CN105274846A

CN105274846A - 聚丙烯纤维用纺丝拉伸油剂

Info

Publication number: CN105274846A
Application number: CN201510799164.XA
Authority: CN
Inventors: 朱学文; 舒建生; 李翔; 徐兴建; 林真意; 钟敏
Original assignee: Shanghai Duolun Chemical Co Ltd
Current assignee: Shanghai Duolun Chemical Co Ltd
Priority date: 2015-11-19
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2035-11-19
Also published as: CN105274846B

Abstract

本发明提供一种聚丙烯纤维用纺丝拉伸油剂，通过采用聚丙烯纤维用纺丝拉伸油剂，该油剂含有润湿剂、平滑剂、集束剂、乳化剂、抗静电剂，其中：润湿剂由组份A组成，组份A为具有下列结构式的仲醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，且组分A的分子式中氧乙烯结构单元和氧丙烯结构单元无规排列：R₁CH(R₂)O(CH₂CH₂O)m(CH₂CH(CH₃)O)nH，式中，R₁为碳数5～10的烷基；R₂为碳数3～8的烷基；m大于0且12以下；n大于0且8以下的技术方案，取得了较好的技术效果，可用于聚丙烯纤维的纺丝加工及后加工过程中。

Description

聚丙烯纤维用纺丝拉伸油剂

技术领域

本发明是有关聚丙烯纤维用纺丝拉伸油剂，特别是有关工业用复丝聚丙烯纤维用纺丝拉伸油剂。该油剂适合于纤维的纺丝、拉伸、整经及织造等生产过程，属于化纤纺丝油剂技术领域。

背景技术

在聚丙烯纤维的生产过程中，由于加工工艺的各种要求，必然会有纤维与纤维，纤维与机器组件之间的摩擦运动产生，导致静电现象的存在，从而对聚丙烯纤维的生产过程造成不利的影响。

纺丝拉伸油剂可以在聚丙烯纤维的生产过程中提供润湿、平滑、集束、抗静电等作用，从而解决生产过程中因摩擦而产生的静电等一些问题。

由于聚丙烯纤维分子结构中缺乏极性基团，其吸湿性和导电性极差；而且聚丙烯纤维临界表面张力低，约为24mN/m，难以润湿是聚丙烯纤维的特性之一。因此，一般油剂很难在聚丙烯纤维表面分布均匀，形成均匀的油膜，这就给聚丙烯纤维的生产加工造成很大的困难。因为难以润湿，油剂在纤维表面分布不均匀，从而影响纤维的摩擦稳定性，造成润滑不良，会使各导辊、罗拉牵伸张力发生波动，导致严重的静电现象出现。静电现象会使丝束飞散、不易卷绕，容易产生毛丝、断头、绕辊等种种问题。为解决此类问题，纺丝拉伸油剂具有良好的润湿性能，在纤维表面分布均匀是关键；其次，纺丝拉伸油剂应具有良好的平滑、集束、抗静电等性能，并在纤维生产加工过程中，油剂的各种优良性能必须充分发挥。

现有的聚丙烯纤维用油剂在对纤维表面的润湿能力方面均存在不足，使油剂的平滑性和抗静电性不能很好的发挥，所以不能很好的满足实际生产的各种技术要求。专利CN200910102368.8公开了一种丙纶纺丝油剂，平滑剂为矿物油、多元醇酯的混合物；分散剂为蓖麻油聚氧乙烯醚或十二醇聚氧乙烯醚中的一种或二种混合物；集束剂是聚乙二醇油酸双酯，聚乙二醇月桂酸双酯；添加了改性有机硅、脂肪酸烷基醇酰胺。主要解决了油剂抱合力，满足生态环境对油剂的要求。专利CN200710039387.1公开了一种阳离子丙纶纺丝油剂油剂，抗静电剂为季铵盐类阳离子表面活性剂；平滑剂是脂肪酸聚乙二醇酯；分散剂为壬基酚聚氧乙烯醚或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯；集束剂为蓖麻油聚氧乙烯醚或烷醇酰胺；主要解决纤维的抗静电性、集束性、平滑性、耐热性和柔软性等问题。但阳离子型抗静电剂对金属设备存在一定腐蚀性，对纤维染色也有不良影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种聚丙烯纤维用纺丝拉伸油剂，该油剂用于聚丙烯纤维具有良好的润湿性、平滑性、集束性、抗静电性及可纺性。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：聚丙烯纤维用纺丝拉伸油剂，该油剂含有润湿剂、平滑剂、集束剂、乳化剂、抗静电剂，其中：

