CN116200938A - 一种快速润湿渗透的fdy-wings纺丝油剂、其制备方法及应用 - Google Patents

一种快速润湿渗透的fdy-wings纺丝油剂、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于纺丝助剂技术领域，更具体地，涉及一种快速润湿渗透的FDY‑WINGS纺丝油剂、其制备方法及应用。针对WINGS设备工艺要求，提供了一种快速润湿渗透的FDY‑WINGS纺丝油剂，通过调整纺丝油剂中加入的润湿渗透剂的重量份数和种类，不仅能够改变纺丝油剂的润湿渗透性，还能够与平滑剂、乳化剂、抗静电剂等成分复配协同作用，提升纺丝油剂乳液的乳化性和稳定性，适用于WINGS纺丝设备。相比市面上的进口达柯3013油剂，本发明提供的纺丝油剂具有优异的快速润湿渗透性，油剂乳液的表面张力小，润湿铺展性好，乳液渗透性强，上油迅速且均匀，能够保证纤维的品质，满足后道织造工艺要求。

Description

一种快速润湿渗透的FDY-WINGS纺丝油剂、其制备方法及应用
技术领域
本发明属于纺丝助剂技术领域，更具体地，涉及一种快速润湿渗透的FDY-WINGS纺丝油剂、其制备方法及应用。
背景技术
化纤长丝纺丝设备的发展趋势围绕着节能高效、绿色环保及多功能性应用而进行，德国欧瑞康巴马格公司紧追市场趋势进行技术创新，新推出的WINGS(WindingIntegrated Godet Solution)设备打破了化纤纺丝过程中需要油剂保护的传统牵伸定型工艺，具备高效节能、结构紧凑、易于生头操作、低废丝率和良好的长丝质量的特点，越来越受到化纤市场的认可。WINGS纺丝设备采用先热辊牵伸定型，再上油，最后卷绕的解决方案；这与传统的FDY设备先上油，再二对热辊牵伸定型，最后卷绕的一步法牵伸工艺完全不同，纺丝过程中避免了油剂与热辊的直接接触，可节约因油剂中水挥发导致的能耗20％以上。相应的，WINGS纺丝设备的上油工艺与常规FDY设备不同，常规FDY设备上油时的速度在2000～3000m/min，而WINGS设备上油时的速度为4000～5000m/min，比常规FDY设备上油速度高一倍以上。因此，从WINGS设备上油嘴口喷出的纺丝油剂必须具有较高的油剂乳液浓度和快速润湿渗透性，使得纺丝油剂能够快速润湿铺展在高速经过的涤纶长丝表面，并渗透到涤纶长丝的丝束间，保证纺丝油剂上油的油膜均匀性，满足后道织造中的应用。
目前国内没有比较成熟的能够在FDY-WINGS纺丝设备上使用的纺丝油剂，市场上已有的纺丝油剂主要为常规FDY油剂，而常规FDY油剂是在2000～3000m/min丝速下上油，将其应用于FDY-WINGS纺丝设备时，普遍存在更高丝速上油润湿渗透性较差和油剂在20％以上较高油剂浓度下乳液不稳定的问题，导致涤纶FDY-WINGS纺丝过程中出现油膜不均匀、网络不均匀、油剂飞溅、产生油雾、纺丝油剂上油效率低等问题。为满足FDY-WINGS纺丝设备在4000～5000m/min高速上油的纺丝生产要求，目前主要采用进口达柯3013油剂，但使用进口达柯3013油剂会大幅提高纺丝生产成本且存在供应链不稳定问题，因此有必要开发国产化的具有快速润湿渗透性的FDY-WINGS纺丝油剂。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种快速润湿渗透的FDY-WINGS纺丝油剂、其制备方法及应用，解决了现有技术的纺丝油剂润湿渗透性差，上油的油膜不均匀，油剂飞溅、产生油雾、网络不匀、纺丝油剂上油效率低等的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种快速润湿渗透的FDY-WINGS纺丝油剂，以重量份计，其包括40～60份的平滑剂、20～40份的乳化剂、1～5份的抗静电剂、1～5份的其它添加剂和5～10份的去离子水；
