CN1166833C - 合成纤维的纺丝油剂 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个目的是提供一种纺丝油剂,它在热板接触类加热或辐射型高温加热器的非接触加热假捻加工中既不产生焦油也不产生浮渣,由此能保证假捻加工的长期稳定性;本发明提供一种合成纤维的纺丝油剂,它满足关系式(1)和(2):10≤T≤22(1)0≤Re≤0.25(2)其中T是油在220℃加热1小时后的表面张力(mN/m),Re是油在400℃加热24小时后的残留物百分率(重量%)。
Description
技术领域
本发明涉及合成纤维的纺丝油剂。更具体地说,本发明涉及适于要进行假捻加工的热塑性合成纤维的纺丝油剂。
技术背景
除了其他油剂外,有人提出了其中含有少量聚环氧烷改性的聚硅氧烷的油(日本Kokoku Publication Sho-63-57548)、含有含全氟基团的表现出特定热分解性能的化合物的油(日本Kokoku Publication Sho-62-44072)和含有由含氟化烷基的单体和含聚氧化烯基团的单体形成的共聚物的油(日本KokaiPublication Hei-11-61645),作为要进行假捻加工的纤维的纺丝油剂。
但是,使用含有少量改性聚硅氧烷的油,有这样一个问题,即在最近投入使用的辐射型高温加热器的高速假捻加工过程中,加热器温度达到400℃或以上,使在加热器内热分解产生的二氧化硅(灰分)牢固地粘结到导丝辊上,增大起毛和断纱的几率。
对于含有氟化合物的油,前者需要大量的含全氟基团的化合物,这会显著增大油的成本,另外,含全氟烷基的化合物也可能污染导丝辊,而且分解时产生的气体也会损害机器,因此,前者不可用。而从长期假捻加工的操作稳定性的角度考虑,后者也存在问题,因为含全氟基团的化合物是热不稳定的。
发明的内容
本发明的一个目的是提供一种纺丝油剂,它在热板接触式加热型或辐射型高温加热器的非接触式加热型的假捻加工中既不产生焦油也不产生浮渣,由此保证假捻加工的长期稳定性。
本发明人进行了深入研究达到了上述目的,本发明人发现在热板接触式加热型假捻加工中或在辐射型高温加热器的高速假捻加工中,纺丝油剂在高温条件下的表面张力,更具体地说,在220℃下加热1小时后的表面张力调节至10-22mN/m,能够抑制油在热板上的扩展和焦油的形成;因此在假捻加工步骤中可延长稳定操作。在焦油受热变成灰分之前,减少虽然少但是不可避免会形成的焦油的含量,更具体地说,使400℃加热24小时后纺丝油剂的残留物百分率降低至0.25%(重量)或以下,从而成功地阻止了起毛和纱断裂现象的发生,
另外,发现通过控制纺丝油剂在一定范围内加热一定时间后的运动粘度性能,就可以在更长的时间内阻止纱断裂。
因此,本发明涉及一种合成纤维的纺丝油剂,它满足关系式(1)和(2):
10≤T≤22 (1)
0≤Re≤0.25 (2)
其中T是油在220℃经受1小时后的表面张力(mN/m),Re是油在400℃加热24小时后的残留物百分率(重量%)。
下面详细说明本发明。
当纺丝油剂满足关系式(1)和(2)时,在热板接触式加热的假捻加工中,热板上形成的焦油量是微量的,在辐射型高温加热器的非接触式加热的假捻加工中,加热器内的浮渣沉积物是微量的,因此,即使在长期假捻加工过程中,这二种加热方式都很容易实施稳定操作。
T和Re更优选分别满足下述关系式(3)和(4),再优选分别满足关系式(5)和(6):
10≤T≤20 (3)
0≤Re≤0.20 (4)
10≤T≤15 (5)
0≤Re≤0.15 (6)
下面描述测试T和Re的方法。
在220℃经受1小时后的表面张力(T)的测试方法:
在内径60毫米、深度为15毫米的不锈钢盘中称量待测试的25克油,将该整体在220±1℃的热板上保持1小时。然后采用自动表面张力测试仪(例如Kyowa Kaimen Kagaku型CBVP-A3)测试220℃时的表面张力。
400℃加热24小时后的残留物百分率(Re)的测试方法:
在重量已知(W1)的铂盘中精确称量约1克(W2)待测油。将该整体在管式电炉内(例如Isuzu Seisakusho型AT-E58)于400℃加热24小时,再精确称量铂盘与加热的残留物之和(W3),并按式(11)计算加热的残留物百分率:
加热的残留物百分率(%)=〔(W3-W1)/(W2-W1)〕×100 (11)
另外,本发明的纺丝油剂优选满足下述式(7):
0.5≤V2/V1≤60 (7)
其中V2是油在220℃加热12小时后25℃时的运动粘度(mm2/s),V1是油加热前25℃时的运动粘度(mm2/s)。
当V1和V2满足式(7)时,加热的纺丝油剂的粘度增高行为就可控制在一定范围内,由此落到加热器上的油是微量的,形成的焦油和/或灰分可进一步降低,因此,可降低纱损伤和纱断裂,起毛变得更少,这样就能够在更长的时间内稳定地获得质量优良的纱。
更优选地,V1和V2满足式(8):
0.8≤V2/V1≤50 (8)
下面描述测试V1和V2的方法。
加热220℃前油的25℃运动粘度(V1)的测试方法:
使50克待测油在25℃保持1小时,再用Ubbellohde粘度计测量运动粘度。
220℃加热12小时后油的25℃运动粘度(V2)的测试方法:
将50克待测油放入100毫升玻璃烧杯中,再放入控制于220±1℃的流通空气型干燥器内达12小时。之后,在25℃保持1小时,再以与测量V1相同的方式测量运动粘度。
构成本发明纺丝油剂组分的油没有特别限制,但是在适于本发明目的的具体实施例中,油含有一种或多种聚醚类型的润滑剂(A)和另一种组分或其他组分(B)。
首先说明组分(A)。
可用作(A)的是由具有2-4个碳原子的烯化氧(一种或多种)与分子中具有一个或多个羟基的化合物共聚得到的化合物,和通过改性其末端羟基得到的改性物。
可用作分子内具有一个或多个羟基的化合物的是含有1-30个碳原子的天然或合成的脂肪醇、芳香醇、脂环醇和酚。
作为脂肪醇,能够提到的有饱和的直链一元醇、饱和的支链一元醇、不饱和的直链一元醇、不饱和的支链一元醇、饱和的直链二元醇、饱和的支链二元醇、不饱和的直链二元醇、不饱和的支链二元醇、三-八元或八元以上多元醇等。
作为饱和的直链一元醇,其中可以提到的有甲醇、乙醇、丁醇、正戊醇、辛醇、癸醇、月桂醇、肉豆蔻醇、十六烷醇和硬脂醇。
作为饱和的支链一元醇,其中可以提到的有异丙醇、二乙基甲醇、叔戊醇、异戊醇、2-乙基己醇、异癸醇、异十三烷醇、含有12或14个碳原子的仲醇、异十六烷醇和异硬脂醇。
作为不饱和的直链一元醇,其中可以提到的有烯丙醇、巴豆醇和油醇。
作为不饱和的支链一元醇,其中可以提到的有乙烯基甲基甲醇、3-丁烯-2-醇和4-戊烯-3-醇。
作为饱和的直链二元醇,其中可以提到的有乙二醇、丙二醇和己二醇。
作为饱和的支链二元醇,其中可以提到的有新戊二醇和2,2-二乙基-1,3-丙二醇。
作为不饱和的直链二元醇,其中可以提到的有2-丁烯-1,4-二醇和4-己烯-2,3-二醇。
作为不饱和的支链二元醇,其中可以提到的有2-甲基-3-戊烯-1,2-二醇和7-乙基-4-辛烯-2,3-二醇。
作为三-八元或八元以上的多元醇,其中可以提到的有甘醇、甘油二聚体-六聚体、三羟甲基丙烷、三羟甲基丙烷二聚体-四聚体、季戊四醇、季戊四醇二聚体-四聚体、山梨聚糖、山梨糖醇、蔗糖和果糖。
作为芳香醇,其中可以提到的有苯甲醇、2-苯基乙醇、α-苯基乙基醇、三苯基甲醇和肉桂醇。
作为脂肪醇,其中可以提到的有环戊醇、环己醇和顺式-1,2-环戊二醇。
作为酚,其中可以提到的有苯酚、烷基部分含有1-20个碳原子的烷基苯酚(例如甲基酚、辛基酚、壬基酚、二壬基酚等)、双酚(例如双酚A、双酚F、双酚S等)、邻苯二酚和萘酚。
作为具有2-4个碳原子的烯化氧,其中可以提到的有环氧乙烷(以下简称为“EO”)、环氧丙烷(以下简称为“PO”)、环氧丁烷(下面简称为BO)、和四氢呋喃。
当EO与另一种烯化氧共聚时,EO的含量通常是5-90%(重量),优选20-80%(重量),以烯化氧的总量为基准。共聚加成方式可以是无规加成类型或嵌段加成类型。
可用作通过改性末端羟基而得到的共聚产物改性物的是通过用例如含有1-12个碳原子的卤代烷、含有1-12个碳原子的单羧酸、含有2-18个碳原子的二羧酸、含有1-12个碳原子的二卤代烷或含有4-20个碳原子的脂肪、脂环或芳香二异氰酸酯(不含形成NCO-的碳原子)进行末端羟基改性而得到的改性物。
作为含有1-12个碳原子的卤代烷,其中可以提到的有氯代甲烷、溴代乙烷、氯代丁烷和溴代十一烷(改性:烷氧基化产物)。
作为含有1-12个碳原子的单羧酸,其中可以提到的有乙酸、丙酸、辛酸和十一酸(改性:酯化产物)。
作为含有2-18个碳原子的二羧酸,其中可以提到的有乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、马来酸、富马酸和邻苯二甲酸(改性:酯化产物,聚酯化产物)。
作为含有1-12个碳原子的二卤代烷,其中可以提到的有二氯代甲烷、二溴代乙烷和二溴代癸烷(改性:二聚产物,多聚产物)。
作为含有4-20个碳原子的脂肪、脂环或芳香二异氰酸酯(不含形成NCO-的碳原子),其中可以提到的有六亚甲基二异氰酸酯、环己基异氰酸酯和苯基异氰酸酯(改性:氨基甲酸乙酯,聚合产物)。
组分(A)优选具有400-20,000的重均分子量(下面简称为MW),更优选1000-15000,所述分子量由凝胶渗透色谱测得(下面简称为GPC)。
组分(A)的流动点优选不高于40℃,更优选不高于20℃。
组分(A)100℃时的粘度优选为5-1000cst,更优选10-300cst。
作为(A)的具体例子,其中可以提到的有丁醇基(EO/PO)无规加成物(EO/PO=50/50%(重量),MW=1800)、月桂醇基(PO/EO)嵌段加成物(EO/PO=40/60%(重量),MW=1400)、己二醇基(EO/PO)无规加成物(EO/PO=40/60%(重量),MW=4000)、及三羟甲基丙烷基(PO/EO)嵌段加成物(EO/PO=20/80%(重量),MW=5000)的二甲基醚化衍生物、季戊四醇基(EO/PO)无规加成物(EO/PO=50/50%(重量),MW=3000)的二辛酸酯、用丁醇基(EO/PO)无规加成物(EO/PO=50/50%(重量),MW=800)二聚化得到的产物和通过与丁醇基(EO/PO)无规加成物(EO/PO=50/50%(重量),MW=800)的六亚甲基二异氰酸酯进行聚氨酯化反应得到的产物。
聚醚型润滑剂(A)的用量优选60-98%(重量),更优选70-97%(重量),以纺丝油剂的总重量为基准。
下面说明其他组分(S)和(B)。
对组分(B)没有特别限制,但是(B)优选含有这样的成分(B1),它能够使混合后的纺丝油剂在220℃加热1小时的表面张力出不高于22mN/m,更优选不高于20mN/m(成分B11),再优选不高于15mN/m(成分B12)。
此外,优选能够使纺丝油剂的运动粘度满足式(7)的成分(B13)。更优选能够使运动粘度满足式(8)的成分(B14)。
可用作(B1)的是例如具有全氟烷基和/或全氟亚烷基(下面简称为Rf基团)的化合物(B1-A)、聚硅氧烷油(B1-B)和它们与调节剂(B1-C)的混合物。
对化合物(B1-A)没有特别限制,但是包括具有Rf基团而且优选氟含量为3-60%(重量)、更优选5-40%(重量)、再优选7-35%(重量)的化合物,以(B1-A)的重量为基准。
