CN114517409A - 一种丝线加弹油剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及丝线加工领域，具体公开了一种丝线加弹油剂及其制备方法，所述丝线加弹油剂包括如下重量份的原料：基础油85‑95份、乳化剂15‑25份、净洗剂20‑30份、抗静电剂2‑6份、渗透剂0.2‑0.6份、抗飞溅剂0.5‑1.5份；本申请制备的丝线加弹油剂具有较好的抗静电性能，可减少涤纶生产过程中的静电积累，提高生产效率。
Description
技术领域
本申请涉及丝线加工领域，更具体地说，它涉及一种丝线加弹油剂及其制备方法。
背景技术
加弹油剂，是合成纤维成纤及织造加工过程中必需的助剂。主要适用于高速牵伸加捻生产涤纶低弹丝工艺、常规纺牵伸加捻设备生产涤纶牵伸丝的加工工艺，及作为涤纶络筒油剂。
涤纶加弹油剂的中需要加入抗静电剂，因为在涤纶丝加工过程中，涤纶纤维与纤维之间，纤维与其他接触部件之间经过相互摩擦会产生静电，以及在后加工退卷、牵经时也会产生静电，因此需加入抗静电剂提高导电性，减少静电的积累，但普通的抗静电剂在涤纶后加工油剂中效果差，而且在20℃时就开始凝固，因此，在不加温的条件下，在做同等数量加弹油剂时，加入的抗静电剂量要多，使生产成本提高。
针对上述中的相关技术，发明人认为现有的涤纶加弹油剂的抗静电效果较差，导致涤纶丝线生产中会有大量的静电产生，从而影响生产效率。
发明内容
为了减少涤纶生产中的静电积累，提高生产效率，本申请提供一种丝线加弹油剂及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种丝线加弹油剂，采用如下的技术方案：
一种丝线加弹油剂，其包括如下重量份的原料：基础油85-95份、乳化剂15-25份、净洗剂20-30份、抗静电剂2-6份、渗透剂0.2-0.6份、抗飞溅剂0.5-1.5份。
通过采用上述技术方案，本申请通过基础油、乳化剂、净洗剂、抗静电剂、渗透剂、抗飞溅剂按一定比例进行复配得到丝线加弹油剂。其中，抗静电剂分子中的亲油基就会吸附于丝线材料表面，抗静电剂分子中的亲水基都向着空气一侧排列，易吸收环境水分，或通过氢键与空气中的水分相结合，形成一个单分子导电层，使产生的静电荷迅速泄漏而达到抗静电目的，本申请中在丝线加弹油剂中加入抗静电剂，可减少丝线在生产过程中静电的积累，从而可以提高生产效率；抗飞溅剂可减少丝线出现油剂飞溅的情况，并且可以缩小丝线表面的张力，使丝线更容易上油，提高生产效率。
作为优选，所述丝线加弹油剂包括如下重量份的原料：基础油88-92份、乳化剂18-20份、净洗剂24-26份、抗静电剂3-5份、渗透剂0.4-0.5份、抗飞溅剂0.8-1.2份。
通过采用上述技术方案，本申请通过优化基础油、乳化剂、净洗剂、抗静电剂、渗透剂、抗飞溅剂之间的的用量，使丝线加弹油剂的原料用量在此范围内时，所制得的丝线加弹油剂的抗静电性能提高，从而提高生产效率。
作为优选，所述抗静电剂包括如下重量份的原料：脂肪醇30-40份、环氧氯丙烷10-15份、氢氧化钾溶液2-5份、五氧化二磷35-45份。
通过采用上述技术方案，本申将脂肪醇、环氧氯丙烷、氢氧化钾溶液、五氧化二磷看一定比例复配制得抗静电剂，再将抗静电剂用于丝线加弹油剂中，抗静电剂分子就在丝线与空气或丝线与金属(机械或模具)的界面形成最稠密的取向排列，其中亲油基伸向丝线内部，亲水基伸向丝线外部。抗静电剂分子上的亲水基都朝向空气一侧排列，形成一个单分子导电层，通过吸收环境中的水分，降低丝线材料表面电阻率达到抗静电目的。
作为优选，所述脂肪醇为低碳数脂肪醇、中碳数脂肪醇和高碳数脂肪醇中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，本申请采用不同碳数的脂肪醇进行改性制得抗静电剂，当脂肪醇的碳数越高，其制得的抗静电剂抗静电性能越好，当采用高碳数脂肪醇制备得到的抗静电剂用于丝线加弹油剂时，测试发现，得到的丝线加弹油剂外观呈透明油状液体，pH值达到7.4，密度为855g/cm3，乳化性达标呈均匀乳白色液体，闪点达到160℃，抗静电性较好，比电阻达到1.4×109。
作为优选，所述抗飞溅剂为三元乙丙胶或聚异丁烯高聚物。