且该纺丝油剂中还含有1～5重量份的润湿渗透剂，所述润湿渗透剂用于降低该纺丝油剂的表面张力和提高该纺丝油剂的润湿渗透力。
优选地，所述润湿渗透剂为聚醚硅氧烷、烷基改性硅氧烷、短碳链异构醇聚氧乙烯醚和磺基琥珀酸酯中的一种或多种的混合物。
优选地，所述聚醚硅氧烷为聚乙二醇-1,2二甲基硅氧烷、聚乙二醇/聚丙二醇-14/4-二甲基硅氧烷、辛基聚乙二醇/聚丙二醇-二甲基硅氧烷和月桂基聚乙二醇/聚丙二醇-二甲基硅氧烷中的一种或多种；
所述烷基改性硅氧烷为月桂基二甲基硅油、鲸蜡基二甲基硅氧烷、十六烷基硅油和十八烷基硅油中的一种或多种；
所述短碳链异构醇聚氧乙烯醚为异构十醇聚氧乙烯醚、异辛醇聚氧乙烯醚和异构十三醇聚氧乙烯醚中的一种或多种；
所述磺基琥珀酸酯为磺基琥珀酸二辛酯钠、磺基琥珀酸异癸酯钠、磺基琥珀酸二戊酯钠、磺基琥珀酸二丁酯钠和磺基琥珀酸双十三烷基酯钠中的一种或多种。
优选地，所述聚醚硅氧烷为EO数目为5～35的聚乙二醇-1,2二甲基硅氧烷；所述短碳链异构醇聚氧乙烯醚为EO数目为3～10的异构十醇聚氧乙烯醚。
优选地，所述平滑剂为合成酯、聚醚、植物油和工业白油中的一种或多种的混合物。
优选地，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、腰果酚聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯和聚乙二醇脂肪酸酯中的一种或多种的混合物。
优选地，所述抗静电剂为烷基醇磷酸酯聚氧乙烯醚、烷基醇磷酸酯、烷基醇磺酸盐、烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基醇硫酸盐、烷基醇醚硫酸酯盐、烷基醇醚羧酸盐、甜菜碱和烷基醇氧化胺中的一种或多种的混合物。
优选地，所述其它添加剂为pH调节剂、抗氧剂和防腐剂中的一种或多种的混合物。
按照本发明的另一个方面，提供了一种所述的纺丝油剂的制备方法，包含如下步骤：按照比例将乳化剂、抗静电剂、润湿渗透剂、其它添加剂和去离子水混合，加热搅拌均匀；再加入平滑剂，搅拌均匀后过滤并包装，制备得到所述纺丝油剂。
按照本发明的另一个方面，提供了一种所述的纺丝油剂的应用，用作WINGS纺丝设备的纺丝油剂。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下
有益效果：
(1)本发明针对WINGS纺丝设备的上油工艺和上油速度等固有特性，提供的一种快速润湿渗透的FDY-WINGS纺丝油剂，该纺丝油剂具有良好的高浓乳液稳定性和快速润湿渗透性，适用于WINGS纺丝设备，可纺性好，上油迅速均匀，纤维上油均匀油膜层保证加工过程中断头少，卷绕成型良好，优等品率高，满足用户需求。
(2)本发明提供的一种快速润湿渗透的FDY-WINGS纺丝油剂，通过调整纺丝油剂中添加的润湿渗透剂的种类和重量份数，不仅能够改变纺丝油剂的润湿渗透性，还能够与平滑剂、乳化剂、抗静电剂等成分复配协同作用，提高纺丝油剂的乳化性、乳液耐高温稳定性和长期稳定性。
(3)本发明一些实施例中添加2种成分复合配制的润湿渗透剂，如磺化琥珀酸二辛酯钠盐和异构十醇聚氧乙烯醚复合配制的润湿渗透剂，或者磺化琥珀酸二辛酯钠盐和聚醚硅氧烷复合配制的润湿渗透剂，能够显著提升纺丝油剂的乳化性、乳液耐高温稳定性和长期使用稳定性、润湿渗透性，达到了进口达柯3013油剂的水平。
