CN109763335A - 一种尼龙纺丝油剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尼龙纺丝油剂及其制备方法，涉及纺丝加工助剂技术领域。其技术要点是：尼龙纺丝油剂包括油剂溶液和助剂，所述油剂溶液和助剂的质量比为100：（2.5‑4.5），所述油剂溶液包括基础油剂和超纯水，所述基础油剂包括如下质量百分比的组分：酯类润滑油63‑67%；非离子界面活性剂10‑14%；阴离子界面活性剂14‑16%；抗静电剂4‑6%；抗氧剂2‑4%；所述助剂包括如下质量百分比的组分：烷基磷酸酯胺盐52‑57%；聚氧乙烯烷基醚43‑48%。本发明的油剂润滑性能好、吸附性好、集束性好，减少尼龙丝生产过程因摩擦产生的白粉；油剂的粘度受温度影响小，经加热后不易产生油烟，在加热辊表面产生的结焦少，且容易清洁，尼龙丝牵伸均匀，品质稳定。

Description

一种尼龙纺丝油剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及纺丝加工助剂技术领域，更具体地说，它涉及一种尼龙纺丝油剂及其制备方法。

背景技术

纺织油剂是一种重要的纺织助剂，可以减少纤维之间以及纤维与机器的摩擦，增加纤维之间的平滑性及集束性，以满足纺丝拉伸和后加工工序的要求，提高产品的质量及成品率。

市售的尼龙纺丝油剂主要有润滑剂、表面活性剂和抗静电剂，表面活性剂主要是聚醚。现有的尼龙纺丝油剂存在以下缺点：许多聚醚单体的粘温、粘浓特性还不够理想，单体分子量过大的，低温下粘度大，造成上油不匀，高温下粘度小，纤维上的油剂在离心力作用下会溅到热辊上，长时间受热容易导致焦状物的形成，轻则影响加热器的热传导效率，导致丝束拉伸不均，重则使毛丝和断头增多，影响生产。而单体分子量小一些的，普遍有粘度突跃现象，造成高速纺丝过程中的粘度波动范围过大，同样会引起上油不匀，尼龙丝与设备摩擦后表面产生白粉，影响丝的质量。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种尼龙纺丝油剂，其具有上油均匀、摩擦系数低、提高尼龙丝质量的优点。

本发明的目的二在于提供一种尼龙纺丝油剂的制备方法，其具有性能稳定、摩擦系数低的优点。

为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：

一种尼龙纺丝油剂，包括油剂溶液和助剂，所述油剂溶液和助剂的质量比为100：(2.5-4.5)，所述油剂溶液包括基础油剂和超纯水，所述基础油剂包括如下质量百分比的组分：

酯类润滑油63-67％；

非离子界面活性剂10-14％；

阴离子界面活性剂14-16％；

抗静电剂4-6％；

抗氧剂2-4％；

所述助剂包括如下质量百分比的组分：

烷基磷酸酯胺盐52-57％；

聚氧乙烯烷基醚43-48％。

通过采用上述技术方案，酯类润滑油在尼龙丝和设备的触面间形成一层连续的油膜，从而减少摩擦。但是如何让油膜稳定均匀地附着在尼龙丝表面，这是长期困扰本领域技术人员的难题。申请人经过研究和实践，采用非离子界面活性剂和阴离子界面活性剂复配，并加入烷基磷酸酯胺盐和聚氧乙烯烷基醚，从而改善油膜附着性、均匀性。油剂在使用时，能够均匀粘附在尼龙丝表面，尼龙丝高速运动时，也不易与油剂分离；油剂的粘度受温度影响小，高低温不会使其粘度发生较大波动；油剂耐温性好，经加热后不易产生油烟，在加热辊表面产生的结焦少，且容易清洁。抗静电剂的作用是在尼龙丝高速加弹过程中，增加尼龙丝的吸湿性，提高尼龙丝的电导率，减少静电的产生和积聚，保证顺利进行纺丝。抗氧剂能够增强油剂在摩擦发热时的抗氧化性能。