可用作Rf基团的是由调聚反应或电解氟化合成的含有2-20个碳原子的直链基团(四氟乙烯基团、六氟丙烯基团、全氟己基、全氟辛基、全氟十二烷基、全氟十六烷基、全氟十八烷基等),和由低聚合形成的含有2-20个碳原子的支链基团。其中,优选由调聚反应得到的含有6-14个碳原子的直链基团。
从与(A)的相容性角度考虑,优选(B1-A)的分子内还具有聚氧化烯链。
这种化合物的聚氧化烯链部分的重量百分率优选20-95%(重量),更优选30-90%(重量),以(B1-A)重量为基准。
从防止热板上形成焦油的角度考虑,(B1-A)优选低聚物或聚合物,而且其由GPC测得的MW优选3000-700,000,更优选4000-600000,再优选5000-500000。
此外,优选的是(B1-A)的侧链上具有Rf基团。
如果(B1-A)为低聚物或聚合物,它能够使含Rf的单体通过例如乙烯基加成聚合(B1-A-1)、缩聚(B1-A-2)、加聚(B1-A-3)或开环聚合(B1-A-4)而得到。
将作为基本单体的含有全氟烷基的乙烯基单体(b1)聚合,可获得由乙烯基加成聚合形成的低聚物或聚合物(B1-A-1),如果需要还可与具有聚氧化烯链的乙烯基单体(b2)和/或另外的乙烯基单体(b3)共聚。优选由作为基本单体的(b1)和(b2)形成的共聚物。可用作(b1)的是由下述通式(9)表示的化合物,例如:
在上式中,A1表示式为Rf-X-(0E1)m-Q-(CH2)n-(下面简称为G-)的基团,式为G-OCH2-(CHOH)4-P(CHO-G)p-Q-(CH2)n-或式为-C6H5-q(-O-G)q的基团;
A2和A3可相同或不同,各表示氢原子、甲基或式Rf-X-(OE1)m-Q-(CH2)n-的基团或式为R3-X-(OE1)m-Q-(CH2)n-的基团。
在各式中,Rf表示含有3-18个碳原子的全氟烷基。
X表示式-(CH2)r-的基团和式-SO2NR1-E2-的基团或式-CONR2-E2-的基团(其中r表示0或1-4的整数,R1和R2可相同或不同,各表示氢原子或含有1-8个碳原子的烷基,E2表示含有1-8个碳原子的亚烷基)。
E1表示含有2-4个碳原子的亚烷基;m表示0或1-20的整数;Q表示式-OCO的基团,式-O-的基团,或式-NHCO-的基团;n表示0或整数1;p表示0或整数1-4;q表示整数1-5;R3表示含有1-12个碳原子的烷基或酰基。
在通式(9)中,OE1含有一个或多个选自氧化乙烯、氧化丙烯和氧化丁烯的氧化烯基团,当m是2或更大时,OE1基团可相同或不同,而且(OE1)部分可以是无规加成或嵌段加成。Q优选由-OCO-表示的基团,n优选为0。
此外,X优选表示式为-(CH2)r-的基团或式-SO2NR1-E2-的基团,更优选表示式为-(CH2)r-的基团,其中r是整数1-4。
优选地,A2和A3中的至少一个表示式为Rf-X-(OE1)m-Q-(CH2)n-的基团或式为R3-X-(OE1)m-Q-(CH2)n-的基团。此外,优选的是A3表示式为Rf-X-(OE1)m-Q-(CH2)n-的基团或式为R3-X-(OE1)m-Q-(CH2)n-的基团。
用于(B1-A-1)中的(b1)的比例优选5-80%(摩尔),更优选10-70%(摩尔),再优选15-65%(摩尔),最优选35-65%(摩尔),以(b1)、(b2)和(b3)的总摩尔数为基准。
作为(b1)的具体例子,其中可以提到的有下述化合物;
C8F17CH2CH2OCOCH=CH2 (b1-1)
C8F17CH2CH2OCOC(CH3)=CH2 (b1-2)
C8F17SO2N(C3H7)(CH2)2(OC2H4)5OCOCH=CH2 (b1-3)
C8F17CH2CH2OCOCH=CHOCOCH2CH2C8H17 (b1-4)
可用作(b2)的是由下述通式(10)表示的化合物,例如:
在上式中,A4表示式为R4-(OE3)s-Z-(CH2)t-的基团(下面简称为J-),式为J-OCH2-(CHOH)4-p(CHO-J)p-Z-(CH2)t-的基团或式为-C6H5-q(O-J)q的基团;
A5和A6可相同或不同,各表示氢原子、甲基或J-。
在各式中,R4表示氢原子或含有1-12个碳原子的烷基或酰基;
E3表示含有2-4个碳原子的亚烷基;s表示1-200的整数;Z表示式-OCO的基团,式-O-的基团,或式-NHCO-的基团;t表示0或整数1-12;p表示0或整数1-4;q表示整数1-5。
在通式(10)中,OE3含有一个或多个选自氧化乙烯、氧化丙烯和氧化丁烯的氧化烯基团,当s是2或大于2时,OE3基团可相同或不同。但是,优选氧化乙烯(OEt)和氧化丙烯(OPr)基团的混合物,混合比重量比优选为OEt/OPt=8/2-2/8。这时,OEt和OPr的加成方式可以是无规加成或嵌段加成。
另外,s优选2-200,更优选10-180,最优选15-150。
优选地,A5和A6中的至少一个是J-。此外,优选的是A6是J-。
由GPC测得(b2)的MW优选200-9000,更优选300-8000。Z优选式-OCO-的基团。
(b2)的比例优选0或0.1-60%(摩尔),更优选0或10-50%(摩尔),最优选0或15-45%(重量),以(b1)、(b2)和(b3)的总摩尔数为基准。
需要时(B1-A-1)中的,另一种乙烯基单体(b3)可以用作结构单元。
可用作(b3)的是烷基部分含有1-20个碳原子(甲基)丙烯酸烷基酯、含硅的醇与(甲基)丙烯酸的酯、含硫的醇与(甲基)丙烯酸的酯、烯单体、乙酸乙烯酯等。
作为烷基部分含有1-20个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯,其中可以提到的有(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯和(甲基)丙烯酸癸酯等。
作为含硅的醇,其中可以提到的有,用含有3-20个碳原子的羟烷基改性并具有5-10000/25℃运动粘度的聚硅氧烷,和通过加入含有2-4个碳原子的烯化氧进行改性并具有5-10000/25℃运动粘度的聚硅氧烷(加入1-30摩尔)。
作为含硫的醇,其中可以提到的有含有4-16个碳原子的硫二甘醇和烷基硫乙醇。
作为烯单体,其中可以提到的有含有2-20个碳原子的α-烯烃,例如乙烯、丙烯和1-十二烯。
(b3)的比例优选0或0.1-80%(摩尔),更优选0或5-70%(摩尔),再优选0或10-70%(摩尔),最优选0或10-50%(摩尔),以(b1)、(b2)和(b3)的总摩尔数为基准。
使上述单体(一种或多种)进行普通的自由基聚合就能够制成(B1-A-1),聚合方法可选自溶液聚合、本体聚合、悬浮聚合和其他方法。
对聚合引发剂没有特别限制,但是可以包括例如偶氮引发剂、过氧化物引发剂、在每个分子内具有两个或多个过氧化物基团的多官能引发剂和在每个分子内具有一个或多个过氧化物基团和一个或多个可聚合不饱和基团的多官能引发剂。
对于偶氮引发剂,可以提到的有例如偶氮二异丁腈和偶氮二异戊腈。
对于过氧化物引发剂,其中可以提到的有过氧化苯甲酰、二-叔丁基过氧化物、月桂酰过氧化物和二枯基过氧化物。
对于每个分子内具有两个或多个过氧化物基团的多官能引发剂,其中可以提到的有2,2-二(4,4-二-叔丁基过氧环己基)丙烷、1,1-二(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷和二叔丁基过氧六水对苯二酸盐。
作为每个分子内具有一个或多个过氧化物基团和一个或多个可聚合不饱和基团的多官能引发剂,其中可以提到的有二烯丙基过氧化二碳酸酯和叔丁基过氧烯丙基碳酸酯。
对于溶液聚合中用的溶剂没有特别限制,但是可包括任何芳族溶剂(例如甲苯、二甲苯、乙苯等)、酯溶剂(例如乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、酮(例如甲乙酮、丙酮)、极性溶剂(例如二甲基甲酰胺、二甲基亚砜)等。
聚合温度优选70-210℃,更优选75-200℃。对于聚合气氛,优选在基本无氧的条件下聚合,例如在惰性气体如氮气存在下进行,或在含有所用溶剂的蒸汽气氛中进行。
(B1-A-1)的具体例子包括而不局限于下述低聚物:
(1)由C8F17C2H4OH的丙烯酸酯(50%(摩尔))、聚丙二醇的单丙烯酸酯(MW=1750)-EO(30摩尔)加成物(25%(摩尔))和甲基丙烯酸甲酯(25%(摩尔))共聚得到的低聚物(氟含量=15%(重量),MW=30000);
(2)由C8F17C2H4OH的丙烯酸酯(40%(摩尔))、丁醇的丙烯酸酯-PO(20摩尔)/EO(12摩尔)的加成物(40%(摩尔))和甲基丙烯酸甲酯(25%(摩尔))共聚得到的低聚物(氟含量=14%(重量),MW=18600);
(3)由C8F17SO2N(C3H7)C2H4OH的丙烯酸酯-EO(5摩尔)加成物(40%(摩尔))、甲醇的丙烯酸酯-EO(15摩尔)加成物(30%(摩尔))和甲基丙烯酸甲酯(30%(摩尔))共聚得到的低聚物(氟含量=21%(重量),MW=12000);
(4)由C8F17C2H4OH的丙烯酸酯(50%(摩尔))、丁醇的丙烯酸酯-EO(20摩尔)/PO(15摩尔)无规加成物(30%(摩尔))和甲基丙烯酸甲酯(20%(摩尔))共聚得到的低聚物(氟含量=18%(重量),MW=150000);
(5)由C8F17C2H4OH得到的富马酸二酯(25%(摩尔))、丁醇的丙烯酸酯-EO(20摩尔)/PO(20摩尔)无规加成物(40%(摩尔))和甲基丙烯酸甲酯(35%(摩尔))共聚得到的低聚物(氟含量=14%(重量),MW=26700);
(6)由C8F17C2H4OH的丙烯酸酯(35%(摩尔))、由丁醇得到的富马酸单酯-EO(20摩尔)/PO(15摩尔)无规加成物(35%(摩尔))和甲基丙烯酸甲酯(30%(摩尔))共聚得到的低聚物(氟含量=13%(重量),MW=21300)。
由缩聚得到的低聚物或聚合物(B1-A2)是通过分子内的酯键或酰胺键聚合得到的聚合物。
通过酯键聚合得到的聚合物是例如通过羧酸与醇的直接酯化或羧酸酯与醇之间的酯交换得到的。由此,例如,使具有Rf基团的一元醇或多元醇与一元、二元或三元羧酸和/或由其得到的酯化产物的缩聚获得这种聚合物,由具有Rf基团的单-或多元羧酸和/或由其得到的酯化产物与一元醇或多元醇的缩聚获得这种聚合物,或由具有Rf基团的一元醇或多元醇和如果需要还有另外的一元醇或多元醇与具有Rf基团的单羧酸或多羧酸和如果需要还有另外的单羧酸、二羧酸或三羧酸和/或由其得到的酯化产物的缩聚获得这种聚合物。
可用作具有Rf基团的一元醇或多元醇是其中的Rf基团含有1-18个碳原子的醇,例如C2F5CH2OH、C4F9CH2CH2OH、C8F17CH2CH2OH、C8F17SO2N(C3H7)CH2CH2OH、C8F17CH(OH)CH2OH和C8F17OCH2CH(OH)CH2OH和由这些醇得到的烯化氧(含有2-4个碳原子)加成物(加入的摩尔数是1-20),还有由含Rf的环氧化合物与羧酸反应得到的含羟基的Rf化合物。
