CN114351452B - 一种可降解低残油率涤纶低弹丝油剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种可降解低残油率涤纶低弹丝油剂及其制备方法，所述涤纶低弹丝油剂包括如下重量份数的组分：水70‑80份、醇醚15‑20份、植物油脂10‑15份、直链脂肪醇聚氧乙烯醚2‑4份、支链脂肪醇聚氧乙烯醚1‑2份、抗静电剂1‑3份、成膜剂1‑2份、抗飞溅剂0.5‑1份、集束剂0.5‑1份、边界润滑剂0.5‑1份、D‑苯丙氨酸0.3‑0.5份、1‑氟‑6‑异丙基喹啉碘盐0.3‑0.5份。本发明所述的可降解低残油率涤纶低弹丝油剂及其制备方法，配方设计合理，采用食用油油基替代矿物油，对人体和环境无害，可生物降解，低残油率，低表面张力，乳化性和精练性良好，油剂挥发性低，防腐败性能好，制备方法简单，利于工业化生产，应用前景广泛。
Description
技术领域
本发明属于纺织油剂领域，具体涉及一种可降解低残油率涤纶低弹丝油剂及其制备方法。
背景技术
DTY(Draw Texturing Yarn)拉伸变形丝，是在加弹机器上进行连续或同时拉伸、经过加捻器变形加工后的成品丝。涤纶低弹丝油剂(DTY油剂)是DTY纤维生产过程中不可或缺的辅助材料，用于改善抗静电性、束集性、退绕性、摩擦性等，其性能的好坏、使用效果将直接影响到DTY的质量和后加工。
现有技术中的涤纶低弹丝油剂，存在以下不足：1、对环境不友好，原料资源的不可再生和不可重复利用，废弃以后不能在自然条件下降解或对环境造成新的污染；2、清洗后残油率高，会影响涤纶低弹丝后处理；3、油剂防腐败性能欠缺。因此，为了解决上述技术部问题，需要研发一种可降解低残油率涤纶低弹丝油剂及其制备方法，提升我国涤纶的产品质量和竞争力。
中国专利申请号为CN202011527266.3公开了一种抗黄变的稳定型DTY纺织油剂及其制备方法，目的是采用D-苯丙氨酸与1-氟-6-异丙基喹啉碘盐配合能够进一步提升DTY纺织油剂的抗黄变性能，可以对涤纶低弹丝油剂的降解性能、残油率性能进一步提高。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种可降解低残油率涤纶低弹丝油剂及其制备方法，配方设计合理，采用食用油油基替代矿物油，对人体和环境无害，可生物降解，低残油率，低表面张力，乳化性和精练性良好，油剂挥发性低，防腐败性能好，制备方法简单，利于工业化生产，应用前景广泛。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种可降解低残油率涤纶低弹丝油剂，所述涤纶低弹丝油剂包括如下重量份数的组分：水70-80份、醇醚15-20份、植物油脂10-15份、直链脂肪醇聚氧乙烯醚2-4份、支链脂肪醇聚氧乙烯醚1-2份、抗静电剂1-3份、成膜剂1-2份、抗飞溅剂0.5-1份、集束剂0.5-1份、边界润滑剂0.5-1份、D-苯丙氨酸0.3-0.5份、1-氟-6-异丙基喹啉碘盐0.3-0.5份。
本发明所述的可降解低残油率涤纶低弹丝油剂，配方设计合理，采用水、植物油脂、醇醚、直链脂肪醇聚氧乙烯醚与支链脂肪醇聚氧乙烯醚复配的表面活性剂作为主要成分，外观为水性透明油状液体，其主要成分的原料来源十分广泛，采用生物油脂类原料，不以矿物油作润滑剂，绿色环保，对人体和环境无害；涤纶低弹丝油剂添加了抗静电剂、抗飞溅剂、集束剂、边界润滑剂等多种助剂，加入抗静电剂提高纤维表面的导电性来消除摩擦产生的静电，加入集束剂提高集束效果，加入边界润滑剂解决纺丝和加弹过程中纤维会受到较强的摩擦力和剪切力作用易造成油膜破裂损伤丝条的问题，对纤维进行边界保护，加入抗飞溅剂减少油剂飞溅现象，通过D-苯丙氨酸、1-氟-6-异丙基喹啉碘盐的配合抑制因光照而引发的油剂黄变，提高了耐储存性能、防腐败性能。