(4)本发明优选实施例中添加3种成分复合配制的润湿渗透剂，如磺化琥珀酸二辛酯钠盐、异构十醇聚氧乙烯醚和聚醚硅氧烷复合配制的润湿渗透剂，制备得到的纺丝油剂不仅具有优异的乳化性和高浓乳液稳定性，还具有较低的表面张力、较短的帆布片沉降时间和较高的吸芯高度，明显提升了纺丝油剂乳液整体的快速润湿渗透性，该纺丝油剂的乳化性、乳液稳定性和润湿渗透性均明显优于对照例1的进口达柯3013油剂。具体来说，本发明实施例制备的纺丝油剂的现配浊度最低为320，表面张力最低为28.957mN/m，帆布片沉降时间最短为1.91s，吸芯高度最高为95mm，均明显优于进口达柯3013油剂。
本发明提供的一种快速润湿渗透的FDY-WINGS纺丝油剂适用于国内最新的WINGS纺丝工艺，可纺性好，上油迅速均匀，纤维上油层保证加工过程中断头少，卷绕成型良好，优等品率高，满足用户需求。
附图说明
图1是本发明实施例和对照例的纺丝油剂乳液在聚酯片上的动态接触角变化图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的一种快速润湿渗透的FDY-WINGS纺丝油剂，以重量份计，其包括40～60份的平滑剂、20～40份的乳化剂、1～5份的抗静电剂、1～5份的其它添加剂和5～10份的去离子水；且该纺丝油剂中还含有1～5重量份的润湿渗透剂，所述润湿渗透剂用于降低油剂乳液的表面张力和提高油剂乳液的润湿渗透力，使油剂乳液能在纤维表面迅速铺展和快速渗透到纤维的每根单丝纤维中，使上油迅速和均匀，在纤维表面形成一层均匀的油膜，有利于纺丝工艺的进行，保证涤纶纤维长丝的质量。
一些实施例中，所述润湿渗透剂为聚醚硅氧烷、烷基改性硅氧烷、短碳链异构醇聚氧乙烯醚和磺基琥珀酸酯中的一种或多种的混合物。
一些实施例中，所述聚醚硅氧烷为聚乙二醇-1,2二甲基硅氧烷、聚乙二醇/聚丙二醇-14/4-二甲基硅氧烷、辛基聚乙二醇/聚丙二醇-二甲基硅氧烷和月桂基聚乙二醇/聚丙二醇-二甲基硅氧烷中的一种或多种；
所述烷基改性硅氧烷为月桂基二甲基硅油、鲸蜡基二甲基硅氧烷、十六烷基硅油和十八烷基硅油中的一种或多种；
所述短碳链异构醇聚氧乙烯醚为异构十醇聚氧乙烯醚、异辛醇聚氧乙烯醚和异构十三醇聚氧乙烯醚中的一种或多种；
所述磺基琥珀酸酯为磺基琥珀酸二辛酯钠、磺基琥珀酸异癸酯钠、磺基琥珀酸二戊酯钠、磺基琥珀酸二丁酯钠和磺基琥珀酸双十三烷基酯钠中的一种或多种。
一些实施例中，所述聚醚硅氧烷为EO数目为5～35的聚乙二醇-1,2二甲基硅氧烷；所述短碳链异构醇聚氧乙烯醚为EO数目为3～10的异构十醇聚氧乙烯醚。
一些实施例中，所述平滑剂为合成酯、植物油和工业白油中的一种或多种的混合物。具体的，所述合成酯由脂肪醇和脂肪酸在催化剂催化下反应得到，其中脂肪醇为C8～C20之间直链或支链伯醇，脂肪酸为C10～C18碳链长度的饱和或不饱和酸脂肪酸，催化剂为酸性催化剂、有机锡类催化剂、有机钛催化剂和固体超强酸。具体的，所述合成酯可以为辛醇油酸酯、辛醇硬脂酸酯、辛醇椰油酸酯、癸醇油酸酯、十二醇油酸酯、十六醇油酸酯、十八醇油酸酯、丙二醇油酸酯、新戊二醇油酸酯、三羟甲基丙烷油酸酯、季戊四醇硬脂酸酯和季戊四醇油酸酯中一种或多种；所述植物油可以为菜籽油、橄榄油、核桃油、棉籽油、桐籽油、花生油、大豆油、芝麻油、玉米油中的一种或多种；所述工业白油可以为15#白油、20#白油、26#白油、32#白油、36#白油、50#白油中的一种或多种。
一些实施例中，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、腰果酚聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯和聚乙二醇脂肪酸酯中的一种或多种的混合物。
