CN112746353A - 一种高速纺用化纤油剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高速纺用化纤油剂，包括天然油酯10‑20份、合成油酯20‑40份、聚乙二醇脂肪酸酯20‑40份、功能聚醚5‑15份、抗静电剂1‑5份、醚化聚三硅氧烷1‑5份、微乳平衡调节剂1‑2份、防腐杀菌剂0.5‑1.5份和水5‑15份。本发明的化纤油剂，可以很好地调剂化学纤维的摩擦，提高油膜强度，保护纤维、防止纤维对设备的磨损和锈蚀；对化学纤维的集束性好，提高油在纤维上的附着性，使化学纤维在纺丝时不会紊乱；抗静电性能好，化学纤维不容易因为静电而断头；乳化性能好，化纤油剂与水1：10稀释形成可发蓝光的微乳液，放置半年不分层；化纤油耐热性好，高温下不发烟，不结焦，综合性能可与国外同类型产品媲美。

Description

一种高速纺用化纤油剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高速纺用化纤油剂及其制备方法，属于纺织助剂技术领域。

背景技术

化纤油的发展到如今已有五代。目前化纤行业正朝着高速、高效、大容量、短流程、差别化、功能化的方向飞速发展，随着新工艺、新设备的使用，对化纤油剂提出了更高的要求，如更优良的平滑性、润湿性、耐热性、防结焦等。只有不断地开发具有优异性能的、适应化纤生产新工艺、新要求的油剂单体，系统地对化纤油剂单体进行研制与开发，才能促进化纤生产技术的不断进步与发展，这样化纤油剂才能产生质的变化。

化学纤维对油剂性能要求较高，纤维上油后，有的需经高温拉伸和干燥，成品丝还要进行后加工、加弹、织造等工序。因此，要求油剂应有一定的耐热性，受热时不分解、少挥发，不使纤维着色；油剂还要有一定的油膜强度，有良好的平滑性。纤维生产及后加工过程中无毛丝、断头，尽量减少白粉、析出物，油剂还要能赋予纤维优异的抗静电性能等。虽然化纤油在化纤生产中的用量很小，但它对纤维的质量起着至关重要的作用。

现有的化纤油在使用的过程中无法很好地调剂化学纤维的摩擦、抗静电性能低，受热时容易分解，耐热性差，而且在纤维生产及后加工过程中会出现断头、析出物等现象。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种高速纺用化纤油剂。

本发明的第二目的在于提供上述化纤油剂的制备方法。

为了实现上述第一目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种高速纺用化纤油剂，包括：

优选的，所述天然油脂是高级脂肪酸的三甘油酯，所述高级脂肪酸的三甘油酯为椰子油、棕榈油、大豆油、花生油、玉米油、蓖麻油、菜籽油、橄榄油、棉籽油、氢化大豆油中的一种或几种。

采用上述技术方案，天然油脂价格低、平滑性好、发烟少、油膜强度高，但是氧化稳定性差、易于结焦、上浆性较差，因此使用比例不宜太高。

优选的，所述合成油酯是由新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、聚甘油、异辛醇与一元酸合成的酯；具体为：季戊四醇四油酸酯、季戊四醇硬脂酸酯、季戊四醇异硬脂酸酯、季戊四醇月桂酸酯、季戊四醇棕榈酸酯、聚甘油-2硬脂酸酯、聚甘油-5硬脂酸酯、聚甘油-2异硬脂酸酯、聚甘油-5异硬脂酸酯、聚甘油-2月桂酸酯、聚甘油-4月桂酸酯、聚甘油-2棕榈酸酯、聚甘油-4棕榈酸酯、聚甘油-2蓖麻醇酸酯、聚甘油-4蓖麻醇酸酯、三羟甲基丙烷油酸酯、新戊二醇油酸酯、新戊二醇月桂酸酯、异辛醇硬脂酸酯中的一种或几种。

具体的，优选多元醇与饱和脂肪酸合成的多元酯，具有良好的热稳定性和抗氧性，赋予纤维良好的平滑性、减少结焦。

优选的，所述聚乙二醇脂肪酸酯是PEG200ML、PEG400ML、PEG400DL、PEG600ML、PEG600DO、PEG200MO、PEG400MO、PEG400DO、PEG600MO、PEG600DO、EL-10、EL-20、EL-40、EL-60、EL-90、HEL-10、HEL-20、HEL-40、HEL-60、HEL-90、PEG600DS、PEG600MS中的两种或几种。