所述涤纶低弹丝油剂，清洗后残油率≦0.3％，不影响涤纶低弹丝后处理，表面张力低，渗透性能好，使油剂在涤纶低弹丝表面迅速展开，形成一层均匀的薄膜，保障涤纶低弹丝均匀上油，上油率易于控制，乳化性和精练性良好，油剂挥发性低，防腐败性能好。
进一步的，上述的可降解低残油率涤纶低弹丝油剂，所述植物油脂为大豆油、菜籽油、棉籽油、玉米油或葵花籽油中的一种或者多种的混合；所述成膜剂为1-丁氧基-2-丙醇或壳聚糖、硅酸钠的一种或者两种的混合；所述抗飞溅剂为聚乙烯吡咯烷酮、分子量为150万的聚异丁烯的一种或者两种的混合。
进一步的，上述的可降解低残油率涤纶低弹丝油剂，所述集束剂为硫酸化蓖麻油、油酸三乙醇胺盐、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中的一种或者多种的混合；所述边界润滑剂为聚醚BD2-4000、聚醚PRB1720、润滑剂W55000中的一种或者多种的混合。
集束剂能够有效增强油剂分子间作用力，起到很好的集束效果。界润滑剂采用高分子量的聚醚，其中封端烷基链的增长和PO比例的提高，均有利于增强油膜强度。由于纤维表面呈电负性，加入带正电性物质的边界润滑剂，可使其在纤维表面形成稳定的吸附层，牢固的吸附在纤维表面上，起到增强边界保护的作用，避免纺丝和加弹过程中纤维会受到较强的摩擦力和剪切力作用、易造成油膜破裂损伤丝条的问题。
进一步的，上述的可降解低残油率涤纶低弹丝油剂，所述抗静电剂包括如下质量份数的组分：抗静电剂DM-3748 60-70份、正丁醇磷酸酯钾盐30-40份。
所述抗静电剂由抗静电剂DM-3748、正丁醇磷酸酯钾盐组成，抗静电剂DM-3748是一种热反应型聚氨酯类抗静电剂，正丁醇磷酸酯钾盐是一种阴离子型抗静电剂，两者复配可以提升纤维加工过程的静电导出和消除，并且高温条件下抗静电剂不容易发生分解、沉积以及形成热箱结焦物。抗静电剂DM-3748分子链上含有异氰酸酯基(NCO-)、羟基(OH-)、氨基(NH2-)等活性基团和大量的亲水基团(聚醚)，分子间自交联形成网状大分子，固着在纤维表面，在织物上形成一层亲水性高聚物膜，亲水性膜吸收空气中水份形成连续的吸附水膜，离子可以从中自由移动，加快静电荷散逸。亲水性膜还可降低纤维的摩擦系数，抑制摩擦静电积累，并且和纤维有一定的结合牢度；正丁醇磷酸酯钾盐通过增加离子浓度，以阴离子中和正电荷的方法防止电荷积累。
本发明还涉及所述可降解低残油率涤纶低弹丝油剂的制备方法，所述制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：将水、醇醚、植物油脂、直链脂肪醇聚氧乙烯醚、支链脂肪醇聚氧乙烯醚、抗静电剂、成膜剂、抗飞溅剂、集束剂、边界润滑剂、D-苯丙氨酸、1-氟-6-异丙基喹啉碘盐按照上述重量份数进行配料；
(2)制备：将水、醇醚、植物油脂、直链脂肪醇聚氧乙烯醚、支链脂肪醇聚氧乙烯醚混合均匀，然后边搅拌边加入1-氟-6-异丙基喹啉碘盐，混合均匀后得到混合物A，然后将抗静电剂、成膜剂、抗飞溅剂、集束剂、边界润滑剂、D-苯丙氨酸混合均匀，得到混合物B，将混合物B加入到混合物A中，搅拌均匀，冷却至室温，制得涤纶低弹丝油剂。
进一步的，上述的可降解低残油率涤纶低弹丝油剂的制备方法，所述涤纶低弹丝油剂冷却至室温后，导出至密封灌装储存，存储温度在-10℃至50℃范围内。
进一步的，上述的可降解低残油率涤纶低弹丝油剂的制备方法，所述涤纶低弹丝油剂应用于涤纶DTY丝、涤纶加锦纶加弹丝、涤纶加氨纶加弹丝、锦纶加弹丝或阳离子加弹丝。
进一步的，上述的可降解低残油率涤纶低弹丝油剂的制备方法，所述涤纶低弹丝油剂的原液直接使用，采用油辊或喷嘴上油。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明公开的可降解低残油率涤纶低弹丝油剂，配方设计合理，采用水、植物油脂、醇醚、直链脂肪醇聚氧乙烯醚与支链脂肪醇聚氧乙烯醚复配的表面活性剂作为主要成分，外观为水性透明油状液体，其主要成分的原料来源十分广泛，采用生物油脂类原料，不以矿物油作润滑剂，绿色环保，对人体和环境无害；涤纶低弹丝油剂添加了抗静电剂、抗飞溅剂、集束剂、边界润滑剂等多种助剂，加入抗静电剂提高纤维表面的导电性来消除摩擦产生的静电，加入集束剂提高集束效果，加入边界润滑剂解决纺丝和加弹过程中纤维会受到较强的摩擦力和剪切力作用易造成油膜破裂损伤丝条的问题，对纤维进行边界保护，加入抗飞溅剂减少油剂飞溅现象，通过D-苯丙氨酸、1-氟-6-异丙基喹啉碘盐的配合抑制因光照而引发的油剂黄变，提高了耐储存性能、防腐败性能；