一些实施例中，所述抗静电剂为烷基醇磷酸酯聚氧乙烯醚、烷基醇磷酸酯、烷基醇磺酸盐、烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基醇硫酸盐、烷基醇醚硫酸酯盐、烷基醇醚羧酸盐、甜菜碱和烷基醇氧化胺中的一种或多种的混合物。
本发明纺丝油剂中添加剂的作用是延缓或防止纺丝油剂的氧化、高温黄变、腐败和改善油剂体系相容性等功能性调节作用，所述其它添加剂为pH调节剂、抗氧剂和防腐剂中的一种或多种的混合物。一些实施例中，所述pH调节剂可以为KOH、NaOH和三乙醇胺中的一种或多种；所述抗氧剂可以为受阻酚抗氧剂、硫醚抗氧剂和硫酯抗氧剂中的一种或多种；所述防腐剂可以为异噻唑啉酮类、苯丙咪唑类、氨基甲酸丁脂、苯甲酸钠、异噻唑类合溴乙酸酯中的一种或多种。
本发明还提供了一种所述的纺丝油剂的制备方法，包含如下步骤：按照比例将乳化剂、抗静电剂、润湿渗透剂、其它添加剂和去离子水混合，加热搅拌均匀；再加入平滑剂，搅拌均匀后过滤并包装，制备得到所述纺丝油剂。实施例中，所述加热温度为30～50℃，可根据不同季节下环境温度差异调整。
本发明实施例和对照例纺丝油剂的具体制备方法如下：调节反应釜内温度至40℃，搅拌速度至设定值1000rad/min；按比例先将乳化剂各组分依次加入到反应釜中，搅拌10min时间；再将抗静电剂加入到反应釜中，搅拌10min时间；然后将润湿渗透剂加入到反应釜中，搅拌30min时间；然后将pH调节剂和去离子水加入到反应釜中，搅拌1.5h使各组分充分融合；接着将平滑剂的各组分加入到反应釜中，搅拌1.0h；最后将抗氧剂和防腐剂加入到反应釜中，搅拌1.0h至完全均匀后，冷却，过滤，出料，包装，即制得纺丝油剂。
以下为实施例和对照例：
实施例1：
该纺丝油剂按照重量份计，包括平滑剂45份(其中，10份辛醇油酸酯、5份菜籽油和30份20#工业白油)、乳化剂37份(其中，12份月桂醇聚氧乙烯醚AEO-6、5份失水山梨醇脂肪酸酯Span 80、10份聚乙二醇脂肪酸酯PEG200DO、10份蓖麻油聚氧乙烯醚EL-20)、抗静电剂5份(其中，3份烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯MOA-3P、2份十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠盐SLES)、润湿渗透剂3份(3份磺化琥珀酸二辛酯钠盐)、去离子水8份和其他添加剂2份(pH调节剂为1份10％的KOH、0.5份受阻酚类抗氧剂1010、0.5份异噻唑类防腐剂YA-F38)。
本实施例纺丝油剂制备方法：调节反应釜内温度至40℃，搅拌速度至设定值1000rad/min；按比例先将乳化剂各组分依次加入到反应釜中，搅拌10min时间；再将抗静电剂加入到反应釜中，搅拌10min时间；然后将润湿渗透剂加入到反应釜中，搅拌30min时间；然后将pH调节剂和去离子水加入到反应釜中，搅拌1.5h使各组分充分融合；接着将平滑剂的各组分加入到反应釜中，搅拌1.0h；最后将抗氧剂和防腐剂加入到反应釜中，搅拌1.0h至完全均匀后，冷却，过滤，出料，包装，即制得纺丝油剂。
实施例2：
该纺丝油剂按照重量份计，包括平滑剂45份(其中，10份辛醇油酸酯、5份菜籽油和30份20#工业白油)、乳化剂35份(其中，10份月桂醇聚氧乙烯醚AEO-6、5份失水山梨醇脂肪酸酯Span 80、10份聚乙二醇脂肪酸酯PEG200DO、10份蓖麻油聚氧乙烯醚EL-20)、抗静电剂5份(其中，3份烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯MOA-3P、2份十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠盐SLES)、润湿渗透剂5份(5份磺化琥珀酸二辛酯钠盐)、去离子水8份和其他添加剂2份(pH调节剂为1份10％的KOH、0.5份受阻酚类抗氧剂1010、0.5份异噻唑类防腐剂YA-F38)