其他可用作一元醇或多元醇的是分子内具有一个或多元羟基的化合物,如上面(A)所述的例子,和由其形成的烯化氧(例如EO、PO、BO)加成物(加入1-50摩尔)(例如亚烷基醚二醇(例如二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、MW=200-1000的聚乙二醇、MW=200-1000的聚丙二醇、MW=200-1000的聚丁二醇))。
当加入两种或多种烯化氧时,加成方式可以是无规加成或嵌段加成。
可用作具有Rf基团的单羧酸或多元羧酸是其Rf基团含有1-18个碳原子的羧酸,例如CF3COOH、C3F7COOH、C7F15COOH、C8F17COOH、C8F17CH(COOH)CH2COOH和HOOCCH2C8F16CH2COOH。
其他可用作单羧酸、二羧酸或三羧酸的是含有1-18个碳原子的单羧酸、含有2-20个碳原子的脂肪二羧酸、含有6-20个碳原子的脂环二羧酸和含有6-20个碳原子的芳香二羧酸和这些羧酸的酸酐和苯偏三酸酐等。
作为含有1-18个碳原子的单羧酸,其中可以提到的有饱和的直链羧酸,例如乙酸、丁酸、月桂酸和硬脂酸,饱和的支链羧酸,例如2-乙基己酸和异硬脂酸,不饱和的羧酸,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、油酸和亚油酸。
作为含有2-20个碳原子的脂肪二羧酸,其中可以提到的有马来酸、富马酸、丁二酸、十二烷基丁二酸、己二酸、癸二酸、丙二酸、壬二酸、甲基富马酸、柠康酸和戊烯二酸。
作为含有6-20个碳原子的脂环二羧酸,其中可以提到的有环己基二羧酸和甲基苜蓿酸。
作为含有6-20个碳原子的芳香二羧酸,其中可以提到的有邻苯二酸、间苯二酸、对苯二酸、甲苯二酸和萘二酸。
由例如烷基(含有1-4个碳原子)酯例如甲酯和丁酯得到的酯化产物也能够用于酯交换反应中。
羧酸与醇的比例优选0.6-1.6,更优选0.7-1.5,再优选0.8-1.4,以羟基当量/羧基当量比表示。
反应在催化剂存在下,优选在150-300℃,更优选170-280℃下进行。该反应也能够在常压或减压或加压下进行。
可用作催化剂的是通常用来制备聚酯的催化剂,例如金属(例如锡、钛、锑、锰、镍、锌、铅、铁、镁、钙、锗等),含有这些金属的化合物(例如氧化二丁锡、正-二丁基钛酸盐、四丁基钛酸盐、乙酸锌、乙酸铅、乙酸钴、乙酸钠、三氧化锑等)、硫酸、盐酸和有机酸(对-甲苯磺酸、甲磺酸等)。
通过酰胺键聚合得到的聚合物可由例如具有Rf基团的单羧酸和如果需要,其他单羧酸、二羧酸或三羧酸与单胺或多胺缩聚,或单羧酸、二羧酸或三羧酸与具有Rf基团的单胺或多胺缩聚制得。
可用作具有Rf基团的单羧酸和其他的单羧酸、二羧酸或三羧酸与上述相同。
可用作具有Rf基团的单胺或多胺的是具有含1-18个碳原子的Rf基团的胺例如C4F9CH2CH2CH2NH2、C8F17CH2CH2CH2NH2、C8F17CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NH2、C8F17CH2CH2CH2N(CH2CH2CH2NH2)2、C4F9CH2CH2OCH2CH2CH2NH2、C8F17CH2CH2OCH2CH2CH2NH2、C8F17CH2CH2OCH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NH2和C8F17CH2CH2OCH2CH2CH2N(CH2CH2CH2NH2)2。
可用作单胺或多胺的是含有1-12个碳原子的脂族烷基胺、含有2-12个碳原子的亚烷基二胺、由聚亚烷基二醇得到的二胺、含有6-20个碳原子的脂环胺和含有6-20个碳原子的芳香胺。
作为含有1-12个碳原子的脂肪烷基胺,其中可以提到的有乙胺、丙胺、辛胺和月桂胺。
作为含有2-12个碳原子的亚烷基二胺,其中可以提到的有乙二胺、丙二胺、三亚甲基二胺、丁二胺和己二胺。
作为由聚亚烷基二醇得到的二胺,其中可以提到的有聚乙二醇(MW=400)、二氨基丙基醚和聚丙二醇的二氨基丙基醚(MW=1750)-EO(30摩尔)加成物。
作为含有6-20个碳原子的脂环胺,其中可以提到的有环己基胺、1,3-二氨基环己烷、异佛尔酮二胺、萜烷二胺和4,4’-亚甲基二环己基二胺(二苯氨基甲烷)。
作为含有6-20个碳原子的芳香胺,其中可以提到的有苯胺、1,2-、1,3-或1,4-苯二胺、2,4’-或4,4’-二苯基甲二胺、二氨基二苯基砜、二氨基联苯、硫代二苯胺、二(3,4-二氨基苯基)砜、2,6-二氨基吡啶、间-氨基苄胺、三苯基甲烷-4,4’,4”-三胺和萘二胺。
羧酸与胺的比例优选0.6-1.6,更优选0.7-1.5,最优选在0.8-1.4,以氨基当量/羧基当量比表示。
反应在催化剂存在下,优选在140-250℃,更优选180-230℃下进行。该反应也可在常压或减压或加压下进行。可用作催化剂的与上述用于制备聚酯的相同。
通过酯键和酰胺键聚合得到的聚合物能够例如通过具有Rf基团的单羧酸和,如果需要,另外的单-、二-或三羧酸与一元醇或多元醇与单-或多胺缩聚获得,或由单-、二-或三羧酸与一元醇或多元醇与具有Rf基团的单-或多胺的缩聚获得,或由单-、二-或三羧酸与具有Rf基团的一元醇或多元醇与单-或多胺的缩聚获得。
可用作具有Rf基团的单羧酸、其他单-、二-或三羧酸、一元醇或多元醇、单胺或多胺、具有Rf基团的单胺或多胺和具有Rf基团的一元醇或多元醇与上述相同。
羧酸、醇与胺的比例优选0.6-1.6,更优选0.7-1.5,最优选0.8-1.4,以(羟基当量+氨基当量)/羧基当量比表示。羟基与氨基当量比通常在羟基当量∶氨基当量=100∶0-0∶100范围内,优选100∶0或0∶100或在90∶10-10∶90的范围内,更优选100∶0或0∶100或在80∶20-20∶80范围内。
反应在催化剂存在下,优选在140-250℃,更优选在180-230℃下进行。该反应也可在常压或减压或加压下进行。可用作催化剂的与上述用于制备聚酯的相同。
(B1-A-2)的具体例子包括但不局限于下述低聚物:
(1)C8F17COOH(30%(摩尔))、己二酸(30%(摩尔))和三羟甲基丙烷-PO(10摩尔)-EO(10摩尔)加成物(40%(摩尔))的酯低聚物(氟含量=15%(重量),MW=12600);
(2)苯偏三酸酐(24%(摩尔))、己二酸(12%(摩尔))、C8F17CH2CH2OH(29%(摩尔))和己二醇-PO(10摩尔)-EO(12摩尔)加成物(35%(摩尔))的酯低聚物(氟含量=15%(重量),MW=10500);
(3)C8F17COOH(28%(摩尔))、己二酸(33%(摩尔))、三羟甲基丙烷-PO(10摩尔)-EO(10摩尔)加成物(28%(摩尔))和辛胺(11%(摩尔))的酯-酰胺低聚物(氟含量=18%(重量),MW=9200);
(4)由己二酸与下述化学式(11)表示的化合物以1∶2摩尔比(17%(摩尔))反应得到的含有羟基的Rf化合物、聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物(10%(摩尔))、聚乙二醇(MW=400,23%(摩尔))和己二酸二甲酯(50%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=18%(重量),MW=13500)。
(5)由偏苯三酸三甲酯(43%(摩尔))、C8F17CH2CH2OH(31%(摩尔))、聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物(19%(摩尔))、聚乙二醇(MW=400,19%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=14%(重量),MW=12500)。
(6)由C8F17CH2CH2OH(43%(摩尔))、己二酸二甲酯(43%(摩尔))和三羟甲基丙烷-PO(68摩尔)-EO(10摩尔)嵌段加成物(14%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=16%(重量),MW=6200)。
(7)由1,2-二缩水甘油乙烷与C8F17CO2H以1∶2摩尔比(17%(摩尔))反应得到的含有羟基的Rf化合物、聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物(17%(摩尔))、聚乙二醇(MW=400,17%(摩尔))和己二酸二甲酯(49%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=15%(重量),MW=18100)。
(8)C8F17CH2CH2CH=CHCH(COOH)CH2COOH(37.5%(摩尔))、聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物(50%(摩尔))与C8F17CH2CH2OH(12.5%(摩尔))的酯化产物(氟含量=11%(重量),MW=11500)。
(9)C8F17CH(OH)CH2OH(25%(摩尔))、聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物(15%(摩尔))、聚乙二醇(MW=400,10%(摩尔))与己二酸二甲酯(50%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=14%(重量),MW=15400)。
(10)由通过2-乙基己醇-PO(10摩尔)加成物的钾盐与表氯醇反应得到的缩水甘油醚与己二酸以2∶1摩尔比反应得到的酯化合物(25%(摩尔))、使上述化学式(11)表示的化合物与己二酸以2∶1摩尔比反应得到的含有羟基的Rf化合物(25%(摩尔))和己二酸二甲酯(50%(摩尔))(氟含量=26%(重量),MW=17500)。
(11)由使下述化学式(12)表示的化合物与己二酸以2∶1摩尔比反应得到的含有羟基的Rf化合物(17%(摩尔))、聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物(10%(摩尔))、聚乙二醇(MW=400,23%(摩尔))和己二酸二甲酯(50%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=19%(重量),MW=16700);
(12)由通过丁醇-PO(15摩尔)-EO(10摩尔)嵌段加成物钠盐或钾盐与表氯醇反应得到的缩水甘油醚与己二酸以2∶1摩尔比反应得到的酯化合物(16.7%(摩尔))、C8F17CH(OH)CH2OH(33.3%(摩尔))和己二酸二甲酯(50%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=15%(重量),MW=10800)。
作为由加聚反应得到的低聚物或聚合物(B1-A-3),可以提到的有通过具有Rf基团的单或多元醇如果需要还有另外的单或多元醇与单或多异氰酸酯的加成反应得到的氨基甲酸乙酯类型。
可用作具有Rf基团的单或多元醇和其他的单或多元醇与上述相同。
可用作单或多异氰酸酯的是通常用来制备聚氨酯的。如含有4-20个碳原子的芳香异氰酸酯、脂肪异氰酸酯、脂环异氰酸酯和芳代脂肪多异氰酸酯(不含NCO碳原子(一个或多个))。
作为芳香异氰酸酯的具体例子,可以提到的有苯基异氰酸酯、1,3-或1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-或2,6-甲苯基二异氰酸酯(TDI)、粗TDI、2,