(2)本发明提出的可降解低残油率涤纶低弹丝油剂的制备方法，制备步骤设计合理，制备的涤纶低弹丝油剂，清洗后残油率≦0.3％，不影响涤纶低弹丝后处理，表面张力低，渗透性能好，使油剂在涤纶低弹丝表面迅速展开，形成一层均匀的薄膜，保障涤纶低弹丝均匀上油，上油率易于控制，乳化性和精练性良好，油剂挥发性低，防腐败性能好，利于工业化生产，应用前景广泛。
具体实施方式
下面将结合具体实验数据，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
以下实施例提供了一种可降解低残油率涤纶低弹丝油剂，所述涤纶低弹丝油剂包括如下重量份数的组分：水70-80份、醇醚15-20份、植物油脂10-15份、直链脂肪醇聚氧乙烯醚2-4份、支链脂肪醇聚氧乙烯醚1-2份、抗静电剂1-3份、成膜剂1-2份、抗飞溅剂0.5-1份、集束剂0.5-1份、边界润滑剂0.5-1份、D-苯丙氨酸0.3-0.5份、1-氟-6-异丙基喹啉碘盐0.3-0.5份。其中，本申请中的醇醚使用的是纺织用异构醇醚，本申请采购自武汉卡诺斯科技有限公司。
进一步的，所述植物油脂为大豆油、菜籽油、棉籽油、玉米油或葵花籽油中的一种或者多种的混合；所述成膜剂为1-丁氧基-2-丙醇或壳聚糖、硅酸钠的一种或者两种的混合；所述抗飞溅剂为聚乙烯吡咯烷酮、分子量为150万的聚异丁烯的一种或者两种的混合。
进一步的，所述集束剂为硫酸化蓖麻油、油酸三乙醇胺盐、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中的一种或者多种的混合；所述边界润滑剂为聚醚BD2-4000、聚醚PRB1720、润滑剂W55000中的一种或者多种的混合。
进一步的，所述抗静电剂包括如下质量份数的组分：抗静电剂DM-3748 60-70份、正丁醇磷酸酯钾盐30-40份。
实施例1
所述可降解低残油率涤纶低弹丝油剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：所述涤纶低弹丝油剂包括如下重量份数的组分：水72份、醇醚16份、大豆油15份、直链脂肪醇聚氧乙烯醚3份、支链脂肪醇聚氧乙烯醚1.5份、抗静电剂(所述抗静电剂包括如下质量份数的组分：抗静电剂DM-3748 65份、正丁醇磷酸酯钾盐35份)2.5份、1-丁氧基-2-丙醇1.5份、聚乙烯吡咯烷酮0.6份、硫酸化蓖麻油0.5份、聚醚BD2-4000 0.5份、D-苯丙氨酸0.3份、1-氟-6-异丙基喹啉碘盐0.35份；将水、醇醚、大豆油、直链脂肪醇聚氧乙烯醚、支链脂肪醇聚氧乙烯醚、抗静电剂、1-丁氧基-2-丙醇、聚乙烯吡咯烷酮、硫酸化蓖麻油、聚醚BD2-4000、D-苯丙氨酸、1-氟-6-异丙基喹啉碘盐按照上述重量份数进行配料；
(2)制备：将水、醇醚、大豆油、直链脂肪醇聚氧乙烯醚、支链脂肪醇聚氧乙烯醚混合均匀，然后边搅拌边加入1-氟-6-异丙基喹啉碘盐，混合均匀后得到混合物A，然后将抗静电剂、1-丁氧基-2-丙醇、聚乙烯吡咯烷酮、硫酸化蓖麻油、聚醚BD2-4000、D-苯丙氨酸混合均匀，得到混合物B，将混合物B加入到混合物A中，搅拌均匀，冷却至室温，制得涤纶低弹丝油剂。
实施例2