润湿剂由组份A组成，组份A为具有下列结构式的仲醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，且组分A的分子式中氧乙烯结构单元和氧丙烯结构单元无规排列：

R₁CH(R₂)O(CH₂CH₂O)m(CH₂CH(CH₃)O)nH

式中，R₁为碳数5～10的烷基；

R₂为碳数3～8的烷基；

m大于0且12以下；

n大于0且8以下。

上述技术方案中，平滑剂优选为矿物油和脂肪酸酯中的至少一种。

上述技术方案中，集束剂优选为壬基酚聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯醚中的至少一种。

上述技术方案中，乳化剂优选为蓖麻油聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

上述技术方案中，抗静电剂优选为烷基磷酸酯钾盐和烷基聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐中的至少一种。

上述技术方案中，所述脂肪酸酯优选为一价酸与一价醇的单酯、二价酸与一价醇的酯、和二价以上的醇与一价羧酸的酯中的至少一种。

上述技术方案中更优选的平滑剂为硬脂酸辛醇酯、癸二酸二辛酯或矿物油。

上述技术方案中，以重量份计，所述油剂优选包括润湿剂为2～15、平滑剂为20～50、集束剂为15～40、乳化剂为10～30、抗静电剂为2～10。

上述技术方案中，以重量份计，所述油剂更优选包括润湿剂为5～10，平滑剂为25～40，集束剂为20～35，乳化剂为15～25，抗静电剂为4～8。

适合于本发明的一般式(1)表示的组份A，具体例有如下一些无规聚醚(分别简称A1、A2和A3)：

C₈H₁₇CH(C₄H₉)O(CH₂CH₂O)₇(CH₂CH(CH₃)O)₅H(A1)

C₅H₁₀CH(C₇H₁₄)O(CH₂CH₂O)₅(CH₂CH(CH₃)O)₃H(A2)

C₆H₁₃CH(C₆H₁₃)O(CH₂CH₂O)₆(CH₂CH(CH₃)O)₃H(A3)

作为最优选的技术方案，所述油剂以重量份数计，包括如下组分：

A3，6～8份；

矿物油14～16份；

癸二酸二辛酯17～19份；

蓖麻油聚氧乙烯醚(30)14～16份；

十二醇聚氧乙烯醚(7)6～8份；

壬基酚聚氧乙烯醚(10)9～11份；

月桂酸聚氧乙烯醚(9)21～23份；

十二烷基磷酸酯钾盐2.5～3.5份；

十二烷基聚氧乙烯醚(3)磷酸酯钾盐2.5～3.5份。

本发明油剂的制备方法没有特别限制，将上述组分混合均匀即可。本领域技术人员指导如何确定该油剂的使用浓度，例如但不限于用水稀释至3～18w％用于对聚丙烯纤维上油，但更推荐使用的浓度为7～12wt％。

本发明油剂还可以进一步包括水，可以制成浓度为3～18w％的最终使用型，或浓度更高的中浓度储存型而在使用时稀释至所需浓度即可。

本领域技术人员可以合理确定聚丙烯纤维的上油率，例如但不限于上油率为0.3～2.0wt％，更理想的为0.8～1.5wt％。

本发明要解决的技术问题之二是上述技术问题之一的技术方案中任一项所述的油剂在聚丙烯纤维纺丝拉伸中的应用。

经大量实验证实，本发明油剂能适用于聚丙烯纤维的纺丝拉伸工艺，在纤维规格为150D～2000D/48～280F，纺丝速度为1600～2500米/分，牵伸温度为140℃～220℃时，油剂在聚丙烯纤维表面附着均匀，应用性能稳定，具有优良的平滑性、集束性、抗静电性能，在纺丝加工及后加工过程中表现出良好的可纺性。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

