CN108755141B - 一种粘胶纤维纺丝油剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粘胶纤维纺丝油剂及其制备方法，属于纺织助剂技术领域。本发明的一种粘胶纤维纺丝油剂，该油剂中含有润滑剂、抗静电剂和乳化剂，其中所述的润滑剂为白油、液体石蜡、凡士林、锭子油、硬脂酸酯、油酸酯的一种或几种，乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、多元醇脂肪酸酯、壬基酚聚环氧乙烯醚和聚乙二醇中的一种或几种，抗静电剂为烷基磷酸酯盐、烷基硫酸酯、烷基磷酸酯和高级醇硫酸酯盐的一种或几种。本发明通过对粘胶油剂的组分润滑剂、乳化剂、抗静电剂等进行筛选，制备出产品可有效调节纤维表面摩擦力，提高抗静电性能，具有良好的柔软性和平滑感，且具有适当的集束性和抱合性，能够有效改善纤维纺织加工性能。

Description

一种粘胶纤维纺丝油剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织助剂技术领域，更具体地说，涉及一种粘胶纤维纺丝油剂及其制备方法。
背景技术
随着人们生活的水平不断提高，对纺织品的要求也越来越高，高科技、绿色、生态、环保的高档纺织产品日益博得广大消费者的青睐。目前纺织纤维原料主要分为以棉、麻等为代表的天然纤维原料，以涤纶、睛纶等为代表的石油基纤维原料，以及以天然纤维素材料为原料再生而成的粘胶纤维等生物基纤维原料。目前，随着土地资源的稀缺及人力资源的紧张，棉花种植面积呈逐年下降趋势，棉花产品将不能满足人们生活水平日益增长的需要；而随着石油储量的日渐减少和人们对纺织品舒适性、功能性、环保型意识的不断增强，以可再生性资源为原料生产的粘胶纤维越来越多的受到重视。
作为天然再生纤维，粘胶纤维既有天然纤维的品质，又具有优良的可加工性，其结构组成与棉相似，同时又具有棉花所没有的悬垂性和柔软性。纤维在纺织加工时要受到各种机件的作用，由于纤维与机械以及纤维相互间的摩擦，必然会聚集起很多电荷，由于纤维的电阻很大，电荷无法传导出去，结果就形成了表面静电现象。由于纤维纺纱工序纤维间的摩擦很多，因此静电现象非常显著。静电的发生会导致纤维间不易分离、梳理，从而使纺织加工过程变得困难。目前，现有技术中通常是采用对纤维进行上油处理，从而来减少或消除纺织加工过程中的静电现象，这也是纺织加工时的一个必须环节。
其中，粘胶油剂的好坏会影响纤维纺纱过程的效率、断头率、缠绕性等，纱厂要求一般纤维含油率为0.27-0.30，含油率过高，纤维比较黏，从而增加了纺纱难度，同时不利于清除纤维疵点；含油率过低，纤维抗静电性能差，容易产生静电，导致打火现象，不利于安全。经检索，关于粘胶油剂的专利研究已有较多公开。如，中国专利申请号为201210271788.0的申请案公开了一种粘胶纤维纺纱油剂，该申请案的油剂由以下重量份的各组分组成：抹香鲸油硫酸酯钠42份～55份；十二烷基硫酸酯钠20份～35份；脂肪酸多元醇酯5份～10份；非离子表面活性剂3份～5份；中性油12份～17份；聚醚2份～5份。又如，中国专利申请号为201010282874.2的申请案公开了一种粘胶纤维纺纱油剂，该申请案的粘胶纤维纺纱油剂，由抹香鲸油硫酸酯钠、脂肪酸多元醇酯、鲸油硫酸酯钠、油醇聚氧乙烯醚、矿物油组成。
但使用现有粘胶油剂时，所得粘胶纤维的抗静电效果仍难以满足使用要求，有待进一步提高。此外，现有粘胶油剂的使用通常还会对纺织纤维的加工性能造成一定的影响。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供了一种粘胶纤维纺丝油剂及其制备方法。采用本发明的技术方案能够有效提高纤维纺织的抗静电性能，同时还能够改善纤维纺织的加工性能。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种粘胶纤维纺丝油剂，该油剂中含有润滑剂、抗静电剂和乳化剂，其中所述的润滑剂为白油、液体石蜡、凡士林、锭子油、硬脂酸酯、油酸酯的一种或几种，乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、多元醇脂肪酸酯、壬基酚聚环氧乙烯醚(如TX、NP、OP系列)和聚乙二醇中的一种或几种，抗静电剂为烷基磷酸酯盐、烷基硫酸酯、烷基磷酸酯和高级醇硫酸酯盐的一种或几种。
更进一步的，所述的润滑剂为白油或蓖麻油或其组合；所述的乳化剂选用聚乙二醇单油酸酯、聚乙二醇双油酸酯、月桂醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯和聚乙二醇中的一种或几种；所述的抗静电剂为月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、异构十醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐、十二烷基单磷酸酯钾盐、异构十三醇聚氧乙烯醚单磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐中的一种或多种。