4’-或4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、粗MDI、1,5-亚萘基二异氰酸酯、4,4’,4”-三苯基-甲烷三异氰酸酯、间-或对-异氰酰基苯基磺酰基异氰酸酯等。
作为脂肪异氰酸酯的具体例子,可以提到的有乙基异氰酸酯、亚乙基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、十二亚烷基二异氰酸酯、1,6,11-十一烷基三异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、2,6-二异氰酰基甲基己酸酯、二(2-异氰酰基乙基)延胡索酸酯、二(2-异氰酰基乙基)碳酸酯、2-异氰酰基乙基2,6-二异氰酰基己酸酯等。
作为脂环异氰酸酯的具体例子,可以提到的有环己基异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(氢化MDI)、亚环己基二异氰酸酯、甲基亚环己基二异氰酸酯(氢化TDI)、二(2-异氰酰基乙基)-4-环己烯-1,2-二羧酸酯、2,5-或2,6-降冰片烷二异氰酸酯等。
作为芳代脂肪异氰酸酯的具体例子,可以提到的有苄基异氰酸酯、间-或对-亚二甲苯二异氰酸酯、α,α,α’,α’-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯等。
异氰酸酯与醇的比例通常为0.6-1.6,优选0.7-1.5,更优选0.8-1.4,以羟基当量/异氰酸酯当量比表示。
反应温度可以与通常制备聚氨酯的反应所采用的温度相同。因此,当使用溶剂时,它通常为20-100C,当不用溶剂时,它通常为20-220℃,优选50-200℃。
为了加快反应,必要时可以使用通常用于制备聚氨酯的催化剂(例如胺催化剂如三乙胺、N-乙基吗啉和三亚乙基二胺,锡催化剂例如月桂酸三甲基锡和二月桂酸二丁基锡)。
(B1-A-3)的具体例子包括但不局限于下述低聚物:
(1)C8F17CH2CH2OH(27%(摩尔))、4,4’,4”-三苯基甲烷三异氰酸酯(27%(摩尔))、丁醇-PO(20摩尔)-EO(12摩尔)加成物(27%(摩尔))和聚乙二醇(MW=600)(19%(摩尔))的氨基甲酸乙酯低聚物(氟含量=11%(重量),MW=9000)。
(2)C8F17CH2CH2OH(22%(摩尔))、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)(44%(摩尔))、己二醇-PO(10摩尔)-EO(12摩尔)加成物(34%(摩尔))的氨基甲酸乙酯低聚物(氟含量=12%(重量),MW=5600)。
(3)由己二酸与上述化学式(11)表示的化合物以1∶2摩尔比反应得到的含有羟基的Rf化合物(25%(摩尔))、异佛尔酮二异氰酸酯(50%(摩尔))、聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物(20%(摩尔))和聚乙二醇(MW=400,5%(摩尔))的氨基甲酸乙酯低聚物(氟含量=18%(重量),MW=28600)。
(4)C8F17CH2CH2OH(43%(摩尔))、异佛尔酮二异氰酸酯(43%(摩尔))和三羟甲基丙烷-PO(68摩尔)-EO(10摩尔)嵌段加成物(14%(摩尔))的氨基甲酸乙酯低聚物(氟含量=15%(重量),MW=6600)。
(5)C8F17CH2CH2OH(40%(摩尔))、异佛尔酮二异氰酸酯(40%(摩尔))和由聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物与己二酸二甲酯以7∶6摩尔比反应得到的聚酯二醇(20%(摩尔),MW=11600)的氨基甲酸乙酯低聚物(氟含量=5%(重量),MW=24300)。
其中可用作由开环聚合形成的醚低聚物或聚合物(B1-A-4)的是具有由环氧化合物和/或具有Rf基团的环氧化合物与具有Rf基团的单或多元醇的开环加成聚合形成的结构的聚合物、由具有Rf基团的环氧化合物和,如果需要,没有Rf基团的环氧化合物与单或多元醇的开环加成聚合形成的结构的聚合物。
(B1-A-4)可由环氧化合物和/或具有Rf基团的环氧化合物与具有Rf基团的单或多元醇的开环加成聚合,或由具有Rf基团的环氧化合物和,如果需要,没有Rf基团的环氧化合物与单或多元醇的开环加成聚合制成。
可用作单或多元醇(没有Rf的醇)和具有Rf基团的单或多元醇与上述相同。
作为具有Rf基团的环氧化合物,其中可以提到的有含有2-20个碳原子的烯化氧,例如四氟氧化乙烯、六氟氧化丙稀、八氟氧化丁烯和全氟氧化十八烯和这些分子的部分氟原子(1-10氟原子)被一个或多个氢原子取代得到的含氟化合物和含有全氟烷基的缩水甘油醚和由下述式(13)表示的含氟化合物(例如由上述化学式(11)表示的化合物):
(w是0或整数1-4)。
作为环氧化合物(没有Rf基团的环氧化合物),可以提到的有EO、PO、BO和缩水甘油醚(一元醇或其烯化氧加成物与表氯醇反应得到的化合物)等。
环氧化合物与醇的加成可以常规方式实施,以一步或多步在催化剂或没有催化剂存在下(碱性催化剂例如氢氧化钾或氢氧化钠,胺催化剂例如三乙胺、N, N-二甲基丙胺、N-甲基吡咯烷和苄基二甲胺,酸催化剂例如三苯基膦),在常压和加压下进行。在加入两种或多种环氧化物时,其加成方式可以是无规加成或嵌段加成。加入的环氧化物的摩尔数优选5-200。
(B1-A-4)的具体例子包括但不局限于下述低聚物:
(1)聚丙二醇(MW=1200)(1.4%(摩尔))、EO(52.8%(摩尔))、PO(41.7%(摩尔))和上述化学式(11)表示的化合物(4.1%(摩尔))的开环聚合产物(氟含量=16%(重量),MW=6000)。
(2)C8F17CH2CH2OH(1.5%(摩尔))、EO(44.8%(摩尔))、PO(49.2%(摩尔))和上述化学式(11)表示的化合物(4.5%(摩尔))的开环聚合产物(氟含量=25%(重量),MW=5100)。
(3)EO(8摩尔)-PO(50摩尔)-EO(8摩尔)嵌段加成物(14.3%(摩尔))和和上述化学式(12)表示的化合物(85.7%(摩尔))的开环聚合产物(氟含量=29%(重量),MW=6700)。
(4)C8F17CH2CH2OH(2.4%(摩尔))、EO(48.8%(摩尔))、PO(36.6%(摩尔))和上述化学式(12)表示的化合物(12.2%(摩尔))的开环聚合产物(氟含量=34%(重量),MW=4800)。
对(B1-A)的含量没有特别限制但从本发明目的的角度考虑,优选0.001-1.0%(重量),更优选0.004-0.8%(重量),以配制后的纺丝油剂的总重量为基准。
可用作聚硅氧烷油(B1-B)的聚二甲基硅氧烷油,其25℃运动粘度为5-1000000cSt以及经过氨基改性、聚亚烷基二醇改性、羧酸改性、环氧改性、甲醇改性和/或烷基(不是甲基)改性或类似改性的硅氧烷油等。
下面描述调节剂(B1-C)。
(B1-C)是这样的添加剂,它通过阻止(B1-A)和(B1-B)的热分解,从而阻止油的表面张力随时间延长而增大,并保持表面张力在低水平,和通过控制其分解,从而控制油在一定范围内加热后的运动粘度(即,阻止表面张力增大的添加剂和控制运动粘度的添加剂),它优选是分子内具有能捕获自由基的官能团的化合物。
作为能捕获自由基的官能团,其中能够提到的有受阻的羟基苯基、氨基、受阻的氨基烷基、硫醚基团和磷酸酯的基团,而且可使用分子内含有这些官能团的化合物。
优选的是每个分子内存在1-6个、更优选2-4个捕获自由基的基团。
(B1-C)由GPC测得的MW优选200-3000,更优选400-2000,当MW处于该范围内时,与(A)、(B1-A)和(B1-B)的相容性就会变得更好。此外,分子内可以存在两个或多个不同的捕获自由基的官能团,或可以使用两种或多种(B1-C)。
(B1-C)的具体例子包括但不局限于下述物质:
(1)受阻的酚调节剂:
三亚乙基二醇
二〔3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯〕
1,6-己二醇
二〔3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯〕
季戊四醇
四〔3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酯〕
十八烷基3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酯
1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯
2,4-二-叔丁基苯基-3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲酸酯等。
(2)胺和受阻胺调节剂:
辛基化二苯胺,
2-(5-甲基-2-羟基苯基)苯并三唑,
二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯等。
(3)硫醚调节剂:
二月桂基3,3’-硫代二丙酸酯
硫化二〔2-甲基-4-(3-月桂基硫代丙酸基)-5-丁基苯基〕
四〔亚甲基-3-(月桂基硫代)丙酸基〕-甲烷等。
(4)磷酸酯调节剂:
4,4’-异亚丙基-二月桂基苯基亚磷酸酯,
三(壬基苯基)亚磷酸酯,二苯基亚磷酸单癸酯,
三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯等,和
(5)含有两种或多种不同官能团的调节剂:
2,4-二(正辛基硫代)-6-(4-羟基-3,5-二-叔丁基-苯胺基)-1,3,5-三嗪,2,2-硫代二亚乙基二〔3-(3,6-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯〕,N,N’-六亚甲基二(3,5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰胺(hydrocinnamide)),二乙基3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基膦酸酯,二(乙基3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基膦酸酯)钙,三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯,2,4-二〔(辛基硫代)甲基〕-邻-甲酚,N,N’-二〔3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基〕肼,二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)2-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)-2-正丁基丙二酸酯,三月桂基三硫代亚磷酸酯等。
使用(B1-C)时,其用量没有特别限制,但是为了达到本发明的目的,优选0.001-1%(重量),更优选0.004-0.8%(重量),以混合后的纺丝油剂总重量为基准。