本实施例纺丝油剂制备方法同实施例1。
实施例3：
该纺丝油剂按照重量份计，包括平滑剂45份(其中，10份辛醇油酸酯、5份菜籽油和30份20#工业白油)、乳化剂35份(其中，10份月桂醇聚氧乙烯醚AEO-6、5份失水山梨醇脂肪酸酯Span 80、10份聚乙二醇脂肪酸酯PEG200DO、10份蓖麻油聚氧乙烯醚EL-20)、抗静电剂5份(其中，3份烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯MOA-3P、2份十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠盐SLES)、润湿渗透剂5份(其中，3份磺化琥珀酸二辛酯钠盐、2份聚醚硅氧烷TEGOPREN5840)、去离子水8份和其他添加剂2份(pH调节剂为1份10％的KOH、0.5份受阻酚类抗氧剂1010、0.5份异噻唑类防腐剂YA-F38)
本实施例纺丝油剂制备方法同实施例1。
实施例4：
该纺丝油剂按照重量份计，包括平滑剂45份(其中，10份辛醇油酸酯、5份菜籽油和30份20#工业白油)、乳化剂35份(其中，10份月桂醇聚氧乙烯醚AEO-6、5份失水山梨醇脂肪酸酯Span 80、10份聚乙二醇脂肪酸酯PEG200DO、10份蓖麻油聚氧乙烯醚EL-20)、抗静电剂5份(其中，3份烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯MOA-3P、2份十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠盐SLES)、润湿渗透剂5份(其中，3份磺化琥珀酸二辛酯钠盐、2份月桂基二甲基硅油)、去离子水8份和其他添加剂2份(pH调节剂为1份10％的KOH、0.5份受阻酚类抗氧剂1010、0.5份异噻唑类防腐剂YA-F38)
本实施例纺丝油剂制备方法同实施例1。
实施例5：
该纺丝油剂按照重量份计，包括平滑剂45份(其中，10份辛醇油酸酯、5份菜籽油和30份20#工业白油)、乳化剂35份(其中，10份月桂醇聚氧乙烯醚AEO-6、5份失水山梨醇脂肪酸酯Span 80、10份聚乙二醇脂肪酸酯PEG200DO、10份蓖麻油聚氧乙烯醚EL-20)、抗静电剂5份(其中，3份烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯MOA-3P、2份十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠盐SLES)、润湿渗透剂5份(其中，3份磺化琥珀酸二辛酯钠盐、2份异构十醇聚氧乙烯醚IPL1005)、去离子水8份和其他添加剂2份(pH调节剂为1份10％的KOH、0.5份受阻酚类抗氧剂1010、0.5份异噻唑类防腐剂YA-F38)
本实施例纺丝油剂制备方法同实施例1。
实施例6：
该纺丝油剂按照重量份计，包括平滑剂45份(其中，10份辛醇油酸酯、5份菜籽油和30份20#工业白油)、乳化剂35份(其中，10份月桂醇聚氧乙烯醚AEO-6、5份失水山梨醇脂肪酸酯Span 80、10份聚乙二醇脂肪酸酯PEG200DO、10份蓖麻油聚氧乙烯醚EL-20)、抗静电剂5份(其中，3份烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯MOA-3P、2份十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠盐SLES)、润湿渗透剂5份(其中，2份磺化琥珀酸二辛酯钠盐、2份异构十醇聚氧乙烯醚IPL1005和1份聚醚硅氧烷TEGOPREN 5840)、去离子水8份和其他添加剂2份(pH调节剂为1份10％的KOH、0.5份受阻酚类抗氧剂1010、0.5份异噻唑类防腐剂YA-F38)