所述可降解低残油率涤纶低弹丝油剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：所述涤纶低弹丝油剂包括如下重量份数的组分：水75份、醇醚18份、菜籽油14份、直链脂肪醇聚氧乙烯醚4份、支链脂肪醇聚氧乙烯醚2份、抗静电剂(所述抗静电剂包括如下质量份数的组分：抗静电剂DM-3748 62份、正丁醇磷酸酯钾盐38份)3份、壳聚糖1.5份、分子量为150万的聚异丁烯0.6份、油酸三乙醇胺盐0.5份、聚醚PRB1720 0.7份、D-苯丙氨酸0.4份、1-氟-6-异丙基喹啉碘盐0.4份；将水、醇醚、菜籽油、直链脂肪醇聚氧乙烯醚、支链脂肪醇聚氧乙烯醚、抗静电剂、壳聚糖、分子量为150万的聚异丁烯、油酸三乙醇胺盐、聚醚PRB1720、D-苯丙氨酸、1-氟-6-异丙基喹啉碘盐按照上述重量份数进行配料；
(2)制备：将水、醇醚、菜籽油、直链脂肪醇聚氧乙烯醚、支链脂肪醇聚氧乙烯醚混合均匀，然后边搅拌边加入1-氟-6-异丙基喹啉碘盐，混合均匀后得到混合物A，然后将抗静电剂、壳聚糖、分子量为150万的聚异丁烯、油酸三乙醇胺盐、聚醚PRB1720、D-苯丙氨酸混合均匀，得到混合物B，将混合物B加入到混合物A中，搅拌均匀，冷却至室温，制得涤纶低弹丝油剂。
实施例3
所述可降解低残油率涤纶低弹丝油剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：所述涤纶低弹丝油剂包括如下重量份数的组分：水76份、醇醚17份、玉米油15份、直链脂肪醇聚氧乙烯醚4份、支链脂肪醇聚氧乙烯醚1.5份、抗静电剂(所述抗静电剂包括如下质量份数的组分：抗静电剂DM-3748 66份、正丁醇磷酸酯钾盐34份)2.8份、硅酸钠1.8份、聚乙烯吡咯烷酮0.6份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0.7份、润滑剂W55000 0.6份、D-苯丙氨酸0.3份、1-氟-6-异丙基喹啉碘盐0.3份；将水、醇醚、玉米油、直链脂肪醇聚氧乙烯醚、支链脂肪醇聚氧乙烯醚、抗静电剂、硅酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、润滑剂W55000、D-苯丙氨酸、1-氟-6-异丙基喹啉碘盐按照上述重量份数进行配料；
(2)制备：将水、醇醚、玉米油、直链脂肪醇聚氧乙烯醚、支链脂肪醇聚氧乙烯醚混合均匀，然后边搅拌边加入1-氟-6-异丙基喹啉碘盐，混合均匀后得到混合物A，然后将抗静电剂、硅酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、润滑剂W55000、D-苯丙氨酸混合均匀，得到混合物B，将混合物B加入到混合物A中，搅拌均匀，冷却至室温，制得涤纶低弹丝油剂。
对比例1
将工业白油替换实施例3的植物油脂，其它组分以及制备方法与实施例3相同，得到对比例1的涤纶低弹丝油剂。
对比例2
将工业白油替换实施例3的植物油脂、抗静电剂DM-3748替换实施例3的抗静电剂，其它组分以及制备方法与实施例3相同，得到对比例2的涤纶低弹丝油剂。
对比例3
将工业白油替换实施例3的植物油脂、正丁醇磷酸酯钾盐替换实施例3的抗静电剂，其它组分以及制备方法与实施例3相同，得到对比例3的涤纶低弹丝油剂。
效果验证：
对由上述实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3得到的涤纶低弹丝油剂进行基本性能检测，测试结果如表1、表2、表3所示。
表1
此外，将实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3得到的涤纶低弹丝油剂加入加弹机油槽，通过油轮对涤纶DTY丝进行上油，加工完成后，对涤纶DTY丝上的油剂采用清水进行清洗实施例1、实施例2、实施例3的油剂清洗完成后清洗液清澈透明，可直接排放，而对比例1、对比例2、对比例3的油剂清洗完成的清洗液浑浊、不透明，需经过处理后才能排放。
表2