(B1)优选包含含Rf的化合物(B1-A),更优选包含(B1-A)和调节剂(B1-C)。
(B)可以包含组分(B2),而不是B1。
作为(B2),可以提到的有通常用于常规纺丝油剂中的乳化剂(例如非离子表面活性剂如高级醇-EO加成物和高级脂肪酸-EO加成物)、抗静电剂(例如阳离子、阴离子、两性表面活性剂等)等。
当使用(B2)时,其用量优选0.001-20%(重量),更优选0.005-15%(重量),再优选0.01-12%(重量),以纺丝油剂的总重量为基准。
在本发明合成纤维的纺丝油剂中,可使用任何其他的任选组分,除非它会损害本发明的目的。
其中所述的任选组分包括但不具体局限于(A)以外的润滑剂(例如矿物油、脂肪酸酯的油等)、极限压力添加剂、防锈剂、抗氧剂和其他功能的添加剂。
当使用所述的任选组分时,其加入量优选0.001-20%(重量),以纺丝油剂的总重量为基准。
混合(A)和(B)的方法没有特别限制,可采用本行业内已知的任何方法。例如,包括向装有搅拌叶片的混合容器中加入预定量(A)和(B),再加热,搅拌并均匀化的方法。
本发明还涉及一种处理热塑性合成纤维的方法,它包括向热塑性合成纤维施加上述纺丝油剂,并使之进行假捻加工。
热塑性合成纤维熔融纺丝之后,立刻应用本发明提供的合成纤维纺丝油剂,或以水溶液或水乳液的形的纺丝油剂来润滑纱线。
用作水溶液或水性乳液时,其浓度在0.5-20%(重量)间任意范围内,优选5.0-15.0%(重量),以水溶液或水性乳液的重量为基准。
对纺丝油剂的喂入方法没有特别限制,但是可以包括例如从喷口计量注油、用辊子上油或它们的组合。
纺丝油剂的上油率为0.1-1.5%(重量),优选0.2-0.6%(重量),作为有效成分(水以外的油成分),以卷绕后的纤维重量为基准。
作为可施加油的纤维,可以提到的有热塑性合成纤维,例如聚酯、聚酰胺和聚丙烯纤维。所述油特别适用于要进行假捻加工的聚酯或尼龙长丝的纺丝油剂。
本发明的纺丝油剂适用于上述热塑性纤维在纺丝步骤中上油,然后进行假捻加工。所述油尤其适用于所谓的部分取向丝一拉伸变形纱(POY-DTY),即部分取向丝(POY)的拉伸假捻加工变形(DTY)工序。
本发明的最佳实施方式
下面的实施例可进一步说明本发明。但是,它们不限制本发明的范围。除非另有说明,下述“份数”和“%”分别指“份数(重量)”和“%(重量)”。
实施例1-48
采用基础油,即下述的聚醚润滑剂(A)和如表1-5所示的配制物的其他组分(B)制备了本发明的纺丝油剂1-51(实施例1-51)和对比例1-14的纺丝油剂(对比例1-14),并评价了下列性能。结果如表1-5所示。
220℃加热1小时后的表面张力(mN/m);
400℃加热24小时后加热的残留物(%);
纺丝油剂制成后在25℃时的运动粘度(V1)与其220℃加热12小时后在25℃时的粘度(V2)之比(V2/V1)。
基础油:
丁醇-EO/PO无规加成物 60份
(EO/PO=50/50%(重量),MW=1800)
月桂基醇-PO-EO嵌段加成物 20份
(EO/PO=40/60%(重量),MW=1400)
丙二醇-EO/PO无规加成物 10份
(EO/PO=50/50%(重量),MW=6000)
月桂酸-EO(10摩尔)加成物 10份
其他组分:
(B1-Aa)
由C8F17C2H4OH的丙烯酸酯(50%(摩尔))、聚丙二醇(MW=1750)-EO(30摩尔)加成物的单丙烯酸酯(25%(摩尔))和甲基丙烯酸甲酯(25%(摩尔))共聚得到的低聚物(氟含量=15%(重量),MW=30000)。
(B1-Ab)
由C8F17C2H4OH的丙烯酸酯(40%(摩尔))、丁醇-PO(20摩尔)-EO(12摩尔)加成物的丙烯酸酯(40%(摩尔))和甲基丙烯酸甲酯(20%(摩尔))共聚得到的低聚物(氟含量=14%(重量),MW=18600)。
(B1-Ac)
由C8F77SO2N(C3H7)C2H4OH-EO(5摩尔)加成物的丙烯酸酯(40%(摩尔))、甲醇-EO(15摩尔)加成物的丙烯酸酯(30%(摩尔))和甲基丙烯酸甲酯(30%(摩尔))共聚得到的低聚物(氟含量=21%(重量),MW=12000)。
(B1-Ad)
由C8F17C2H4OH的丙烯酸酯(50%(摩尔))、丁醇-EO(20摩尔)/PO(15摩尔)无规加成物的丙烯酸酯(30%(摩尔))和甲基丙烯酸甲酯(20%(摩尔))共聚得到的聚合物(氟含量=18%(重量),MW=150000)。
(B1-Ae)
由C8F17C2H4OH的富马酸二酯(25%(摩尔))、丁醇-EO(20摩尔)/PO(20摩尔)无规加成物的丙烯酸酯(40%(摩尔))和甲基丙烯酸甲酯(35%(摩尔))共聚得到的聚合物(氟含量=14%(重量),MW=26700)。
(B1-Af)
由C8F17C2H4OH的丙烯酸酯(35%(摩尔))、丁醇-EO(20摩尔)/PO(15摩尔)无规加成物的富马酸单酯(35%(摩尔))和甲基丙烯酸甲酯(30%(摩尔))共聚得到的聚合物(氟含量=13%(重量),MW=21300)。
(B1-Ag)
C8F17COOH(30%(摩尔))、己二酸(30%(摩尔))和三羟甲基丙烷-PO(10摩尔)-EO(10摩尔)的加成物(40%(摩尔))的酯低聚物(氟含量=15%(重量),MW=12600)。
(B1-Ah)
苯偏三酸酐(24%(摩尔))、己二酸(12%(摩尔))、C8F17CH2CH2OH(29%(摩尔))和己二醇-PO(10摩尔)-EO(12摩尔)的加成物(35%(摩尔))的酯低聚物(氟含量=15%(重量),MW=10500)。
(B1-Ai)
C8F17COOH(28%(摩尔))、己二酸(33%(摩尔))和三羟甲基丙烷-PO(10摩尔)-EO(10摩尔)的加成物(28%(摩尔))和辛胺(11%(摩尔))的酯酰胺低聚物(氟含量=18%(重量),MW=9200)。
(B1-Aj)
己二酸与上述化学式(11)表示的化合物以1∶2摩尔比反应得到的含羟基的Rf化合物(17%(摩尔))、聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物(10%(摩尔))、聚乙二醇(MW=400,23%(摩尔))和己二酸二甲酯(50%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=18%(重量),MW=13500)。
(B1-Ak)
偏苯三酸三甲酯(43%(摩尔))、C8F17CH2CH2OH(31%(摩尔))、聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物(19%(摩尔))、聚乙二醇(MW=400,19%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=14%(重量),MW=12500)。
(B1-Al)
C8F17CH2CH2OH(43%(摩尔))、己二酸二甲酯(43%(摩尔))和三羟甲基丙烷-PO(68摩尔)-EO(10摩尔)的嵌段加成物(14%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=16%(重量),MW=6200)。
(B1-Am)
1,2-二缩水甘油乙烷与C8F17CO2H以1∶2摩尔比反应得到的含有羟基的Rf化合物(17%(摩尔))、聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物(17%(摩尔))、聚乙二醇(MW=400,17%(摩尔))和己二酸二甲酯(49%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=15%(重量),MW=18100)。
(B1-An)
C8F17CH2CH2CH=CHCH(COOH)CH2COOH(37.5摩尔)、聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物(50%(摩尔))和C8F17CH2CH2OH(12.5%(摩尔))的酯化产物(氟含量=11%(重量),MW=11500)。
(B1-Ao)
C8F17CH(OH)CH2OH(25%(摩尔))、丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物(15%(摩尔))、聚乙二醇(MW=400,10%(摩尔))和己二酸二甲酯(50%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=14%(重量),MW=15400)。
(B1-Ap)
由通过2-乙基己醇-PO(10摩尔)加成物的钾盐与表氯醇反应得到的缩水甘油醚,与己二酸以2∶1摩尔比反应得到的酯化产物(25%(摩尔))、由上述化学式(11)表示的化合物与己二酸以2∶1摩尔比反应得到的含有羟基的Rf化合物(25%(摩尔))和己二酸二甲酯(50%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=26%(重量),MW=17500)。
(B1-Aq)
由上述化学式(12)表示的化合物与己二酸以2∶1摩尔比反应得到的含有羟基的Rf化合物(17%(摩尔))、聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物(10%(摩尔))、聚乙二醇(MW=400,23%(摩尔))和己二酸二甲酯(50%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=19%(重量),MW=16700)。
(B1-Ar)
由通过丁醇-PO(15摩尔)-EO(10摩尔)嵌段加成物的钾盐与表氯醇反应得到的缩水甘油醚与己二酸以2∶1摩尔比反应得到的酯化产物(16.7%(摩尔))、C8F17CH(OH)CH2OH(33.3%(摩尔))和己二酸二甲酯(50%(摩尔))进行酯交换得到的酯低聚物(氟含量=15%(重量),MW=10800)。
(B1-As)
C8F17CH2CH2OH(27%(摩尔))、4,4’,4”-三苯基甲烷三异氰酸酯(27%(摩尔))、丁醇-PO(20摩尔)-EO(12摩尔)加成物(27%(摩尔))和聚乙二醇(MW=600)(19%(摩尔))的氨基甲酸乙酯低聚物(氟含量=11%(重量),MW=9000)。
(B1-At)
C8F17CH2CH2OH(22%(摩尔))、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI,44%(摩尔))和己二醇-PO(10摩尔)-EO(12摩尔)加成物(34%(摩尔))的氨基甲酸乙酯低聚物(氟含量=12%(重量),MW=5600)。
(B1-Au)
己二酸与上述化学式(11)表示的化合物以1∶2摩尔比反应得到的含有羟基的Rf化合物(25%(摩尔))、异佛尔酮二异氰酸酯(50%(摩尔))、聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物(20%(摩尔))、聚乙二醇(MW=400,5%(摩尔))的氨基甲酸乙酯低聚物(氟含量=18%(重量),MW=28600)。
(B1-Av)