本实施例纺丝油剂制备方法同实施例1。
对照例1：进口达柯3013油剂。
对照例2：
该纺丝油剂按照重量份计，包括平滑剂45份(其中，10份辛醇油酸酯、5份菜籽油和30份20#工业白油)、乳化剂40份(其中，15份月桂醇聚氧乙烯醚AEO-6、5份失水山梨醇脂肪酸酯Span 80、10份聚乙二醇脂肪酸酯PEG200DO、10份蓖麻油聚氧乙烯醚EL-20)、抗静电剂5份(其中，3份烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯MOA-3P、2份十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠盐SLES)、去离子水8份和其他添加剂2份(pH调节剂为1份10％的KOH、0.5份受阻酚类抗氧剂1010、0.5份异噻唑类防腐剂YA-F38)。
本对照例纺丝油剂除不添加润湿渗透剂外，其余制备步骤同实施例1。
实施例和对照例的产品性能表征以及结果分析如下：
表1.实施例1至6和对照例2制备的FDY-WINGS纺丝油剂的物性指标：
项目 质量标准
外观 淡黄色透明液体
有效含量(％) 90±1
pH值(10％水溶液) 7.0-8.0
油剂旋转粘度(40℃，mPa.S) 50-55
20％油剂乳液旋转粘度(40℃，mPa.S) 2-4
通过表1纺丝油剂的物性指标数据可以看出实施例1至6和对照例2制备的WINGS设备专用的纺丝油剂为均匀、稳定的浅黄色透明液体；油剂乳液的pH为7-8，呈弱碱性，对油剂乳液输送管路和油剂泵的腐蚀性小；油剂的旋转粘度较小，且油剂乳液旋转粘度较小，利于油剂在纤维长丝上的快速润湿铺展。
(1)乳液稳定性
WINGS纺丝设备生产时，大多是将质量分数为20％的FDY-WINGS纺丝油剂通过油剂调配槽管路输送到小油槽车间上油，因此本发明通过测试质量分数为20％的纺丝油剂乳液的浊度变化来评价纺丝油剂的乳化性和稳定性。
乳液浊度测试方法如下：采用美国哈希公司TL2350型浊度仪测试纺丝油剂的乳液浊度。首先配制质量分数为20％的油剂乳液，再将30ml左右的油剂乳液样品加至测试管的刻度线处，然后立即盖上测试管的盖子，将测试管表面擦拭干净。将测试管放入浊度仪的试样容器架，使测试管上的三角形对齐试样容器架上的参考标记。按下盖子将其关闭，直至听到咔嗒声。按下“读取”按钮，等待仪器自动读样，记录仪器显示的浊度示数。
乳液的浊度反映乳液的外观状态，一般油剂乳液的浊度在200-500之间，乳液浊度越小，说明油剂的乳化性越好，油剂乳液的外观越泛蓝光透亮。若油剂乳液的浊度＞1000，则油剂乳液外观为乳白色浊液，客户会认为油剂的稳定性较差，油剂乳液易腐败。乳液浊度在不同条件下波动很小，说明乳液的稳定性较好。
(2)润湿渗透性
表面张力测试方法如下：用表面张力仪K-100测量质量分数为20％的油剂乳液的表面张力。一般油剂乳液的表面张力越低，其润湿渗透性会越好。
帆布片沉降时间测试方法如下：用直径20mm、厚度2mm的脱脂标准帆布作为测试片，将其静置在40℃的质量分数为20％的油剂乳液液面上，记录帆布片片沉降于乳液中所需要的时间，取10次测定的平均值。帆布片沉降时间越短，油剂乳液的润湿渗透性越好。
吸芯高度测试方法如下：把长度250mm、宽度10mm的涤纶布条用夹具使其悬置直立，将其快速置于40℃的质量分数为20％的油剂乳液中，记录15min后油剂乳液上升至布条的高度。吸芯高度越大，油剂乳液的润湿渗透性越好。
