％，上油率为纤维重量的2％。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明丙纶长丝油剂，一方面在原料配方中加入油酸铵盐、油酸聚氧乙烯醚、油酸咪唑啉等成分，另一方面精确控制各组分的质量分数，这样制得的油剂对丙纶长丝具有良好的湿润性、集束性、平滑性和防静电性，改善了纤维对金属的润滑性，还具有意想不到的效果：具有一定的杀菌性，可以防止喷水织造中脱落的油剂引起微生物的繁殖；其脱落物不会附在生坯上，减少了生坯的玷污；重要的是具有良好的耐热性和避免了丙纶长丝的发黄，在149～154℃的温度下加热棍和加热板上产生沉积物极少。

具体实施方式

本发明丙纶长丝油剂，它由下述组分按重量百分比组成：异辛基十八烷基酸酯20～25％；高级脂肪酸酯10～15％；油酸铵盐12～18％；油酸聚氧乙烯醚12～18％；蓖麻油聚氧乙烯醚12～18％；烷基咪唑啉甜菜碱钠盐8～15％；油酸咪唑啉10～15％；天然脂肪酸酯3～8％；十二烷基磺酸酯盐2～8％；聚氧乙烯2～5％。一方面在原料配方中加入油酸铵盐、油酸聚氧乙烯醚、油酸咪唑啉等成分，另一方面精确控制各组分的质量分数，这样制得的油剂对丙纶长丝具有良好的湿润性、集束性、平滑性和防静电性，改善了纤维对金属的润滑性，还具有一定的杀菌性，可以防止喷水织造中脱落的油剂引起微生物的繁殖；其脱落物不会附在生坯上，减少了生坯的玷污；重要的是具有良好的耐热性和避免了丙纶长丝的发黄，在149～154℃的温度下加热棍和加热板上产生沉积物极少。此处的高级脂肪酸酯特指人工合成的高级脂肪酸酯，优选硬脂酸丁酯、十二烷基油酸酯、二辛基葵二酸酯、二油酸基己二酸酯、二月桂基壬二酸酯、甘油三油酸酯、甘油三(十二烷基酸酯)、新戊基乙二醇(十二烷酯)中的一种或多种组成的混合物；天然脂肪酸酯则优选为菜籽油、椰子油和橄榄油中的一种或多种组成的混合物。烷基咪唑啉甜菜碱钠盐中的烷基为甲基、乙基、丁基、月桂基等常见基团。十二烷基磺酸酯盐一般为十二烷基磺酸钠或十二烷基磺酸钾。丙纶长丝油剂优选由下述组分按重量百分比组成：异辛基十八烷基酸酯20％；高级脂肪酸酯12％；油酸铵盐12％；油酸聚氧乙烯醚12％；蓖麻油聚氧乙烯醚13％；烷基咪唑啉甜菜碱钠盐10％；油酸咪唑啉10％；天然脂肪酸酯3％；十二烷基磺酸酯盐5％；聚氧乙烯3％。本发明组成油剂的各个组份均是已知的，均通过商购获得。本发明的油剂利用的是各组份的通性，不受具体的结构限制。

上述丙纶长丝油剂的使用方法，它包括以下步骤：(a)将配方量的各组分溶于20～30℃的去离子水中，搅拌30～45分钟配成总质量浓度为10～30％的水溶液；(b)将所述水溶液加入上油辊或计量泵中，按上油率为纤维重量的1～2％进行上油。这样使用能够减少油剂的使用量，降低成本。当所述丙纶长丝为拉伸加捻扁平丝时，所述水溶液的总质量浓度为12～17％，上油率为纤维重量的1～1.5％；当所述丙纶长丝为膨化地毯丝时，所述水溶液的总质量浓度为30％，上油率为纤维重量的2％。