C8F17CH2CH2OH(43%(摩尔))、异佛尔酮二异氰酸酯(43%(摩尔))和三羟甲基丙烷-PO(68摩尔)-EO(10摩尔)嵌段加成物(14%(摩尔))的氨基甲酸乙酯低聚物(氟含量=15%(重量),MW=6600)。
(B1-Aw)
C8F17CH2CH2OH(40%(摩尔))、异佛尔酮二异氰酸酯(40%(摩尔))和聚丙二醇(MW=1700)-环氧乙烷(16摩尔)加成物与己二酸二甲酯以3∶2的摩尔比反应得到的聚酯二醇(MW=7400)(20%(摩尔))的氨基甲酸乙酯低聚物(氟含量=7%(重量),MW=15000)。
(B1-Ax)
聚丙二醇(MW=1200,1.4%(摩尔))、EO(52.8%(摩尔))、PO(41.7%(摩尔))和上述化学式(11)表示的化合物(4.1%(摩尔))的开环聚合产物(氟含量=16%(重量),MW=6000)。
(B1-Ay)
C8F17CH2CH2OH(1.5%(摩尔))、EO(44.8%(摩尔))、PO(49.2%(摩尔))和上述化学式(11)表示的化合物(4.5%(摩尔))的开环聚合产物(氟含量=25%(重量),MW=5100)。
(B1-Az)
EO(8摩尔)-PO(50摩尔)-EO(8摩尔)的嵌段加成物(14.3%(摩尔))和上述化学式(12)表示的化合物(85.7%(摩尔))的开环聚合产物(氟含量=29%(重量),MW=6700)。
(B1-Aaa)
C8F17CH2CH2OH(2.4%(摩尔))、EO(48.8%(摩尔))、PO(36.6%(摩尔))和上述化学式(12)表示的化合物(12.2%(摩尔))的开环聚合产物(氟含量=34%(重量),MW=5000)。
(B1-Aab)
C8F17C2H4OH丙烯酸酯(35%(摩尔))、丁醇-EO(15摩尔)加成物的丙烯酸酯(15%(摩尔))和甲基丙烯酸甲酯(50%(摩尔))共聚得到的低聚物(氟含量=31%(重量),MW=45600)。
(B1-Aac)
C8F17C2H4OH丙烯酸酯(65%(摩尔))、丁醇-PO(100摩尔)-EO(50摩尔)加成物的丙烯酸酯(35%(摩尔)共聚得到的低聚物(氟含量=7%(重量),MW=18000)。
(B1-Aad)
C8F17C2H4OH丙烯酸酯(50%(摩尔))、丁醇-PO(15摩尔)-EO(20摩尔)加成物的丙烯酸酯(30%(摩尔)和甲基丙烯酸甲酯(20%(摩尔))共聚得到的低聚物(氟含量=18%(重量),MW=500,000)。
(B1-Ca)
1,6-己二醇
二〔3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯〕;
(B1-Cb)
三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯;
(B1-Cc)
硫化二〔2-甲基-4-(3-月桂基硫代丙酸基)-5-丁基苯基〕
(B1-Cd)
三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸盐;
(B2-a)
含有14-16个碳原子的烷基磺酸的钠盐(MW=314);
(B2-b)
异硬脂醇-EO(5摩尔)加成物的磷酸钾盐(MW=872);
(B-2c)
辛基磷酸辛基三甲基铵(MW=382);
(B-2d)
邻苯二甲酸三乙基甲基铵(MW=397);
(对比组分a)
全氟辛基磺酸钾K盐(氟含量=60%(重量),MW=538);
(对比组分b)
N-全氟辛基磺酰基-N-氨基丙基乙醇-EO(10摩尔)的加成物(氟含量=32%(重量),MW=1025);
(对比组分c)
N-全氟辛基磺酰基-N-氨基丙基乙醇-EO(20摩尔)的加成物(氟含量=22%(重量),MW=1465);
(对比组分d)
聚亚烷基二醇-改性的聚二甲基硅氧烷(MW=15000)。
表1
实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
基础油 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
B1-Aa | 0.2 | 0.2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
B1-Ab | - | - | 0.2 | 0.2 | - | - | - | - | - | - | - | - |
B1-Ac | - | - | - | - | 0.2 | 0.2 | - | - | - | - | - | - |
B1-Ad | - | - | - | - | - | - | 0.2 | 0.8 | 0.8 | - | - | - |
B1-Ae | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - | - |
B1-Af | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | 0.1 |
B1-Ca | 0.2 | 0.5 | - | - | - | - | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.2 | - | - |
B1-Cb | - | - | 0.2 | 0.2 | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - |
B1-Cc | - | - | - | - | 0.2 | 0.2 | - | - | - | - | - | - |
B1-Cd | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
B2-a | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.8 | 0.3 | 0.7 | 0.3 | 0.3 | 0.8 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
B2-b | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.5 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
(1)表面张力(mN/m) | 13.8 | 13.2 | 14.0 | 14.1 | 14.3 | 14.4 | 14.5 | 13.2 | 14.2 | 13.9 | 14.1 | 21.5 |
(2)加热时的残留物(%) | 0.08 | 0.07 | 0.08 | 0.24 | 0.07 | 0.20 | 0.07 | 0.06 | 0.23 | 0.07 | 0.07 | 0.06 |
(3)V2/V1 | 17 | 0.9 | 19 | 21 | 16 | 16 | 40 | 48 | 24 | 57 | 20 | 6 |
表2
实施例 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
基础油 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
B1-Ag | 0.2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
B1-Ah | - | 0.2 | 0.2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
B1-Ai | - | - | - | 0.2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
B1-Aj | - | - | - | - | 0.2 | 0.2 | - | - | - | - | - | - | - |
B1-Ak | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - | - | - | - | - | - |
B1-Al | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - | - | - | - | - |
B1-Am | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - | - | - | - |
B1-An | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - | - | - |
B1-Ao | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - | - |
B1-Ap | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - |
B1-Aq | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 |
B1-Ca | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | 0.1 | - | 0.1 | - | 0.2 |
B1-Cb | - | 0.3 | 0.3 | - | - | - | 0.3 | - | - | 0.2 | - | - | - |
B1-Cd | 0.2 | - | - | 0.2 | - | - | - | 0.2 | - | - | - | - | - |
B2-a | 0.3 | 0.3 | 0.5 | 0.3 | 0.3 | 0.8 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
B2-b | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.5 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
(1)表面张力(mN/m) | 12.9 | 14.7 | 14.6 | 13.5 | 15.9 | 16.1 | 15.0 | 13.5 | 14.9 | 14.8 | 15.3 | 15.8 | 14.6 |
(2)加热时的残留物(%) | 0.06 | 0.11 | 0.18 | 0.09 | 0.07 | 0.22 | 0.10 | 0.07 | 0.08 | 0.07 | 0.07 | 0.07 | 0.08 |
(3)V2/V1 | 36 | 22 | 23 | 41 | 33 | 37 | 23 | 5 | 8 | 6 | 18 | 20 | 21 |
表3
实施例 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 |
基础油 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
B1-Ar | 0.2 | 0.1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