动态接触角测试方法如下：用全自动单一纤维接触角测量仪测试质量分数为20％的油剂乳液在聚酯片的动态接触角变化。接触角越小，油剂乳液的润湿铺展性越好。
试验结果如下：
表2.纺丝油剂的乳化性和乳液稳定性
Figure BDA0004112216150000111
Figure BDA0004112216150000121
对照例2是没有添加润湿渗透剂的纺丝油剂，从表2中对照例1和对照例2可以看出，对照例2的现配浊度、油剂的乳液浊度波动均大于对照例1，说明对照例2的乳化性、乳液耐高温稳定性和长期稳定性均比进口达柯3013油剂差。
实施例1至6是在对照例2的基础上添加了3～5份的润湿渗透剂，其中实施例1和2是添加单一成分的润湿渗透剂，实施例3、4、5是添加2种成分复合配制的润湿渗透剂，实施例6是添加3种成分复合配制的润湿渗透剂。实施例1、2与对照例2相比，实施例2的现配浊度<实施例1<对照例2，实施例1的浊度变化<对照例2<实施例2，说明添加润湿渗透剂会对油剂的乳化性、乳液耐高温稳定性和长期稳定性产生影响，其中实施例1中添加3份磺化琥珀酸二辛酯钠盐能够增强纺丝油剂的乳化性、乳液耐高温稳定性和长期稳定性，实施例2中增加磺化琥珀酸二辛酯钠盐的重量份数会使油剂乳液的耐高温稳定性和长期稳定性变差，油剂乳化性得到显著提高。
实施例3、4和5与实施例2相比，在润湿渗透剂添加份量相同的情况下，实施例3中添加磺化琥珀酸二辛酯钠盐与聚醚硅氧烷复配的润湿渗透剂，实施例5中添加磺化琥珀酸二辛酯钠盐与异构十醇聚氧乙烯醚复配的润湿渗透剂，均能增强纺丝油剂乳液耐高温稳定性和长期稳定性，且优于仅添加磺化琥珀酸二辛酯钠盐作为润湿渗透剂的实施例2。而实施例4中添加磺化琥珀酸二辛酯钠盐与月桂基二甲基硅油使油剂的乳化性、乳液耐高温稳定性和长期稳定性低于实施例2。对比实施例3、5和对照例1可以看出，实施例3、5的乳化性略差于进口达柯3013油剂，纺丝油剂乳液耐高温稳定性和长期稳定性优于进口达柯3013油剂。
实施例6中添加磺化琥珀酸二辛酯钠盐、异构十醇聚氧乙烯醚和聚醚硅氧烷复配的润湿渗透剂，其现配浊度为320，小于对照例1的进口达柯3013油剂。此外，该纺丝油剂在50℃高温下放置3小时后的浊度变化和室温放置一周后的浊度变化均小于进口达柯3013油剂。说明纺丝油剂中添加磺化琥珀酸二辛酯钠盐、异构十醇聚氧乙烯醚和聚醚硅氧烷复配的润湿渗透剂，能够显著增强纺丝油剂的乳化性、乳液耐高温稳定性和长期稳定性，甚至优于进口达柯3013油剂。
表3.纺丝油剂的润湿渗透性
Figure BDA0004112216150000131
表3可以看出，实施例1、2与对照例2明显表明，实施例1和2中添加磺化琥珀酸二辛酯钠盐能够优化油剂的表面张力、帆布片沉降时间和吸芯高度，提升纺丝油剂的润湿渗透性，且实施例2中增加润湿渗透剂的重量份数，油剂的润湿渗透性也会进一步提高。但实施例1和2的润湿渗透性低于对照例1的进口达柯3013油剂，说明实施例中只添加单一成分的润湿渗透剂，以及增加其重量份数对油剂润湿渗透性的提升有限。
实施例3、4、5与实施例2相比，在润湿渗透剂添加份量相同的情况下，实施例3添加磺化琥珀酸二辛酯钠盐与聚醚硅氧烷复合配制的润湿渗透剂，实施例5添加磺化琥珀酸二辛酯钠盐与异构十醇聚氧乙烯醚复合配制的润湿渗透剂，均明显提升了纺丝油剂的润湿渗透性，达到了进口达柯3013油剂的水平。而实施例4添加磺化琥珀酸二辛酯钠盐与月桂基二甲基硅油复配的润湿渗透剂，使纺丝油剂的帆布片沉降时间和吸芯高度变差。
实施例6添加磺化琥珀酸二辛酯钠盐、异构十醇聚氧乙烯醚与聚醚硅氧烷复合配制的润湿渗透剂，使得油剂具有较低的表面张力、较短的帆布片沉降时间和较高的吸芯高度，显著提高纺丝油剂乳液整体的快速润湿渗透性，甚至优于对照例1的进口达柯3013油剂。