本发明聚丙烯长丝油剂能够改善纤维对金属的润滑性、抗静电性和纤维间的抱合力，并降低纤维对纤维的摩擦力。它可以用在各种纤度的长丝上，以进行拉伸加捻或膨化加工制作毯纱，它能在不利的环境条件下防止发黄，尤其适用于进行拉伸变形加工的细旦尼尔聚丙烯长丝；还能在高速下使未拉伸的纤维得到良好的湿润，适用于Giudidci机等锭子式变形设备或摩擦式变形机。该油剂的使用必须先配成水溶液，然后通过上油辊或计量泵应用；根据设备和工艺的不同，适宜的水溶液质量浓度范围是10～30％。拉伸加捻扁平丝可用12～17％的溶液，用量可在纤维重量的1～1.5％；膨化地毯丝一类具有较粗纤度的纤维可以把溶液质量浓度提高至30％，并使油剂用量上升至1.2～2％。该油剂的配置方法：由于各个组分都是水溶性的，只需要把要求的油剂量加入到20～30℃的水里，搅拌40分钟左右即可溶解。

综上所述，本发明油剂的优势或者使用效果如下：能够减少加热棍、棍板上产生的沉积物，良好的抗静电作用、良好的纤维对纤维润滑性、易配成稳定的水溶液、质量浓度为10％时溶液表面张力低、聚丙烯纤维不会发黄、纤维对金属的摩察系数低。而过去的丙纶纤维一般是在未拉伸系条给予平滑剂后，一边加工，一边拉伸成复合长丝后给予浆料，这样容易起毛；这种方法需要综合加工后进行再次上浆，工艺复杂且织造效率降低，因而不太理想。

本发明丙纶长丝油剂也能适用于FDY、PDY、DTY和短纤，也能用于需拉伸加捻和变形的细旦(60～210)中旦(300)、粗旦(2400)聚丙烯长丝以及中旦(300～400)扁丝；或者用于聚丙烯纤维、尼龙丝聚酯纤维(均可是FDY、PDY、DTY)等，它们的上油率为0.2左右，此时上油质量好，达到国际化水平，因此具有应用范围广泛的特点。油剂必要时是根据一定重量的配方组分严格组成的，其化学通式为其中R为碳原子数为6个或6个以上的烷基、芳基、芳烷基或者其衍生物，k为2或3，m和n是1～4的整数，M为碱金属。本发明中平滑剂和乳化剂的相容性好，具有最适合的集束性、平滑性和防静电性，具有适度的杀菌性，因此可以防止喷水织造中油剂脱落而引起的微生物繁殖，其脱落物不会附着在生坯上，从而减少了生坯的玷污并减少了毛丝发生的频率，提高了织造效率和织物等级。