更进一步的，所述的白油选用10#或26#白油，所述的乳化剂包含聚乙二醇单油酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚，所述的抗静电剂包含月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
更进一步的，所述润滑剂、抗静电剂和乳化剂的质量份数分别为20-40份、10-25份、25-55份。
更进一步的，该油剂主要由以下质量份数的组分组成：
白油：5-20份
硫化蓖麻油：5-15份
月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠：5-10份
异构十醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐：0-10份
脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐：0-10份
十二烷基单磷酸酯钾盐：0-10份
异构十三醇聚氧乙烯醚单磷酸酯：0-10份
聚乙二醇单油酸酯PEG400MO：20-40份
聚乙二醇双油酸酯PEG400DO：0-20份
聚乙二醇单油酸酯PEG600MO：0-10份
月桂醇聚氧乙烯醚MOA-7：0-10份
脂肪醇聚氧乙烯醚O-15：5-20份
脂肪酸聚氧乙烯酯：0-10份
聚乙二醇：0-10份。
本发明的一种粘胶纤维纺丝油剂的制备方法，将各抗静电剂与分散剂混合，加热至30-50℃，并搅拌混合均匀；然后加入润滑剂，搅拌使之充分溶解；最后加入3-15份去离子水，搅拌30-60分钟，冷却至室温。
更进一步的，(1)将聚乙二醇单油酸酯PEG400MO、聚乙二醇双油酸酯PEG400DO及聚乙二醇单油酸酯PEG600MO中的至少两种物质与聚乙二醇混合，加热至30-40℃，搅拌20-35分钟使之充分溶解；(2)继续加入脂肪醇聚氧乙烯醚O-15和月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES，升温至40-50℃，搅拌20-30分钟；(3)之后加入白油和硫化蓖麻油，搅拌20-40分钟；(4)最后加入去离子水，搅拌均匀后冷却至室温。
更进一步的，所述步骤(1)或(2)中还添加有月桂醇聚氧乙烯醚MOA-7。
更进一步的，所述步骤(2)中还添加有异构十醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐或异构十三醇聚氧乙烯醚单磷酸酯或脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐。
更进一步的，在步骤(1)中还添加有十二烷基单磷酸酯钾盐。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种粘胶纤维纺丝油剂，含有润滑剂、抗静电剂和乳化剂，通过对润滑剂、抗静电剂和乳化剂的种类及配比进行优化设计，从而可以有效调节纤维表面的摩擦力，提高所得纤维纺丝的抗静电性能，同时所得纤维纺丝还具有良好的柔软性和平滑感，且具有适当的集束性和抱合性，能够有效改善纤维纺织的加工性能。
(2)本发明的一种粘胶纤维纺丝油剂，所选润滑剂、抗静电剂和乳化剂之间的相容性较好，通过各组分之间的共同和协调作用，从而可以使产品的抗静电性、分散性能及加工性能得到最佳配合。
(3)本发明的一种粘胶纤维纺丝油剂的制备方法，通过选用特定种类的润滑剂、抗静电剂和乳化剂，并对各组分的添加顺序、加热温度进行优化设计，从而保证所得油剂一方面可以有效提高纤维纺丝的抗静电性能，另一方面还可以改善纺丝产品的加工性能，并使所得油剂得到充分乳化，所得油剂的稳定性较好，从而能够保证油剂各组分在纤维表面的均匀性，进而保证油剂的应用性能。
具体实施方式
本发明的一种粘胶纤维纺丝油剂，该油剂中含有润滑剂、抗静电剂和乳化剂，其中润滑剂、抗静电剂和乳化剂的质量份数分别为20-40份、10-25份、25-55份。所述的润滑剂为白油、液体石蜡、凡士林、锭子油、硬脂酸酯、油酸酯的一种或几种，优选为白油或蓖麻油或其组合，所述的白油优选为10#或26#白油；所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、多元醇脂肪酸酯、壬基酚聚环氧乙烯醚(如TX、NP、OP系列)和聚乙二醇中的一种或几种，优选为聚乙二醇单油酸酯、聚乙二醇双油酸酯、月桂醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯和聚乙二醇中的一种或几种，进一步优选为包含聚乙二醇单油酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚。所述的抗静电剂为烷基磷酸酯盐、烷基硫酸酯、烷基磷酸酯和高级醇硫酸酯盐的一种或几种，优选为月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、异构十醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐、十二烷基单磷酸酯钾盐、异构十三醇聚氧乙烯醚单磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐中的一种或多种，进一步优选为包含月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
针对现有粘胶纤维纺丝油剂的抗静电性能相对较差，难以满足使用要求的不足，本发明通过大量实验对抗静电剂的种类进行优化设计，通过各种抗静电剂之间的协调作用，尤其是通过月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠与异构十醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐或十二烷基单磷酸酯钾盐或脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐的复合添加，从而可以有效调节纤维表面的摩擦力，提高所得纤维纺丝的抗静电性能，同时月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠的添加还有助于改善所得油剂的粘稠度，从而提高其使用效果。另外，本发明还通过向油剂中配合添加特定种类的润滑剂和乳化剂，从而在保证油剂抗静电效果的基础上还可以改善纤维纺丝的柔软性和平滑感，使其具有良好的集束性和抱合性，进而能够有效改善纤维纺织的加工性能。此外，本发明所选润滑剂、抗静电剂和乳化剂之间的相容性较好，通过各组分的复配还可以保证所得油剂的稳定性，使其得到充分乳化，从而能够保证油剂各组分在纤维表面的均匀性，有利于保证其使用效果。其中当乳化剂中含有聚乙二醇单油酸酯PEG400MO、聚乙二醇双油酸酯PEG400DO和聚乙二醇单油酸酯PEG600MO中的至少两种物质，以及脂肪醇聚氧乙烯醚O-15时效果最佳。
更优选的，本发明的油剂主要由以下质量份数的组分组成：
白油：5-20份
硫化蓖麻油：5-15份
月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠：5-10份
异构十醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐：0-10份
脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐：0-10份
十二烷基单磷酸酯钾盐：0-10份
异构十三醇聚氧乙烯醚单磷酸酯：0-10份
聚乙二醇单油酸酯PEG400MO：20-40份
聚乙二醇双油酸酯PEG400DO：0-20份
聚乙二醇单油酸酯PEG600MO：0-10份
月桂醇聚氧乙烯醚MOA-7：0-10份
脂肪醇聚氧乙烯醚O-15：5-20份
脂肪酸聚氧乙烯酯：0-10份
聚乙二醇：0-10份。
本发明的粘胶纤维纺丝油剂的制备方法，将各抗静电剂与分散剂混合，加热至30-50℃，并搅拌混合均匀；然后加入润滑剂，搅拌使之充分溶解；最后加入3-15份去离子水，搅拌30-60分钟，冷却至室温。具体包括以下过程：(1)将聚乙二醇单油酸酯PEG400MO、聚乙二醇双油酸酯PEG400DO及聚乙二醇单油酸酯PEG600MO中的至少两种物质与聚乙二醇混合，加热至30-40℃，搅拌20-35分钟使之充分溶解；(2)继续加入脂肪醇聚氧乙烯醚O-15和月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES，升温至40-50℃，搅拌20-30分钟；(3)之后加入白油和硫化蓖麻油，搅拌20-40分钟；(4)最后加入去离子水，搅拌均匀后冷却至室温。其中，更优选的，在步骤(1)中进一步添加十二烷基单磷酸酯钾盐，在步骤(2)中进一步添加异构十醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐或异构十三醇聚氧乙烯醚单磷酸酯或脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐。同时在上述步骤(1)或(2)中还可以进一步添加月桂醇聚氧乙烯醚MOA-7。
为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。需要说明的是，由于篇幅有限，此处仅列举部分实施例，具体润滑剂、抗静电剂和乳化剂的种类及其配比并不局限于具体实施例的范围。