实施例1至6和对照例1、2的纺丝油剂乳液在聚酯片上的动态接触角变化如图1所示，可以看出，实施例6的动态接触角变化最快，且100ms后达到最小值，优于对照例1的进口达柯3013油剂，说明本发明实施例6的动态润湿铺展性最好，有利于油剂乳液在WINGS纺丝工艺设备的油嘴处快速润湿铺展，有利于上油均匀，快速粘附在纤维长丝上形成均匀油膜，满足客户需求。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速润湿渗透的FDY-WINGS纺丝油剂，其特征在于，以重量份计，其包括40～60份的平滑剂、20～40份的乳化剂、1～5份的抗静电剂、1～5份的其它添加剂和5～10份的去离子水；
且该纺丝油剂中还含有1～5重量份的润湿渗透剂，所述润湿渗透剂用于降低该纺丝油剂的表面张力和提高该纺丝油剂的润湿渗透力。
2.如权利要求1所述的纺丝油剂，其特征在于，所述润湿渗透剂为聚醚硅氧烷、烷基改性硅氧烷、短碳链异构醇聚氧乙烯醚和磺基琥珀酸酯中的一种或多种的混合物。
3.如权利要求2所述的纺丝油剂，其特征在于，所述聚醚硅氧烷为聚乙二醇-1,2二甲基硅氧烷、聚乙二醇/聚丙二醇-14/4-二甲基硅氧烷、辛基聚乙二醇/聚丙二醇-二甲基硅氧烷和月桂基聚乙二醇/聚丙二醇-二甲基硅氧烷中的一种或多种；
所述烷基改性硅氧烷为月桂基二甲基硅油、鲸蜡基二甲基硅氧烷、十六烷基硅油和十八烷基硅油中的一种或多种；
所述短碳链异构醇聚氧乙烯醚为异构十醇聚氧乙烯醚、异辛醇聚氧乙烯醚和异构十三醇聚氧乙烯醚中的一种或多种；
所述磺基琥珀酸酯为磺基琥珀酸二辛酯钠、磺基琥珀酸异癸酯钠、磺基琥珀酸二戊酯钠、磺基琥珀酸二丁酯钠和磺基琥珀酸双十三烷基酯钠中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的纺丝油剂，其特征在于，所述聚醚硅氧烷为EO数目为5～35的聚乙二醇-1,2二甲基硅氧烷；所述短碳链异构醇聚氧乙烯醚为EO数目为3～10的异构十醇聚氧乙烯醚。
5.如权利要求1所述的纺丝油剂，其特征在于，所述平滑剂为合成酯、聚醚、植物油和工业白油中的一种或多种的混合物。
6.如权利要求1所述的纺丝油剂，其特征在于，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、腰果酚聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯和聚乙二醇脂肪酸酯中的一种或多种的混合物。
7.如权利要求1所述的纺丝油剂，其特征在于，所述抗静电剂为烷基醇磷酸酯聚氧乙烯醚、烷基醇磷酸酯、烷基醇磺酸盐、烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基醇硫酸盐、烷基醇醚硫酸酯盐、烷基醇醚羧酸盐、甜菜碱和烷基醇氧化胺中的一种或多种的混合物。
8.如权利要求1所述的纺丝油剂，其特征在于，所述其它添加剂为pH调节剂、抗氧剂和防腐剂中的一种或多种的混合物。
9.如权利要求1至8任一项所述的纺丝油剂的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：按照比例将乳化剂、抗静电剂、润湿渗透剂、其它添加剂和去离子水混合，加热搅拌均匀；再加入平滑剂，搅拌均匀后过滤并包装，制备得到所述纺丝油剂。
10.如权利要求1至8任一项所述的纺丝油剂的应用，其特征在于，用作WINGS纺丝设备的纺丝油剂。
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