下面将对本发明优选实施方案进行详细说明：

实施例1

本实施例提供一种丙纶长丝油剂，它由下述组分按重量百分比组成：

丙纶长丝油剂的使用方法，包括以下步骤：

(a)将配方量的各组分溶于20℃的去离子水中，搅拌45分钟配成总质量浓度(所有组成的质量浓度之和)为10％的水溶液；

(b)将所述水溶液加入上油辊或计量泵中，按上油率为纤维重量的1％对聚丙烯纤维进行上油。

实施例2

本实施例提供一种丙纶长丝油剂，它由下述组分按重量百分比组成：

丙纶长丝油剂的使用方法，包括以下步骤：

(a)将配方量的各组分溶于30℃的去离子水中，搅拌30分钟配成总质量浓度为30％的水溶液；

(b)将所述水溶液加入上油辊或计量泵中，对膨化地毯丝按上油率为纤维重量的2％进行上油。

实施例3

本实施例提供一种丙纶长丝油剂，它由下述组分按重量百分比组成：

丙纶长丝油剂的使用方法，包括以下步骤：

(a)将配方量的各组分溶于25℃的去离子水中，搅拌40分钟配成总质量浓度为17％的水溶液；

(b)将所述水溶液加入上油辊或计量泵中，对拉伸加捻扁平丝按上油率为纤维重量的1.5％进行上油。

实施例4

本实施例提供一种丙纶长丝油剂，它由下述组分按重量百分比组成：

实施例1和实施例2中配置的丙纶长丝油剂的原液特性如表1所示。

表1实施例1和实施例2中配置的丙纶长丝油剂的性质

实验例1

以1000m/min的速度通过喷丝板(具有36个喷丝孔，喷丝孔孔径为0.2mm)，进行熔融纺丝，使用拉伸机对上述尼龙6未拉伸长丝通过空气喷射装置卷聚成70d/36f的拉伸丝，对所得的拉伸丝不上浆整经成经丝，用喷水织机进行织造；并利用一般的筒式油剂供油装置进行供油，采用实施例4中的油剂配置成质量浓度为13％的乳化液；在织机转速为450rpm织成50m的织物150匹。对织造的长丝进行物理化学性质进行测试，其结果如表2所示。

表2纤维对金属的摩擦性

将上述油剂在25℃配成10％的液体，可稳定31天，赛氏粘度为300sus(25℃)，布氏粘度为2.2厘泊(25℃)，此时喷洒该油剂的上述纤维对金属的相对摩擦特性如表3所示。

表3纤维对金属的相对摩擦特性

再利用钱斯特兰摩擦仪测试其与聚丙烯复合丝的抗静电能力，测量参数如下：聚丙烯复合丝80d/34f、温度23℃、油剂量10％(owf)、相对湿度50％、直径0.5英寸，结果见表4。

表4纤维对纤维的摩擦数据

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种丙纶长丝油剂，其特征在于，它由下述组分按重量百分比组成：

异辛基十八烷基酸酯20~25%；

高级脂肪酸酯10~15%；

油酸铵盐12~18%；

油酸聚氧乙烯醚12~18%；

蓖麻油聚氧乙烯醚12~18%；

烷基咪唑啉甜菜碱钠盐8~15%；

油酸咪唑啉10~15%；

天然脂肪酸酯3~8%；

十二烷基磺酸酯盐2~8%；

聚氧乙烯2~5%。

2.根据权利要求1所述的丙纶长丝油剂，其特征在于：所述高级脂肪酸酯为硬脂酸丁酯、十二烷基油酸酯、二辛基葵二酸酯、二油酸基己二酸酯、二月桂基壬二酸酯、甘油三油酸酯、甘油三（十二烷基酸酯）、新戊基乙二醇（十二烷酯）中的一种或多种组成的混合物，所述天然脂肪酸酯为菜籽油、椰子油和橄榄油中的一种或多种组成的混合物。

3.根据权利要求1所述的丙纶长丝油剂，其特征在于，它由下述组分按重量百分比组成：

异辛基十八烷基酸酯20%；

高级脂肪酸酯12%；

油酸铵盐12%；

油酸聚氧乙烯醚12%；

蓖麻油聚氧乙烯醚13%；

烷基咪唑啉甜菜碱钠盐10%；

油酸咪唑啉10%；

天然脂肪酸酯3%；

十二烷基磺酸酯盐5%；

聚氧乙烯3%。

4.权利要求1至3中任一所述丙纶长丝油剂的使用方法，其特征在于，它包括以下步骤：

（a）将配方量的各组分溶于20~30℃的去离子水中，搅拌30~45分钟配成总质量浓度为10~30%的水溶液；

（b）将所述水溶液加入上油辊或计量泵中，按上油率为纤维重量的1~2%进行上油。

5.根据权利要求4所述丙纶长丝油剂的使用方法，其特征在于：当所述丙纶长丝为拉伸加捻扁平丝时，所述水溶液的总质量浓度为12~17%，上油率为纤维重量的1~1.5%；当所述丙纶长丝为膨化地毯丝时，所述水溶液的总质量浓度为30%，上油率为纤维重量的2%。