通过采用上述技术方案，本申请中的抗飞溅剂采用三元乙丙胶或聚异丁烯高聚物，这两者均可改变加弹油剂的粘附性能，作为加弹油剂中的助剂可减少丝线在加工过程中出现飞溅的现象。
作为优选，所述乳化剂为山梨醇油酸酯。
通过采用上述技术方案，乳化剂对丝线加弹油剂的稳定性起重要作用。乳化剂主要是通过降低界面自由能，形成牢固的乳化膜，以形成稳定的乳状液。由于乳化剂的表面张力低、粘度小，可均匀附着在丝线表面上，乳化剂可降低油水界面张力，有效阻止液滴聚集，使丝线加弹油剂乳化时更稳定，从而可提高丝线的生产效率。
作为优选，所述渗透剂为环五聚二甲基硅氧烷。
通过采用上述技术方案，环五聚二甲基硅氧烷具有固定的亲水亲油基团，加入到丝线加弹油剂中，有助于抗静电剂发挥定向排列的功能，并且能使丝线表面张力下降，使丝线具有平滑性。
第二方面，本申请提供一种丝线加弹油剂的制备方法，采用如下的技术方案：其包括如下步骤：
S1：脂肪醇与环氧氯丙烷反应制得脂肪醇聚氧乙烯醚，然后加入五氧化二磷，升温至70-75℃，反应2.5-4h，然后加入氢氧化钾溶液，升温至80-85℃，反应10-12h，得到抗静电剂；
S2：将制得的抗静电剂与基础油混合均匀，加热至50-55℃，搅拌60-80min，得到混合油；S3：在混合油中加入乳化剂、净洗剂、渗透剂和抗飞溅剂，继续搅拌30-45min，最终制得丝线加弹油剂。
通过采用上述技术方案，本申请首先制得抗静电剂，然后将抗静电剂与基础油、乳化剂、净洗剂、渗透剂和抗飞溅剂按一定顺序进行共混复配，最终制得的加弹油剂具有较好的抗静电性；以上步骤中的时间、温度在上述取值范围内取值时，所制得的丝线加弹油剂在抗静电性能上均无明显影响。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请通过基础油、乳化剂、净洗剂、抗静电剂、渗透剂、抗飞溅剂按一定比例进行复配得到丝线加弹油剂。其中，抗静电剂分子中的亲油基就会吸附于丝线材料表面，抗静电剂分子中的亲水基都向着空气一侧排列，易吸收环境水分，或通过氢键与空气中的水分相结合，形成一个单分子导电层，使产生的静电荷迅速泄漏而达到抗静电目的，本申请中在丝线加弹油剂中加入抗静电剂，可减少丝线在生产过程中静电的积累，从而可以提高生产效率；抗飞溅剂可减少丝线出现油剂飞溅的情况，并且可以缩小丝线表面的张力，使丝线更容易上油，提高生产效率。
2、本申将脂肪醇、环氧氯丙烷、氢氧化钾溶液、五氧化二磷看一定比例复配制得抗静电剂，再将抗静电剂用于丝线加弹油剂中，抗静电剂分子就在丝线与空气或丝线与金属(机械或模具)的界面形成最稠密的取向排列，其中亲油基伸向丝线内部，亲水基伸向丝线外部。抗静电剂分子上的亲水基都朝向空气一侧排列，形成一个单分子导电层。通过吸收环境中的水分，降低丝线材料表面电阻率达到抗静电目的。
3、本申请制得的丝线加弹油剂外观为透明油状液体，pH值和密度均达标，乳化性良好，在1％水溶液中呈均匀乳白色液体，闪点温度达到166℃，比电阻达到1.1×109。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料
五氧化二磷：型号为01；三元乙丙胶：型号为3092PM；环五聚二甲基硅氧烷：型号为IOTA-D5；其余原料均为普通市售材料。
制备例
制备例1-3
制备例1-3的一种抗静电剂，其各原料及各原料用量如表1所示，其制备步骤如下：
S1：将脂肪醇与环氧氯丙烷反应制得脂肪醇聚氧乙烯醚；
S2：脂肪醇聚氧乙烯醚与五氧化二磷反应制得脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯；
S3：脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯与环氧氯丙烷合成烷合成脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸聚氧乙烯酯；S4：脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸聚氧乙烯酯与氢氧化钾合成脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸聚氧乙烯酯钾盐，即抗静电剂。