实施例1
将31份PEG400MO、8.5份PEG600MO、2.5份月桂醇聚氧乙烯醚MOA-7与3.5份聚乙二醇PEG600，加热至30℃，搅拌30分钟，充分溶解；继续加入6份脂肪醇聚氧乙烯醚O-15、6份月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES及4.5份异构十醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐E1007-PK，升温至40℃，搅拌30分钟；加入15份10#白油、15份硫化蓖麻油，搅拌28分钟；加入6份去离子水，搅拌52分钟；冷却至室温。
实施例2
将28份PEG400MO、8份PEG600MO、3份月桂醇聚氧乙烯醚MOA-7与3.5份聚乙二醇PEG600，加热至40℃，搅拌20分钟，充分溶解；继续加入6份脂肪醇聚氧乙烯醚O-15、8份月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES及10份异构十醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐E1007-PK，升温至50℃，搅拌20分钟；加入20份10#白油、10份硫化蓖麻油，搅拌33分钟；加入6.5份去离子水，搅拌45分钟；冷却至室温。
实施例3
将31份PEG400MO、10份PEG400DO、10份十二烷基单磷酸酯钾盐与3.5份聚乙二醇PEG600，加热至35℃，搅拌35分钟，充分溶解；继续加入6份脂肪醇聚氧乙烯醚O-15、7.5份月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES及5份异构十三醇聚氧乙烯醚单磷酸酯1310p，升温至44℃，搅拌26分钟；加14份26#白油、13份硫化蓖麻油，搅拌40分钟；加入8份去离子水，搅拌60分钟；冷却至室温。
实施例4
将20份PEG400MO、20份PEG400DO、8份十二烷基单磷酸酯钾盐与3.5份聚乙二醇PEG600，加热至37℃，搅拌28分钟，充分溶解；继续加入6.5份月桂醇聚氧乙烯醚MOA-7、5份脂肪醇聚氧乙烯醚O-15、5份异构十三醇聚氧乙烯醚单磷酸酯1310p、7.5份月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES，升温至48℃，搅拌22分钟；加10份26#白油、10份硫化蓖麻油，搅拌20分钟；加入10份去离子水，搅拌30分钟；冷却至室温。
实施例5
将25份PEG600MO与5份PEG400DO与10份聚乙二醇PEG600，加热至35℃，搅拌30分钟，充分溶解；继续加入5份脂肪酸聚氧乙烯酯、10份脂肪醇聚氧乙烯醚O-15、10份月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES，升温至45℃，搅拌20分钟；加10份26#白油、10份硫化蓖麻油，搅拌25分钟；加入10份去离子水，搅拌28分钟；冷却至室温。
实施例6
将20份PEG400MO、15份PEG400DO与3.5份聚乙二醇PEG600，加热至37℃，搅拌28分钟，充分溶解；继续加入20份脂肪醇聚氧乙烯醚O-15、10份月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、5份脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐，升温至48℃，搅拌22分钟；加5份26#白油、15份硫化蓖麻油，搅拌28分钟；加入8份去离子水，搅拌30分钟；冷却至室温。
实施例7
将22份PEG400MO、5份PEG400DO、10份十二烷基单磷酸酯钾盐与7份聚乙二醇PEG600，加热至33℃，搅拌25分钟，充分溶解；继续加入3份月桂醇聚氧乙烯醚MOA-7、15份脂肪醇聚氧乙烯醚O-15、5份月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、10份脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐，升温至48℃，搅拌22分钟；加20份26#白油、5份硫化蓖麻油，搅拌25分钟；加入12份去离子水，搅拌25分钟；冷却至室温。
实施例8