进一步优选为，所述油剂溶液中基础油剂的质量百分比为8-13％。

通过采用上述技术方案，基础油剂太多，尼龙丝表面粘附的油变厚，既造成浪费也容易因离心力产生飞溅，基础油剂太少，尼龙丝表面粘附的油太少，润滑性能不佳。

进一步优选为，所述酯类润滑油包括如下质量百分比的组分：

十二烷基磷酸单酯30-60％；

聚α烯烃20-40％；

三羟甲基丙烷油酸酯补足至100％。

通过采用上述技术方案，十二烷基磷酸单酯价格便宜、粘度指数高、生物降解性高，但低温流动性差，所以不适合单独作为基础油；聚α烯烃具有高热氧化稳定性，(热稳定性指的是在宽泛的温度区间内能保持良好的粘度指数)，因合成油分子结构的特殊性使得它能够拥有更高的流动和穿透性(和矿物油比较)。它的化学稳定性指的是合成油在纺丝过程中不会发生任何破坏它使用性能的化学变化(例如，氧化)，其倾点比矿物油低很多，粘度指数高，也就是说在温度的变化下粘度的变化并不大；其还具有挥发性低、水解安定性好、与矿物油相容性好的优点。

三羟甲基丙烷油酸酯属于多元醇酯，多元醇酯由于酯基多，所以极性强，蒸发损失低，润滑性好。多元醇酯有优异的热氧化安定性和低蒸发性，可比双酯在高50-100℃的工作温度下使用，但是价格昂贵，搭配十二烷基磷酸单酯和聚α烯烃使用，降低成本且保持较好的润滑效果。

进一步优选为，所述非离子界面活性剂包括如下质量百分比的组分：

月桂醇20-40％；

脂肪酸甲酯乙氧基化物1-5％；

失水山梨醇酯补足至100％。

通过采用上述技术方案，上述非离子界面活性剂配合使用后，降低油剂的表面张力，提高油剂的渗透力，使油剂能在尼龙丝表面迅速铺展和快速渗透到纤维的每根纤维中，上油迅速且均匀，有利于高速纺丝，保证纺丝质量。

进一步优选为，所述阴离子界面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠中的至少一种。

通过采用上述技术方案，上述界面活性剂易溶于水，泡沫易于消失，具有优异的润湿、渗透和乳化的性能，化学性质稳定，在酸性或碱性介质中以及加热条件下都不会分解。

进一步优选为，所述抗静电剂选自乙氧基化烷基硫酸铵、甘油硬脂酸酯、月桂酰胺丙基甜菜碱中的至少一种。

通过采用上述技术方案，乙氧基化烷基硫酸铵、甘油硬脂酸酯均具有抗静电作用，月桂酰胺丙基甜菜碱，属于刺激性极低的两性表面活性剂，可与阳离子、阴离子、非离子表面活性剂配伍，具有抗静电和杀菌作用，并且有良好的粘度调节作用。上述抗静电剂在复合使用时，效果最好，保证了油剂的耐热性以及在各种湿度条件下都具有良好的抗静电效果。

进一步优选为，所述抗氧剂选自2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、4，4′甲撑双(2，6-二叔丁基苯酚)中的至少一种。

通过采用上述技术方案，增强油剂在摩擦发热时的抗氧化性能。

为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：

一种尼龙纺丝油剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，取电导率在1us/cm以下的超纯水，加入容器内；

步骤二，将基础油剂的各组分混合均匀，向容器内缓慢加入基础油剂，搅拌混合均匀，得到油剂溶液；

步骤三，将助剂的组分混合均匀，向油剂溶液内缓慢加入助剂，搅拌混合均匀，静置消除气泡；

步骤四，过滤除去杂质，得到尼龙纺丝油剂。

通过采用上述技术方案，采用超纯水，避免引入盐类杂质，提高油剂的稳定性，配置时缓慢加入各组分，能够避免产生大量气泡。

进一步优选为，所述超纯水的温度为30-33℃。

通过采用上述技术方案，在加热的条件下，有利于各组分快速溶解。

进一步优选为，所述步骤二中加入基础油剂的速度为10-15L/min，搅拌速度在20rpm以下。

通过采用上述技术方案，避免产生大量气泡，需静置较长时间来消除气泡。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)采用非离子界面活性剂和阴离子界面活性剂复配，并加入烷基磷酸酯胺盐和聚氧乙烯烷基醚，油剂在使用时，能够均匀粘附在尼龙丝表面，尼龙丝高速运动时，也不易与油剂分离，减少尼龙丝生产过程因摩擦产生的白粉；

(2)油剂的粘度受温度影响小，高低温不会使其粘度发生较大波动，油剂耐温性好，经加热后不易产生油烟，在加热辊表面产生的结焦少，且容易清洁。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1：一种尼龙纺丝油剂，包括油剂溶液和助剂，所述油剂溶液和助剂的质量比为100：2.5，油剂溶液包括基础油剂和超纯水，油剂溶液中基础油剂的质量百分比为8％。