耐黄变性能加速测试：将白色锦纶面料分成若干块，分别浸润在各油剂中，取出后贴在玻璃背板上夹紧，自然晾干48h，得到一系列待测样品。将上述样品置于同一个老化测试箱中，老化测试箱中央竖直设有300w高压汞灯，各待测样品围绕高压汞灯呈环形阵列竖直固定，贴有锦纶面料的一侧正对高压汞灯，距离为30cm。同时，控制老化测试箱内的温度在55±2℃之间。定期在各样品上剪下一小块样品，使用紫外可见分光光度计进行测试。记录各样品在波400-570nm范围内出现吸收峰的时间。400-570nm范围为可见光中的波长较短的区域，主要为紫光至绿光的范围，该范围内出现吸收峰，则样品显色偏黄。测试结果如表4所示。
表3
| 黄变时间(h) | |
| 实施例1 | 112 |
| 实施例2 | 113 |
| 实施例3 | 111 |
| 对比例1 | 114 |
| 对比例2 | 115 |
| 对比例3 | 112 |
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。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的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种可降解低残油率涤纶低弹丝油剂，其特征在于，所述涤纶低弹丝油剂包括如下重量份数的组分：水70-80份、醇醚15-20份、植物油脂10-15份、直链脂肪醇聚氧乙烯醚2-4份、支链脂肪醇聚氧乙烯醚1-2份、抗静电剂1-3份、成膜剂1-2份、抗飞溅剂0.5-1份、集束剂0.5-1份、边界润滑剂0.5-1份、D-苯丙氨酸0.3-0.5份、1-氟-6-异丙基喹啉碘盐0.3-0.5份；所述抗静电剂包括如下质量份数的组分：抗静电剂DM-3748 60-70份、正丁醇磷酸酯钾盐30-40份。
2.根据权利要求1所述可降解低残油率涤纶低弹丝油剂，其特征在于，所述植物油脂为大豆油、菜籽油、棉籽油、玉米油或葵花籽油中的一种或者多种的混合；所述成膜剂为1-丁氧基-2-丙醇或壳聚糖、硅酸钠的一种或者两种的混合；所述抗飞溅剂为聚乙烯吡咯烷酮、分子量为150万的聚异丁烯的一种或者两种的混合。
3.根据权利要求1所述可降解低残油率涤纶低弹丝油剂，其特征在于，所述集束剂为硫酸化蓖麻油、油酸三乙醇胺盐、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中的一种或者多种的混合；所述边界润滑剂为聚醚 BD2-4000、聚醚PRB1720、润滑剂W55000中的一种或者多种的混合。
4.根据权利要求1-3任一项所述可降解低残油率涤纶低弹丝油剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法，包括以下步骤：
（1）配料：将水、醇醚、植物油脂、直链脂肪醇聚氧乙烯醚、支链脂肪醇聚氧乙烯醚、抗静电剂、成膜剂、抗飞溅剂、集束剂、边界润滑剂、D-苯丙氨酸、1-氟-6-异丙基喹啉碘盐按照上述重量份数进行配料；
（2）制备：将水、醇醚、植物油脂、直链脂肪醇聚氧乙烯醚、支链脂肪醇聚氧乙烯醚混合均匀，然后边搅拌边加入1-氟-6-异丙基喹啉碘盐，混合均匀后得到混合物A，然后将抗静电剂、成膜剂、抗飞溅剂、集束剂、边界润滑剂、D-苯丙氨酸混合均匀，得到混合物B，将混合物B加入到混合物A中，搅拌均匀，冷却至室温，制得涤纶低弹丝油剂。
5.根据权利要求4所述可降解低残油率涤纶低弹丝油剂的制备方法，其特征在于，所述涤纶低弹丝油剂冷却至室温后，导出至密封灌装储存，存储温度在-10℃至50℃范围内。
6.根据权利要求4所述可降解低残油率涤纶低弹丝油剂的制备方法，其特征在于，所述涤纶低弹丝油剂应用于涤纶DTY丝、涤纶加锦纶加弹丝、涤纶加氨纶加弹丝、锦纶加弹丝或阳离子加弹丝。
7.根据权利要求4所述可降解低残油率涤纶低弹丝油剂的制备方法，其特征在于，所述涤纶低弹丝油剂的原液直接使用，采用油辊或喷嘴上油。
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