B1-As | - | - | 0.2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
B1-At | - | - | - | 0.2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
B1-Au | - | - | - | - | 0.2 | 0.2 | - | - | - | - | - | - | - |
B1-Av | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - | - | - | - | - | - |
B1-Aw | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | 0.2 | - | - | - | - |
B1-Ax | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - | - | - |
B1-Ay | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - | - |
B1-Az | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - |
B1-Aaa | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 |
B1-Ca | - | - | 0.05 | 0.2 | - | - | 0.3 | - | - | - | 0.1 | - | - |
B1-Cb | 0.1 | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.05 | - | 0.2 | - |
B1-Cc | - | - | 0.05 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
B1-Cd | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.05 | - | - | - |
B2-a | 0.3 | 0.8 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.8 | 0.3 | 0.3 | 0.6 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
B2-b | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.5 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
(1)表面张力(mN/m) | 15.0 | 21.3 | 13.8 | 14.2 | 15.9 | 16.0 | 14.6 | 18.9 | 19.9 | 14.2 | 14.9 | 15.1 | 15.4 |
(2)加热时的残留物(%) | 0.06 | 0.24 | 0.08 | 0.08 | 0.07 | 0.23 | 0.07 | 0.06 | 0.12 | 0.08 | 0.06 | 0.06 | 0.06 |
(3)V2/V1 | 17 | 5 | 3 | 4 | 2 | 3 | 11 | 22 | 24 | 4 | 6 | 16 | 2 |
表4
实施例 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 |
基础油 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
B1-Aa | 0.8 | 0.8 | 0.005 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
B1-Ad | - | - | - | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | - | - | - |
B1-Aab | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - | - |
B1-Aac | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - |
B1-Aad | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 |
对比组分a | - | - | - | 0.1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
对比组分b | - | - | - | - | 0.1 | - | - | - | - | - | - | - | - |
对比组分c | - | - | - | - | - | 0.1 | - | - | - | - | - | - | - |
对比组分d | - | - | - | - | - | - | 0.1 | 0.2 | - | - | - | - | - |
B1-Ca | 0.8 | 0.8 | 0.005 | 0.3 | 0.3 | - | - | - | - | - | - | - | - |
B1-Cb | - | - | - | - | - | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
B2-a | 0.3 | 0.8 | 0.3 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
B2-b | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
B2-c | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.1 | - | - | - | - |
B2-d | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.1 | - | - | - |
(1)表面张力(mN/m) | 12.2 | 12.4 | 14.9 | 13.3 | 14.0 | 14.1 | 14.3 | 14.0 | 14.8 | 14.5 | 13.9 | 14.5 | 14.5 |
(2)加热时的残留物(%) | 0.08 | 0.24 | 0.05 | 0.08 | 0.07 | 0.06 | 0.08 | 0.16 | 0.12 | 0.07 | 0.07 | 0.08 | 0.08 |
(3)V2/V1 | 46 | 47 | 0.9 | 25 | 21 | 21 | 18 | 22 | 8 | 12 | 10 | 8 | 34 |
表5
实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
基础油 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
对比组分a | 2 | 1 | 0.5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
对比组分b | - | - | - | 1 | 0.1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
对比组分c | - | - | - | - | - | 1 | 0.1 | - | - | - | 0.1 | - | - | - |
对比组分d | - | - | - | - | - | - | - | 5 | 0.1 | - | 0.1 | 5 | 0.1 | - |
B2-a | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | - | - | 0.3 | - |
B2-b | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.5 | - | 0.2 |
B2-c | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.3 | - | 0.1 | - |
B2-d | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - | 0.2 |
B1-Ba | 0.2 | 0.2 | 0.2 | - | - | 0.1 | 0.1 | - | - | 0.1 | - | - | - | - |
B1-Bb | - | - | - | 0.1 | 0.1 | - | - | 0.05 | 0.05 | - | - | - | - | - |
B1-Bc | - | - | - | - | - | - | - | -- | - | - | - | 0.1 | - | 0.05 |
B1-Bd | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.1 | - |
(1)表面张力(mN/m) | 23.0 | 24.0 | 24.8 | 23.1 | 24.5 | 22.8 | 23.0 | 19.9 | 22.4 | 26.8 | 23.2 | 20.5 | 22.1 | 27.8 |
(2)加热时的残留物(%) | 1.80 | 1.01 | 0.66 | 0.18 | 0.18 | 0.17 | 0.20 | 4.78 | 0.45 | 0.09 | 0.30 | 4.52 | 0.44 | 0.09 |
(3)V2/V1 | 0.4 | 0.5 | 0.7 | 21 | 12 | 1 | 10 | 65 | 32 | 50 | 0.9 | 68 | 10 | 72 |
从表1-5可见,本发明的油在220℃加热1小时后的表面张力比对比例油的低,400℃加热24小时时的残留物百分率也比对比例油的低。也可以看到,220℃加热12小时前后的运动粘度控制在规定的范围内。
应用实施例和对比例
聚酯熔融纺丝,并以3200m/min的卷绕速度卷绕成230旦/36根长丝的P0Y。在该步骤中,通过喷口以10%(重量)乳液形式喂入本发明1-51和对比例1-14的每种纺丝油剂,使有效成分油的上油率达到0.3%。这样获得的POY由三轴外切摩擦技术采用聚氨酯盘在220℃热板温度和800m/min变形速度下进行拉伸假捻变形。从变形加工开始1个月后,测量热板上形成的焦油情况(目测评价:▲-几乎没有,○-部分导丝辊上有微量形成,△-部分导丝辊上和导丝辊周围形成一些焦油,×-部分导丝辊上和导丝辊周围形成许多焦油,××-导丝辊上和导丝辊周围形成许多焦油),同时测量纱线断裂的次数(在获得1000个4-kg变形筒子纱期间计数断裂纱线算得每100变形筒子纱的断裂纱数目为该数值)。由此获得的评价结果如表6-8所示。