基础油剂包括如下质量百分比的组分：

酯类润滑油67％；

非离子界面活性剂10％；

阴离子界面活性剂16％；

抗静电剂5％；

抗氧剂2％；

其中，酯类润滑油包括如下质量百分比的组分：

十二烷基磷酸单酯30％；

聚α烯烃40％；

三羟甲基丙烷油酸酯补足至100％。

非离子界面活性剂包括如下质量百分比的组分：

月桂醇20％；

脂肪酸甲酯乙氧基化物5％；

失水山梨醇酯补足至100％。

阴离子界面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，抗静电剂是乙氧基化烷基硫酸铵，抗氧剂选自2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚。

助剂包括如下质量百分比的组分：

烷基磷酸酯胺盐52％；

聚氧乙烯烷基醚48％。

一种尼龙纺丝油剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，取电导率在1us/cm以下的超纯水，加入容器内，控制超纯水的温度为30℃；

步骤二，将基础油剂的各组分混合均匀，向容器内缓慢加入基础油剂，搅拌混合均匀，基础油剂的速度为10L/min，搅拌速度在20rpm以下，得到油剂溶液；

步骤三，将助剂的组分混合均匀，向油剂溶液内缓慢加入助剂，搅拌混合均匀，静置消除气泡；

步骤四，经过120目不锈钢波纹过滤器过滤除去杂质，得到尼龙纺丝油剂。

实施例2：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，基础油剂包括如下质量百分比的组分：

酯类润滑油63％；

非离子界面活性剂14％；

阴离子界面活性剂14％；

抗静电剂6％；

抗氧剂3％；

所述助剂包括如下质量百分比的组分：

烷基磷酸酯胺盐57％；

聚氧乙烯烷基醚43％。

实施例3：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，基础油剂包括如下质量百分比的组分：

酯类润滑油65％；

非离子界面活性剂12％；

阴离子界面活性剂15％；

抗静电剂5％；

抗氧剂3％。

助剂包括如下质量百分比的组分：

烷基磷酸酯胺盐55％；

聚氧乙烯烷基醚45％。

实施例4：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，基础油剂包括如下质量百分比的组分：

酯类润滑油63％；

非离子界面活性剂13％；

阴离子界面活性剂16％；

抗静电剂4％；

抗氧剂4％。

所述助剂包括如下质量百分比的组分：

烷基磷酸酯胺盐55％；

聚氧乙烯烷基醚45％。

实施例5：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，油剂溶液和助剂的质量比为100：3.5，油剂溶液中基础油剂的质量百分比为10.5％。

实施例6：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，油剂溶液和助剂的质量比为100：4.5，油剂溶液中基础油剂的质量百分比为13％。

实施例7：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，酯类润滑油包括如下质量百分比的组分：

十二烷基磷酸单酯45％；

聚α烯烃30％；

三羟甲基丙烷油酸酯补足至100％。

实施例8：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，酯类润滑油包括如下质量百分比的组分：

十二烷基磷酸单酯60％；

聚α烯烃20％；

三羟甲基丙烷油酸酯补足至100％。

实施例9：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，非离子界面活性剂包括如下质量百分比的组分：

月桂醇30％；

脂肪酸甲酯乙氧基化物3％；

失水山梨醇酯补足至100％。

实施例10：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，非离子界面活性剂包括如下质量百分比的组分：

月桂醇40％；

脂肪酸甲酯乙氧基化物1％；

失水山梨醇酯补足至100％。

实施例11：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，阴离子界面活性剂是十二烷基苯磺酸钠。

实施例12：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，阴离子界面活性剂是质量比为1:1的十二烷基苯磺酸钠和琥珀酸二异辛酯磺酸钠的混合物。

实施例13：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，抗静电剂是甘油硬脂酸酯。

实施例14：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，抗静电剂是质量比为1:1的甘油硬脂酸酯和月桂酰胺丙基甜菜碱的混合物。

实施例15：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，抗氧剂是四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯。

实施例16：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，抗氧剂是质量比为1:1的四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯和4，4′甲撑双(2，6-二叔丁基苯酚)的混合物。

实施例17：一种尼龙纺丝油剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，取电导率在1us/cm以下的超纯水，加入容器内，控制超纯水的温度为32℃；