【实施例1～6】及【比较例1～3】

1、油剂配制：

实施例1～6及比较例1～3，用表1记录的组份及重量份调配本发明油剂(实施例1～6)及比较例(比较例1～3)，表1中油剂成份一栏记号所表示的物质如下：

a-1矿物油

a-2硬脂酸辛醇酯

a-3癸二酸二辛酯

b-1蓖麻油聚氧乙烯醚(30)

b-2十二醇聚氧乙烯醚(7)

c-1壬基酚聚氧乙烯醚(10)

c-2月桂酸聚氧乙烯醚(9)

d-1十二烷基磷酸酯钾盐

d-2十二烷基聚氧乙烯醚(3)磷酸酯钾盐

e-1异十三醇聚氧乙烯醚(7)

e-2十二醇聚氧乙烯醚(5)。

2、油剂性能测试

以表1所示的油剂配比制备各实施例油剂和比较例油剂，然后用去离子水配制成8w％乳液，以聚丙烯纤维规格为1000D/140F，纺拉速度为2200米/分，拉伸温度为150℃，油剂水乳液以罗拉上油，纤维含油率控制在1.0w％。

配制1w％油剂水乳液，采用BZY-1全自动表面张力仪测试油剂表面张力。

在环境温度20℃，相对湿度65％的条件下，采用YG321纤维比电阻仪测试聚丙烯纤维比电阻。

毛丝、断头情况，以纺丝拉伸过程中毛丝发生的多少及断头率的高低，以◎优、◎-○介于优和良之间、○良、○-△介于良和稍差之间、△稍差、△-×介于稍差和差之间、×差，共七个等级表示。

表2给出了本发明油剂和比较油剂的测试性能。

从表2的测试评价结果可以看出，本发明油剂(各实施例)具有良好的润湿性能和抗静电性能，纺丝拉伸过程中毛丝、断头少，加工通过性良好，可纺性优良。

实施例1～3分别按比例加有本发明一般式(1)表示的组分A1、组分A2、组分A3，与比较例油剂相比，表面张力数据明显降低。这就改进了油剂的润湿性能，使油剂在纤维表面的附着均匀性大大提高，相应的降低了纤维比电阻，从而改善了纤维的抗静电效果，使纤维在纺丝拉伸加工过程中的毛丝、断头情况得到明显改善。

实施例4～6分别按不同比例加有本发明一般式(1)表示的组分A3，并适当改变润滑剂成份的组合比例，可以使聚丙烯纤维的加工性能更加优良，进一步提高聚丙烯纤维的成品质量。

实施例5的综合性能最好。

表1.实施例油剂组成及比较例油剂组成

表2.测试评价结果

Claims

1.聚丙烯纤维用纺丝拉伸油剂，该油剂含有润湿剂、平滑剂、集束剂、乳化剂、抗静电剂，其中：

R₁CH(R₂)O(CH₂CH₂O)m(CH₂CH(CH₃)O)nH

式中，R₁为碳数5～10的烷基；

R₂为碳数3～8的烷基；

m大于0且12以下；

n大于0且8以下。

2.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于平滑剂为矿物油和脂肪酸酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于集束剂为壬基酚聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯醚中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于乳化剂为蓖麻油聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于抗静电剂为烷基磷酸酯钾盐和烷基聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的油剂，其特征在于所述脂肪酸酯为一价酸与一价醇的单酯、二价酸与一价醇的酯、和二价以上的醇与一价羧酸的酯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于以重量份计，润湿剂为2～15，平滑剂为20～50，集束剂为15～40，乳化剂为10～30，抗静电剂为2～10。

8.根据权利要求7所述的油剂，其特征在于以重量份计，润湿剂为5～10，平滑剂为25～40，集束剂为20～35，乳化剂为15～25，抗静电剂为4～8。

9.权利1～8中任一项所述的油剂在聚丙烯纤维纺丝拉伸中的应用。