具体的，将HLB值低的乳化剂与HLB值高的乳化剂复配使用，使复配后乳化剂的HLB值在9-12之间，配置得到稳定的化纤油原液，将上述化纤油原液与水按照体积比1:10配置，得到稳定发蓝光的乳液。

优选的，所述功能聚醚是一种自合成的表面活性剂，其分子量为1500-2500，HLB值为6-10。

具体的，在催化剂作用下，起始剂先引发环氧丙烷聚合，然后环氧乙烷-环氧丙烷混聚，再用环氧乙烷均聚，再用丁醇封端，该反应过程中，环氧乙烷与环氧丙烷的摩尔比为(3：2)-(3：1)，得到功能聚醚具有较低凝点、低温流动性好、快速的纤维润湿性等特点。

优选的，所述抗静电剂是以C8-C36的支链烷基醇与环氧乙烷的加成物为原料，再与五氧化二磷反应合成的磷酸酯类表面活性剂。

具体的，优选脂肪链为C20以上的异构醇聚氧乙烯醚磷酸双酯，得到的抗静电剂具有良好的抗静电效果，且高温时效果尤为明显。

优选的，所述醚化聚三硅氧烷是由七甲基三硅氧烷与烯丙醇聚醚反应制备的产物，具有如下化学结构：

其中：x＝2-5，y＝5-12

浊点是35-55℃，HLB值为10-13，分子量为800-1200。

采用上述技术方案，乙氧基化聚三硅氧烷是一种非离子有机硅表面活性剂，可以显著的降低表面张力，同时具有超强的润湿性与铺展性，除具有聚硅氧烷的耐高温、无毒、无腐蚀、耐候及生理惰性等特点，还具有碳氢表面活性剂的表面活性高、乳化、润湿、分散、抗静电性能好以及能消泡和抑泡的特点。其优异的浸润性能可促使化纤油剂快速的润湿纤维丝表面，进一步提高化纤油剂的综合效能。

优选的，所述微乳平衡调节剂是三乙醇胺、二乙醇胺、单乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、二丁基胺、二己基乙醇胺、三正丁胺、异丁醇胺、异丙醇胺、三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺中的一种或几种。

优选的，所述杀菌防腐剂是1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMIT)、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)、N-甲基1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(MBIT)、N-正丁基1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BBIT)、N-正辛基1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(OBIT)或碘代丙炔基氨基甲酸丁脂。

优选的，所述水为去离子水、高纯水或纯净水。

为了实现上述第二目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种高速纺用化纤油剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：将天然油酯、合成油酯与功能聚醚，在40-70℃时混合均匀；

S2：缓慢加入水，得到乳液状液体；

S3：加入聚乙二醇脂肪酸酯，搅拌均匀，乳液状液体变为透明状，继续搅拌20-30min；

S4：加入微乳平衡调节剂、杀菌防腐剂，搅拌均匀即可得到浅黄色澄清透明的油液。

本发明的有益效果：

(1)本发明的化纤油剂主要由平滑剂、集束剂、抗静电剂，乳化剂、平衡调节剂等组成。在配制油剂过程中，单一种表面活性剂很难适应各方面的要求，因此将几种不同类型和型号的表面活性剂复配在一起，相互取长补短发挥其协同效应。

(2)本发明的化纤油剂，可以很好地调剂化学纤维的摩擦，提高油膜强度，保护纤维、防止纤维对设备的磨损和锈蚀；对化学纤维的集束性好，提高油在纤维上的附着性，是的化学纤维在纺丝时不会紊乱；抗静电性能好，化学纤维不容易因为静电而断头；乳化性能好，化纤油剂与水1：10稀释可达到微乳，形成乳液稳定；化纤油耐热性好，高温下不发烟，不结焦。

试验证明，本产品是一种无色、无异味、环保型黄色液体，可以很好地调剂化学纤维的摩擦，提高油膜强度，保护纤维、防止纤维对设备的磨损和锈蚀；对化学纤维的集束性好，提高油在纤维上的附着性，使得化学纤维在纺丝时不会紊乱；抗静电性能好，化学纤维不容易因为静电而断头；乳化性能好，化纤油与水稀释可达到发蓝光的微乳状态，有良好的稳定性；耐热性好，高温下不发烟，不结焦。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