步骤二，将基础油剂的各组分混合均匀，向容器内缓慢加入基础油剂，搅拌混合均匀，基础油剂的速度为12L/min，搅拌速度在20rpm以下，得到油剂溶液；

步骤三，将助剂的组分混合均匀，向油剂溶液内缓慢加入助剂，搅拌混合均匀，静置消除气泡；

步骤四，经过120目不锈钢波纹过滤器过滤除去杂质，得到尼龙纺丝油剂。

实施例18：一种尼龙纺丝油剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，取电导率在1us/cm以下的超纯水，加入容器内，控制超纯水的温度为33℃；

步骤二，将基础油剂的各组分混合均匀，向容器内缓慢加入基础油剂，搅拌混合均匀，基础油剂的速度为15L/min，搅拌速度在20rpm以下，得到油剂溶液；

步骤三，将助剂的组分混合均匀，向油剂溶液内缓慢加入助剂，搅拌混合均匀，静置消除气泡；

步骤四，经过120目不锈钢波纹过滤器过滤除去杂质，得到尼龙纺丝油剂。

对比例1：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，助剂仅采用烷基磷酸酯胺盐。

对比例2：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，助剂仅采用聚氧乙烯烷基醚。

对比例3：一种尼龙纺丝油剂，与实施例1的不同之处在于，未添加助剂。

对比例4：采用普通市售的聚醚类尼龙纺丝油剂。

性能测试

测试方法：将实施例1-18和对比例1-4中的纺丝油剂送至尼龙长丝经过的陶瓷油嘴，记录尼龙长丝生产过程中的飘丝、断头、油污以及白粉现象。

飘丝：尼龙长丝的个别纤维断裂产生；断头：尼龙长丝在绕卷时断裂；油污：粘附有油污的尼龙长丝的重量占总产量的比例；白粉：陶瓷油嘴上粘附有白色粉末。

测试结果：测试结果如表1所示。由表1可知，与市售纺丝油剂相比，在采用本发明的油剂溶液和助剂后,飘丝次数下降,断头次数下降，粘附有油污的尼龙长丝的重量占总产量的比例下降；从油嘴白粉上来看，采用本发明的纺丝油剂可明显减少白粉或消除白粉现象。

表1测试结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种尼龙纺丝油剂，其特征在于，包括油剂溶液和助剂，所述油剂溶液和助剂的质量比为100：（2.5-4.5），所述油剂溶液包括基础油剂和超纯水，所述基础油剂包括如下质量百分比的组分：

酯类润滑油63-67%；

非离子界面活性剂10-14%；

阴离子界面活性剂14-16%；

抗静电剂4-6%；

抗氧剂2-4%；

所述助剂包括如下质量百分比的组分：

烷基磷酸酯胺盐52-57%；

聚氧乙烯烷基醚43-48%。

2.根据权利要求1所述的一种尼龙纺丝油剂，其特征在于，所述油剂溶液中基础油剂的质量百分比为8-13%。

3.根据权利要求1所述的一种尼龙纺丝油剂，其特征在于，所述酯类润滑油包括如下质量百分比的组分：

十二烷基磷酸单酯30-60%；

聚α烯烃20-40%；

三羟甲基丙烷油酸酯补足至100%。

4.根据权利要求1所述的一种尼龙纺丝油剂，其特征在于，所述非离子界面活性剂包括如下质量百分比的组分：

月桂醇20-40%；

脂肪酸甲酯乙氧基化物1-5%；

失水山梨醇酯补足至100%。

5.根据权利要求1所述的一种尼龙纺丝油剂，其特征在于，所述阴离子界面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种尼龙纺丝油剂，其特征在于，所述抗静电剂选自乙氧基化烷基硫酸铵、甘油硬脂酸酯、月桂酰胺丙基甜菜碱中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的尼龙纺丝油剂的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂选自2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、4，4′甲撑双(2，6-二叔丁基苯酚)中的至少一种。

8.一种尼龙纺丝油剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，取电导率在1us/cm以下的超纯水，加入容器内；

步骤二，将基础油剂的各组分混合均匀，向容器内缓慢加入基础油剂，搅拌混合均匀，得到油剂溶液；

步骤三，将助剂的组分混合均匀，向油剂溶液内缓慢加入助剂，搅拌混合均匀，静置消除气泡；

步骤四，过滤除去杂质，得到尼龙纺丝油剂。

9.根据权利要求8所述的尼龙纺丝油剂的制备方法，其特征在于，所述超纯水的温度为30-33℃。

10.根据权利要求8所述的尼龙纺丝油剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中加入基础油剂的速度为10-15L/min，搅拌速度在20rpm以下。