其中，脂肪醇为低碳数脂肪醇。
表1制备例1-3的一种抗静电剂的原料及各原料用量(kg)
| 制备例1 | 制备例2 | 制备例3 | |
| 脂肪醇 | 30 | 35 | 40 |
| 环氧氯丙烷 | 15 | 12 | 10 |
| 氢氧化钾溶液 | 2 | 3.5 | 5 |
| 五氧化二磷 | 45 | 40 | 35 |
制备例4
一种抗静电剂，与制备例2的不同之处在于，脂肪醇为中碳数脂肪醇，其余步骤与制备例2均相同。
制备例5
一种抗静电剂，与制备例2的不同之处在于，脂肪醇为高碳数脂肪醇，其余步骤与制备例2均相同。
制备例6
一种抗静电剂，与制备例2的不同之处在于，脂肪醇为低碳数脂肪醇、中碳数脂肪醇和高碳数脂肪醇的混合物，其余步骤与制备例2均相同。
实施例
实施例1-4
实施例1-4的一种丝线加弹油剂，其各原料及各原料用量如表2所示，其制备步骤如下：
S1：脂肪醇与环氧氯丙烷反应制得脂肪醇聚氧乙烯醚，然后加入五氧化二磷，升温至75℃，反应3h，然后加入氢氧化钾溶液，升温至85℃，反应12h，得到抗静电剂；
S2：将制得的抗静电剂与基础油混合均匀，加热至55℃，搅拌70min，得到混合油；
S3：在混合油中加入乳化剂、净洗剂、渗透剂和抗飞溅剂，继续搅拌45min，最终制得丝线加弹油剂。
其中，抗静电剂来自制备例1，抗飞溅剂为三元乙丙胶。
表2实施例1-4的原料及各原料用量(kg)
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 基础油 | 85 | 88 | 92 | 95 |
| 抗静电剂 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 乳化剂 | 25 | 20 | 18 | 15 |
| 净洗剂 | 20 | 24 | 26 | 30 |
| 渗透剂 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.3 |
| 抗飞溅剂 | 0.5 | 0.8 | 1.2 | 1.5 |
实施例5
一种丝线加弹油剂，与实施例3的不同之处在于，抗静电剂来自制备例2，其余步骤与实施例3均相同。
实施例6
一种丝线加弹油剂，与实施例3的不同之处在于，抗静电剂来自制备例3，其余步骤与实施例3均相同。
实施例7
一种丝线加弹油剂，与实施例5的不同之处在于，抗静电剂来自制备例4，其余步骤与实施例5均相同。
实施例8
一种丝线加弹油剂，与实施例5的不同之处在于，抗静电剂来自制备例5，其余步骤与实施例5均相同。
实施例9
一种丝线加弹油剂，与实施例5的不同之处在于，抗静电剂来自制备例6，其余步骤与实施例5均相同。
实施例10
一种丝线加弹油剂，与实施例8的不同之处在于，抗静电剂的添加量为3kg，其余步骤与实施例8均相同。
实施例11
一种丝线加弹油剂，与实施例8的不同之处在于，抗静电剂的添加量为5kg，其余步骤与实施例8均相同。
实施例12
一种丝线加弹油剂，与实施例8的不同之处在于，抗静电剂的添加量为6kg，其余步骤与实施例8均相同。
实施例13
一种丝线加弹油剂，与实施例10的不同之处在于，抗飞溅剂采用聚异丁烯高聚物，其余步骤与实施例10均相同。
对比例
对比例1
一种丝线加弹油剂，与实施例1的不同之处在于，抗静电剂的添加量为0，其余步骤与实施例1均相同。
对比例2
一种丝线加弹油剂，与实施例1的不同之处在于，抗静电剂采用等量的市售抗静电剂，其余步骤与实施例1均相同。
性能检测试验
检测方法/试验方法
按照实施例1-13和对比例1-2制备丝线加弹油剂的制备方法制备出丝线加弹油剂，然后按照如下检测方法对其进行检测，其检测结果如表4所示。
根据HG/T4434-2012中对涤纶弹丝油剂的质量要求，对实施例1-13和对比例1-2进行检测，质量要求如下表3所示。
表3涤纶弹丝油剂的质量要求
| 项目 | 指标 |
| 外观 | 透明油状液体 |
| pH值(5％水分散液) | 6.0-8.0 |
| 密度(20℃)/(g/cm<sup>3</sup>) | 0.80-0.95 |