一种高速纺用化纤油剂，包括：

本实施例中的醚化聚三硅氧烷的EO数为9，PO数为3，分子量约850。

本实施例中的化纤油剂的制备方法：

S1：将天然油酯、合成油酯与功能聚醚，在70℃时混合均匀；

S2：缓慢加入水，得到乳液状液体；

S3：加入聚乙二醇脂肪酸酯，搅拌均匀，乳液状液体变为透明状，继续搅拌20-30min；

S4：加入微乳平衡调节剂、杀菌防腐剂，搅拌均匀即可得到浅黄色澄清透明的油液。

实施例2

一种高速纺用化纤油剂，包括：

本实施例中醚化聚三硅氧烷的EO数为10，PO数为3，分子量约900。

本实施例中的化纤油剂的制备方法：

S1：将天然油酯、合成油酯与功能聚醚，在400℃时混合均匀；

S2：缓慢加入水，得到乳液状液体；

S3：加入聚乙二醇脂肪酸酯，搅拌均匀，乳液状液体变为透明状，继续搅拌20-30min；

S4：加入微乳平衡调节剂、杀菌防腐剂，搅拌均匀即可得到浅黄色澄清透明的油液。

实施例3

一种高速纺用化纤油剂，包括：

本实施例中醚化聚三硅氧烷的EO数为10，PO数为4，分子量约950。

本实施例中的化纤油剂的制备方法：同实施例1。

实施例4

一种高速纺用化纤油剂，包括：

本实施例中的醚化聚三硅氧烷同实施例1。

本实施例中的化纤油剂的制备方法：同实施例1。

实施例5

一种高速纺用化纤油剂，包括：

本实施例中的醚化聚三硅氧烷同实施例2。

本实施例中的化纤油剂的制备方法：同实施例1。

实施例6

一种高速纺用化纤油剂，包括：

本实施例中的醚化聚三硅氧烷同实施例3。

本实施例中的化纤油剂的制备方法：同实施例1。

实施例1-实施例6中的各组分含量详见表1。

表1 实施例1-实施例6化纤油剂成分表

试验例1

(1)组别：选用皇马化纤油剂、德国化纤油剂、日本松本的化纤油剂分别作为对比例1、对比例2和对比例3，与本发明的实施例1、实施例2和实施例3做性能对照。

(2)乳液的调配方法：

使用水质条件：用纯水或去离子水(1-10us/cm)

水温温度：10-30℃

在去离子水中，加入5-10％的化纤油剂搅拌均匀，确认油剂已经完全变成乳液状态即可使用。

(3)性能测试

将对比例1-3和实施例1-3的产品进行各项性能测试，具体详见表2-表3。

表2 对比例1-3和实施例1-3各参数对照表

由表2可以看出，实施例1-3和对比例1-3的外观都是黄色透明液体，且有效含量均在90％左右，实施例1-3的40℃粘度值要低于对比例1-3的数值，实施例1-3的酸值略低于对比例1-3的酸值。

酸值是脂肪中游离脂肪酸含量的标志，脂肪在长期保藏过程中，由于微生物、酶和热的作用发生缓慢水解，产生游离脂肪酸。而脂肪的质量与其中游离脂肪酸的含量有关。一般常用酸值作为衡量标准之一。在脂肪生产的条件下，酸值可作为水解程度的指标，在其保藏的条件下，则可作为酸败的指标。酸值越小，说明油脂质量越好，新鲜度和精炼程度越好。试验证明，本发明研制的产品性能要高于市面上的其他产品。

表3 对比例1-3和实施例1-3乳液稳定性对照表

从表3可知，乳液在20℃下放置6个月后，实施例1-3的产品没有发生分层现象，但是对比例1存在分层现象，且在生锈试验中，本发明研制的产品均未出现生锈现象，综上，本发明研制的产品在稳定性能上与国外同类型的产品相当。

试验例2

将上述实施例1-3和对比例1-3的产品采用高温电热板加热至200℃，测试残余液体的含量，评估外观状态、颜色、凝胶含量。具体见表4-表5。

表4 对比例1-3和实施例1-3各参数对照表

参考表4，将实施例1-3和对比例1-3的产品加热处理，分别观察3h、6h、10h后的残留量、状态、颜色和凝胶量的情况，随着时间的延长，实施例1-3的产品的残留量呈现下降趋势，凝胶量增加缓慢，但是状态和颜色均未发生大的变化；而对比例1-3的产品随着时间的延长，状态与颜色较稳定，但是残留量下降率大于实施例1-3残留量的下降率，且对比例1-2中的凝胶量的增长率明显高于实施例1-3的凝胶量增长率，通过上述实验数据可以看出，本发明研制的产品在高温状态下稳定性高于市面上大部分产品，与日本的油剂耐热性相当。