另外,聚酯熔融纺丝,并以2700m/min的卷绕速度卷绕成270旦/36根长丝的POY。在该步骤中,通过喷口以10%(重量)乳液的形式喂入本发明1-51和对比例1-14的每种纺丝油剂,使有效成分油的上油率达到0.3%。这样获得的POY由三轴外切摩擦技术采用聚氨酯盘在500℃(上级)和450℃(下级)的辐射型高温加热器温度和1100m/min变形速度下进行拉伸假捻变形。从变形加工开始3个月后,测量粘到加热器内导丝辊上的浮渣量(目测评价:▲-几乎没有,○-轻微,△-有一些,×-许多),同时测量纱线断裂的次数。由此获得的评价结果如表6-8所示。
表6
卷绕速度 | 3200m/min | 2700m/min | ||
旦数 | 230 | 270 | ||
DTY温度 | 220℃ | 500℃(上级)450℃(下级) | ||
变形速度 | 800m/min | 1100m/min | ||
自开始后1个月 | 自开始后3个月 | |||
应用实施例 | 热板上的焦油 | 断纱(%) | 在加热器内粘附的浮渣 | 断纱(%) |
1 | ▲ | 0.1 | ▲ | 0.1 |
2 | ▲ | 0.1 | ▲ | 0.1 |
3 | ▲ | 0.1 | ▲ | 0.2 |
4 | ○ | 0.5 | ○ | 0.4 |
5 | ▲ | 0.2 | ▲ | 0.2 |
6 | ○ | 0.6 | ▲ | 0.2 |
7 | ▲ | 0.2 | ▲ | 0.1 |
8 | ▲ | 0.2 | ▲ | 0.1 |
9 | ○ | 0.6 | ○ | 0.4 |
10 | ▲ | 0.1 | ▲ | 0.1 |
11 | ▲ | 0.2 | ▲ | 0.2 |
12 | ○ | 0.8 | ▲ | 0.1 |
13 | ○ | 0.4 | ▲ | 0.3 |
14 | ○ | 0.4 | ▲ | 0.3 |
15 | ○ | 0.2 | ▲ | 0.1 |
16 | ○ | 0.5 | ▲ | 0.2 |
17 | ▲ | 0.2 | ▲ | 0.1 |
18 | ○ | 0.6 | ○ | 0.5 |
19 | ○ | 0.4 | ▲ | 0.3 |
20 | ○ | 0.3 | ▲ | 0.2 |
21 | ▲ | 0.3 | ▲ | 0.2 |
22 | ○ | 0.4 | ▲ | 0.3 |
23 | ○ | 0.4 | ▲ | 0.2 |
24 | ▲ | 0.2 | ▲ | 0.1 |
25 | ▲ | 0.3 | ▲ | 0.2 |
26 | △ | 0.8 | ▲ | 0.3 |
表7
卷绕速度 | 3200m/min | 2700m/min | ||
旦数 | 230 | 270 | ||
DTY温度 | 220℃ | 500℃(上级)450℃(下级) | ||
变形速度 | 800m/min | 1100m/min | ||
自开始后1个月 | 自开始后3个月 | |||
应用实施例 | 热板上的焦油 | 断纱(%) | 在加热器内粘附的浮渣 | 断纱(%) |
27 | △ | 1.0 | ○ | 0.4 |
28 | ○ | 0.4 | ▲ | 0.3 |
29 | ○ | 0.5 | ▲ | 0.3 |
30 | ▲ | 0.2 | ▲ | 0.1 |
31 | ○ | 0.7 | ○ | 0.5 |
32 | ○ | 0.4 | ▲ | 0.3 |
33 | △ | 0.9 | ▲ | 0.5 |
34 | △ | 1.0 | ▲ | 0.2 |
35 | ▲ | 0.4 | ▲ | 0.3 |
36 | ▲ | 0.3 | ▲ | 0.4 |
37 | ▲ | 0.5 | ▲ | 0.4 |
38 | ▲ | 0.4 | ▲ | 0.3 |
39 | ▲ | 0.1 | ▲ | 0.2 |
40 | ▲ | 0.1 | ○ | 0.5 |
41 | ○ | 0.4 | ▲ | 0.4 |
42 | ▲ | 0.2 | ▲ | 0.2 |
43 | ▲ | 0.2 | ▲ | 0.1 |
44 | ▲ | 0.2 | ▲ | 0.1 |
45 | ▲ | 0.3 | ▲ | 0.2 |
46 | ▲ | 0.2 | ▲ | 0.3 |
47 | ▲ | 0.3 | ▲ | 0.3 |
48 | ▲ | 0.3 | ▲ | 0.2 |
49 | ▲ | 0.3 | ▲ | 0.2 |
50 | ▲ | 0.4 | ▲ | 0.3 |
51 | ▲ | 0.3 | ▲ | 0.2 |
表8
卷绕速度 | 3200m/min | 2700m/min | ||
旦数 | 230 | 270 | ||
DTY温度 | 220℃ | 500℃(上级)450℃(下级) | ||
变形速度 | 800m/min | 1100m/min | ||
自开始后1个月 | 自开始后3个月 | |||
应用实施例 | 熟板上的焦油 | 断纱(%) | 在加热器内粘附的浮渣 | 断纱(%) |
1 | △ | 2.1 | △ | 3.1 |
2 | △ | 2.9 | △ | 3.0 |
3 | △~× | 3.4 | △ | 3.6 |
4 | △~× | 4.3 | △ | 3.4 |
5 | × | 4.8 | ○ | 3.7 |
6 | △~× | 4.2 | △ | 3.3 |
7 | × | 4.9 | ○ | 3.8 |
8 | △ | 2.2 | × | ≥5 |
9 | × | 2.9 | △ | 4.4 |
10 | ×× | ≥5 | ○ | 3.3 |
11 | × | 3.0 | △ | 3.8 |
12 | △ | 2.4 | × | ≥5 |
13 | × | 2.8 | △ | 4.4 |
14 | ×× | ≥5 | ○ | 3.3 |
从表6-8可见,本发明的纺丝油剂在通过热板接触式加热,和辐射型高温加热器进行的假捻加工中表现出优良的可纺效果,而且可以在断裂纱次数降低情形下长期稳定地操作。
工业化实用性
使用本发明的合成纤维的纺丝油剂,可以在通过常规的热板接触式加热方法和通过辐射型高温加热器的常规非接触加热方法进行的假捻加工中长期稳定地生产POY,并显著延长加热器的清洁周期。
因此,从生产率和可操作性的角度考虑,所述油非常适于要进行假捻加工的热塑性合成纤维的纺丝油剂。
Claims (20)
1.一种合成纤维的纺丝油剂,它满足下面的关系式(1)和(2):
10≤T≤22 (1)
0≤Re≤0.25 (2)其中T是油在220℃加热1小时后的表面张力(mN/m),Re是油在400℃加热24小时后的残留物百分率(重量%)。
2.如权利要求1所述的纺丝油剂,其中所述的T和Re分别满足关系式(3)和(4):
10≤T≤20 (3)
0≤Re≤0.2 (4)。
3.如权利要求2所述的纺丝油剂,其中所述的T和Re分别满足关系式(5)和(6):
10≤T≤15 (5)
0≤Re≤0.15 (6)。
4.如权利要求1-3中任一项所述的纺丝油剂,它满足下述关系式(7):
0.5≤V2/V1≤60 (7)其中V2是油在220℃加热12小时后的25℃运动粘度(mm2/s),V1是油在加热前的25℃运动粘度(mm2/s)。
5.如权利要求4所述的纺丝油剂,其中所述的V1和V2满足关系式(8):
0.8≤V2/V1≤50 (8)。
6.如权利要求1-3中任一项所述的纺丝油剂,它含有聚醚型润滑剂(A)和另外的组分(B),
所述的组分(B)含有成分(B1),所述(B1)能够使混合后的纺丝油剂在220℃加热1小时后显示出不高于22mN/m的表面张力。
7.如权利要求6所述的纺丝油剂,其中所述的(B1)包含含有全氟烷基和/或全氟亚烷基的化合物(B1-A)。
8.如权利要求7所述的纺丝油剂,其中所述的(B1-A)的氟含量是5-40%(重量),以(B1-A)的重量为基准。
9.如权利要求7所述的纺丝油剂,其中所述的(B1-A)具有聚氧化烯链。
10.如权利要求9所述的纺丝油剂,其中所述的(B1-A)中聚氧化烯链部分的重量比例是30-90%(重量),以(B1-A)的重量为基准。
11.如权利要求7所述的纺丝油剂,其中所述的(B1-A)的侧链上具有全氟烷基和/或全氟亚烷基。
12.如权利要求7所述的纺丝油剂,其中所述的(B1-A)是使含全氟烷基和/或全氟亚烷基的单体进行聚合得到的低聚物或聚合物;
所述聚合方式选自乙烯基加成聚合(B1-A-1)、缩聚(B1-A-2)、加聚(B1-A-3)或开环聚合(B1-A-4)。
13.如权利要求12所述的纺丝油剂,其中所述的(B1-A-1)是包含含全氟烷基的乙烯基单体(b1)和具有聚氧化烯链的乙烯基单体(b2)作为基本结构单元的乙烯基低聚物或乙烯基聚合物。
14.如权利要求13所述的纺丝油剂,其中所述的(b1)是下面通式(9)表示的可聚合或可共聚的不饱和单体:
其中,A1表示式Rf-X-(OE1)m-Q-(CH2)n-(下面简称为G-)的基团,式G-OCH2-(CHOH)4-P(CHO-G)P-Q-(CH2)n-或式-C6H5-q(-O-G)q的基团;
A2和A3可相同或不同,各表示氢原子、甲基或式Rf-X-(OE1)m-Q-(CH2)n-的基团或式R3-X-(OE1)m-Q-(CH2)n-的基团;
在上述定义中,Rf表示含有3-18个碳原子的全氟烷基;
X表示式-(CH2)r-的基团和式-SO2NR1-E2-的基团或式-CONR2-E2-的基团,其中r表示0或1-4的整数,R1和R2可相同或不同,各表示氢原子或含有1-8个碳原子的烷基,E2表示含有1-8个碳原子的亚烷基;
E1表示含有2-4个碳原子的亚烷基;m表示0或1-20的整数;
Q表示式-OCO-的基团,式-O-的基团,或式-NHCO-的基团;
n表示0或整数1;
p表示0或整数1-4;
q表示1-5的整数;
R3表示含有1-12个碳原子的烷基或酰基。
15.如权利要求13所述的纺丝油剂,其中所述的(b2)是由下述通式(10)表示的可聚合或可共聚的不饱和单体:
其中,A4表示式R4-(OE3)s-Z-(CH2)t-的基团(下面简称为J-),式J-OCH2-(CHOH)4-P(CHO-J)P-Z-(CH2)t-的基团或式-C6H5-q(O-J)q的基团;
A5和A6可相同或不同,各表示氢原子、甲基或J-;
在上面的定义中,R4表示氢原子或含有1-12个碳原子的烷基或酰基;
E3表示含有2-4个碳原子的亚烷基;s表示1-200的整数;
Z表示式-OCO-的基团,式-O-的基团,或式-NHCO-的基团;
t表示0或1-12的整数;
p表示0或1-4的整数;
q表示1-5的整数。
16.如权利要求15所述的纺丝油剂,其中在通式(10)中,s是2-200的整数,所述聚氧化烯链-(OE3)s-含有氧化乙烯和氧化丙烯基团的组合。
17.如权利要求13所述的纺丝油剂,其中所述的(B1-A-1)是(b1)、(b2)和另外的乙烯基单体(b3)的聚合产物,(b1)占10-70%(摩尔),(b2)占10-50%(摩尔),(b3)占10-70%(摩尔),以(b1)、(b2)和(b3)的总摩尔数为基准。
18.如权利要求7所述的纺丝油剂,其中所述的(B1-A)的含量是0.001-1.0%(重量),以纺丝油剂的总重量为基准。
19.如权利要求1所述的纺丝油剂,它可用于POY-DTY。
20.一种处理热塑性合成纤维的方法,它包括在假捻加工的同时,向热塑性合成纤维施加如权利要求1-19中任一项所述的纺丝油剂。
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