| 乳化性(1％水溶液) | 呈均匀乳白色液体 |
| 闪点(开口)/℃ | ≥130 |
表4实施例1-13和对比例1-4的检测结果
从表4的数据可以看出，本申请制备的丝线加弹油剂通过加入制备的抗静电剂，其抗静电性能有所提升，此外，还具有更高的闪点和较优的pH值。
结合实施例1-4的检测数据可以看出，实施例3中的各原料配比较好，制得的丝线加弹油剂，外观呈透明油状液体，pH值和密度均较大，乳化性达标呈均匀乳白色液体，闪点较高为154℃，抗静电性较好。
结合实施例3和实施例5-6的检测数据可以看出，制备例2的抗静电剂配比较好，由制备例2制得的抗静电剂用于丝线加弹油剂的制备过程中，得到的丝线加弹油剂，其pH值和密度均较大，乳化性达标呈均匀乳白色液体，闪点较高，抗静电性较好。
再结合实施例5和实施例7-9的检测数据可以看出，随着脂肪醇中碳数的增多，由其制得的抗静电剂，与其他助剂共同制得的丝线加弹油剂抗静电性能更好。当脂肪醇为高碳数脂肪醇时，得到的丝线加弹油剂外观呈透明油状液体，pH值为7.4，密度为855g/cm3，乳化性达标呈均匀乳白色液体，闪点达到160℃，抗静电性较好，比电阻为1.4×109。
结合实施例8和实施例10-12的检测数据可以看出，随着抗静电剂添加量的增多，最终得到的丝线加弹油剂的抗静电性越好，当抗静电剂添加量为6kg时，得到的丝线加弹油剂，其pH值和密度均较大，乳化性达标呈均匀乳白色液体，闪点较高，比电阻为1.2×109。
再结合实施例13的检测数据可以看出，当抗飞溅剂采用聚异丁烯高聚物时，比采用三元乙丙胶时丝线加弹油剂的各方面性能较好，其中，比电阻为1.1×109，且pH值和密度均有所增大。
结合实施例1和对比例1-2的检测数据可以看出，本申请制得的丝线加弹油剂加入抗静电剂后，其抗静电性能明显提升，并且与加入等量市售的抗静电剂相比，采用本申请制得的丝线加弹油剂经检测，各方面性能均达标且抗静电效果均有所提升。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种丝线加弹油剂，其特征在于：其包括如下重量份的原料：基础油85-95份、乳化剂15-25份、净洗剂20-30份、抗静电剂2-6份、渗透剂0.2-0.6份、抗飞溅剂0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种丝线加弹油剂，其特征在于：所述丝线加弹油剂包括如下重量份的原料：基础油88-92份、乳化剂18-20份、净洗剂24-26份、抗静电剂3-5份、渗透剂0.4-0.5份、抗飞溅剂0.8-1.2份。
3.根据权利要求1所述的一种丝线加弹油剂，其特征在于：所述抗静电剂包括如下重量份的原料：脂肪醇30-40份、环氧氯丙烷10-15份、氢氧化钾溶液2-5份、五氧化二磷35-45份。
4.根据权利要求3所述的一种丝线加弹油剂，其特征在于：所述脂肪醇为低碳数脂肪醇、中碳数脂肪醇和高碳数脂肪醇中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种丝线加弹油剂，其特征在于：所述抗飞溅剂为三元乙丙胶或聚异丁烯高聚物。
6.根据权利要求1所述的一种丝线加弹油剂，其特征在于：所述乳化剂为山梨醇油酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种丝线加弹油剂，其特征在于：所述渗透剂为环五聚二甲基硅氧烷。
8.一种权利要求1-7所述的一种丝线加弹油剂的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：
S1：脂肪醇与环氧氯丙烷反应制得脂肪醇聚氧乙烯醚，然后加入五氧化二磷，升温至70-75℃，反应2.5-4h，然后加入氢氧化钾溶液，升温至80-85℃，反应10-12h，得到抗静电剂；
S2：将制得的抗静电剂与基础油混合均匀，加热至50-55℃，搅拌60-80min，得到混合油；
S3：在混合油中加入乳化剂、净洗剂、渗透剂和抗飞溅剂，继续搅拌30-45min，最终制得丝线加弹油剂。
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