表5 化纤油剂使用性能对照表

其中：A—非常好；B—良好；C—可以使用，但需注意；D—应用中出现问题。

综合上述各项参数以及性能测试比较，本发明实施例1-实施例3提供的油剂各项性能优于皇马化纤油剂；可媲美日本松本与德国的化纤油剂，是一种综合性能优异的进口油剂替代品。

与传统化纤油剂相比，本产品对纤维具有更好的集束性、突出的抗静电性及快速的渗透性以及良好的耐高温性能，是一种无色、无异味、环保型黄色液体。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种高速纺用化纤油剂，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种高速纺用化纤油剂，其特征在于，所述天然油脂是高级脂肪酸的三甘油酯，所述高级脂肪酸的三甘油酯为椰子油、棕榈油、大豆油、花生油、玉米油、蓖麻油、菜籽油、橄榄油、棉籽油、氢化大豆油中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的一种高速纺用化纤油剂，其特征在于，所述合成油酯是由新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、聚甘油、异辛醇与一元酸合成的酯；具体为：季戊四醇四油酸酯、季戊四醇硬脂酸酯、季戊四醇异硬脂酸酯、季戊四醇月桂酸酯、季戊四醇棕榈酸酯、聚甘油-2硬脂酸酯、聚甘油-5硬脂酸酯、聚甘油-2异硬脂酸酯、聚甘油-5异硬脂酸酯、聚甘油-2月桂酸酯、聚甘油-4月桂酸酯、聚甘油-2棕榈酸酯、聚甘油-4棕榈酸酯、聚甘油-2蓖麻醇酸酯、聚甘油-4蓖麻醇酸酯、三羟甲基丙烷油酸酯、新戊二醇油酸酯、新戊二醇月桂酸酯、异辛醇硬脂酸酯中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的一种高速纺用化纤油剂，其特征在于，所述聚乙二醇脂肪酸酯是PEG200ML、PEG400ML、PEG400DL、PEG600ML、PEG600DO、PEG200MO、PEG400MO、PEG400DO、PEG600MO、PEG600DO、EL-10、EL-20、EL-40、EL-60、EL-90、HEL-10、HEL-20、HEL-40、HEL-60、HEL-90、PEG600DS、PEG600MS中的两种或几种。

5.如权利要求1所述的一种高速纺用化纤油剂，其特征在于，所述功能聚醚是一种自合成的表面活性剂，其分子量为1500-2500，HLB值为6-10。

6.如权利要求1所述的一种高速纺用化纤油剂，其特征在于，所述抗静电剂是以C8-C36的支链烷基醇与环氧乙烷的加成物为原料，再与五氧化二磷反应合成的磷酸酯类表面活性剂。

7.如权利要求1所述的一种高速纺用化纤油剂，其特征在于，所述醚化聚三硅氧烷是由七甲基三硅氧烷与烯丙醇聚醚反应制备的产物，具有如下化学结构：

其中：x＝2-5，y＝5-12

浊点是35-55℃，HLB值为10-13，分子量为800-1200。

8.如权利要求1所述的一种高速纺用化纤油剂，其特征在于，所述微乳平衡调节剂是三乙醇胺、二乙醇胺、单乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、二丁基胺、二己基乙醇胺、三正丁胺、异丁醇胺、异丙醇胺、三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺中的一种或几种。

9.如权利要求1所述的一种高速纺用化纤油剂，其特征在于，所述杀菌防腐剂是1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、N-甲基1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、N-正丁基1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、N-正辛基1,2-苯并异噻唑啉-3-酮或碘代丙炔基氨基甲酸丁脂。

10.一种制备如权利要求1-9任一所述的化纤油剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将天然油酯、合成油酯与功能聚醚，在40-70℃时混合均匀；

S2：缓慢加入水，得到乳液状液体；

S3：加入聚乙二醇脂肪酸酯，搅拌均匀，乳液状液体变为透明状，继续搅拌20-30min；

S4：加入微乳平衡调节剂、杀菌防腐剂，搅拌均匀即可得到浅黄色澄清透明的油液。