将20份PEG400MO、10份PEG400DO、5份十二烷基单磷酸酯钾盐与5份聚乙二醇PEG600，加热至35℃，搅拌35分钟，充分溶解；继续加入2份月桂醇聚氧乙烯醚MOA-7、12份脂肪醇聚氧乙烯醚O-15、8份月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、5异构十醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐、7份脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐，升温至44℃，搅拌20分钟；加18份10#白油、10份硫化蓖麻油，搅拌20分钟；加入10份去离子水，搅拌20分钟；冷却至室温。
对比例1：直接购买国产某家油剂。
样品性能测试：
1、稳定性：
将试样配制成质量分数5％的水溶液后，室温下放置24h后，观察试样水溶液有无分层沉淀情况。
2、抗静电测试及摩擦性能测试：
取原料，摇匀后，取样12g，蒸馏水88g，搅拌均匀后取5g，加入蒸馏水495g，混合均匀；取高支纯棉机织布(半成品)20cm×30cm；清洗轧车，调节压力，左右均为3公斤(轧辊压力)；将织物一浸一轧后，105℃烘箱烘干；冷却后，自封袋装好，备用。
(1)粘胶纤维纺丝油剂抗静电测试：取上述制备好的面料样品5cm×5cm样，测试最高静电压和半衰期t1/2。
(2)粘胶纤维纺丝油剂的摩擦性能测试：纤维表面摩擦性能低在织物风格上表现为柔软和滑爽，将上述实验获得的面料通过人工手感测试，经粘胶纤维纺丝油剂处理后的面料柔软效果。
表1实施例1-8及对比例1样品的静电压半衰期
Figure BDA0001713476610000071
表2实施例1-8及对比例1样品的摩擦性能对比
Figure BDA0001713476610000072
采用实施例1-8和对比例1的油剂对粘胶纤维分别进行上油处理，经处理后面料的静电压半衰期实验结果及摩擦性能结果(全棉织物手感评价分1-5级，5级最软)分别如表1、表2所示，由表可以看出，采用实施例1-8中的油剂进行上油处理后所得粘胶纤维的静电压半衰期及摩擦性能均优于对比例1，其中实施例8的抗静电效果最好，且所得样品手感的柔软性、滑爽效果最高，说明该样品在降低纤维表面的动、静态摩擦力上效果最好。并且，稳定性测试结果表明，采用本发明所制备的油剂具有更好的储存和分散稳定性能。

Claims (4)

1.一种粘胶纤维纺丝油剂，其特征在于，该纺丝油剂采用如下方法制备得到：
（1）将聚乙二醇单油酸酯PEG400MO、聚乙二醇双油酸酯PEG400DO及聚乙二醇单油酸酯PEG600MO中的至少两种物质与聚乙二醇混合，加热至30-40℃，搅拌20-35分钟使之充分溶解；（2）继续加入脂肪醇聚氧乙烯醚O-15和月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES，升温至40-50℃，搅拌20-30分钟；（3）之后加入白油和硫化蓖麻油，搅拌20-40分钟；（4）最后加入去离子水，搅拌均匀后冷却至室温，即得粘胶纤维纺丝油剂；所述步骤（1）或（2）中还添加有月桂醇聚氧乙烯醚MOA-7，所述步骤（2）中还添加有异构十醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐或异构十三醇聚氧乙烯醚单磷酸酯或脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐。
2.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维纺丝油剂，其特征在于：所述的白油选用10#或26#白油。
3.一种粘胶纤维纺丝油剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下过程：（1）将聚乙二醇单油酸酯PEG400MO、聚乙二醇双油酸酯PEG400DO及聚乙二醇单油酸酯PEG600MO中的至少两种物质与聚乙二醇混合，加热至30-40℃，搅拌20-35分钟使之充分溶解；（2）继续加入脂肪醇聚氧乙烯醚O-15和月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES，升温至40-50℃，搅拌20-30分钟；（3）之后加入白油和硫化蓖麻油，搅拌20-40分钟；（4）最后加入去离子水，搅拌均匀后冷却至室温，即得粘胶纤维纺丝油剂；所述步骤（1）或（2）中还添加有月桂醇聚氧乙烯醚MOA-7，所述步骤（2）中还添加有异构十醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐或异构十三醇聚氧乙烯醚单磷酸酯或脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐。
4.根据权利要求3所述的一种粘胶纤维纺丝油剂的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中还添加有十二烷基单磷酸酯钾盐。
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