CN117265699A

CN117265699A - 氨纶纺丝油剂

Info

Publication number: CN117265699A
Application number: CN202311386249.6A
Authority: CN
Inventors: 曲德海; 冯双胜; 冯小坤
Original assignee: Ningxia Tongtai Technology Co ltd
Current assignee: Ningxia Tongtai Technology Co ltd
Priority date: 2023-10-24
Filing date: 2023-10-24
Publication date: 2023-12-22

Abstract

本发明涉及氨纶油剂技术领域，本发明公开了氨纶纺丝油剂，包括矿物白油、二甲基硅油、硬脂酸镁组成的平滑剂、改性硅油、咪唑啉季铵盐、脂肪醇氧乙烯醚磷酸酯盐组成的抗静电剂，还包括乳化剂、助溶剂，进一步可以包括胶体五氧化二锑实现阻燃性能的改进，因此本发明需选择既有平滑剂、抗静电剂、乳化剂和助溶剂的配伍，实现符合Oeko‑Tex Standard100标准的产品。

Description

氨纶纺丝油剂

技术领域

本发明涉及氨纶油剂技术领域，具体是一种具有阻燃性能的氨纶油剂。

背景技术

氨纶纺丝油剂是为顺利地进行纺丝、拉伸以及膨松加工、织布、编织等加工工序而使用的助剂。其作用是当聚合物通过喷丝头成丝时，将含表面活性剂的水乳液或用低黏度矿物油等为溶剂稀释过的油剂施于丝条上，使其在丝表面形成既均匀又牢固的油剂膜，以改善纤维的平滑性，降低丝束的摩擦系数，增强可纺性，改善成品的质量。按照纤维用途不同，氨纶纺丝油剂可分为粗旦丝油剂、细旦丝油剂、经编纺丝油剂,阻燃油剂等。

氨纶纺丝油剂主要由平滑柔软剂、抗静电剂、乳化剂及少量其他组分配制而成。常规油剂是由90%以上的主组分和10%以下的辅助组分组成。

氨纶丝属于可燃物，在特殊领域使用受到限制，比如消防用内衣，袜子等。如公告号为CN1231318A、CN101597864A、CN112663174A、CN102877296A的中国发明专利申请均公开了氨纶油剂的组分、特性，作为氨纶在纺丝过程中使用的润滑剂，油剂在一定程度上起到平滑、消除静电的作用，且向油剂中添加含卤、磷、锑、水合氧化铝等阻燃剂能使之达到阻燃性能。

在实际工艺中，油剂的对氨纶的浸渍和阻燃还存在改进空间，组分对氨纶的平滑效果、固化效果、固化物拉伸强度、冲击强度以及阻燃性能的性能提升却是技术改进的方向。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种氨纶纺丝油剂，包括如下组分：平滑剂 50%-86%、抗静电剂6%-30%、乳化剂3%-10%、助溶剂2%-10%，以重量百分含量计。

所述平滑剂的作用是润滑纤维，降低纤维之间、纤维与金属之间、纤维与橡胶之间的摩擦系数。

平滑柔软剂选自磺化油AH（国外商品名称为阿维罗AH，化学名称为硫酸化蓖麻酸丁酯盐），酯类，如硬脂酸聚氧乙烯酯(柔软剂SG)，国外同类名称为索罗明SG、锡拉索SF等，还有丁基-异丁基硬脂酸酯、癸二酸酯、三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯、山梨醇酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、烷基磷酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯等;聚醚类，有脂肪醇聚氧乙烯醚和各种系列嵌段和无规聚醚;聚酰胺类，如柔软剂HAS-8601、HAS-8605，桃皮绒柔软剂RS。

优选的平滑剂为矿物白油,低黏度二甲基硅油,硬脂酸镁,磺化油AH、柔软剂 ES、柔软剂SG等。磺化油AH，磺化油AH具有渗透、分散、乳化、润湿、洗涤等性能;

进一步优选包括矿物白油 30%-40%，二甲基硅油 30%-45%，硬脂酸镁 0.1%-1%；所述矿物白油选用7# ,10#等低黏度白油；或者所述二甲基硅油选用黏度10—100mPa.s。

抗静电剂的作用是提高纤维的导电率，降低纤维与金属之间的动静摩擦系数。然而抗静电剂在油剂中并不单纯起抗静电作用，往往兼有平滑、乳化、集束、柔软等作用。对抗静电剂的要求还要有集束性、平滑性、乳化性、对温湿度不敏感、高温不发黏等。要求抗静电剂的耐热性好，和其他组分相容性好，本发明选择的抗静电剂符合这些要求。

抗静电机理是;表面活性剂的疏水基吸附在纤维表面，亲水基则伸向空间，从而吸附环境中的水分，在纤维表面形成一层连续的水薄膜，借助于该界面膜的导电性起到一定的抗静电作用。

抗静电剂选自表面活性剂，表面活性剂选自阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型。阴离子型表面活性剂有脂肪酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐及磷酸酯盐;阳离子型表面活性剂有季铵盐、咪唑嘛:两性型表面活性剂有甜菜碱;非离子型表面活性剂有各种醇、胺、酰胺、脂肪酸与环氧乙烷的加成物等。

抗静电剂优选为磺化平平加(即脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠盐)、抗静电剂P[即磷酸酯铵盐脂聚氧乙烯醚磷酸酯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚. 磷酸酯化合物-NT101、聚氧乙烯失水山梨醇酯、蓖麻油-NE911、抗静电剂SN、抗静电剂 TM、抗静电剂TX-6、抗静电剂F695、耐久性抗静电剂CAS、油溶性良好的有机硅改性醇醚、有机硅改性的季铵盐、琥珀酸二异辛酯磺酸钠。

抗静电剂进一步优选为改性硅油 4%-12%，咪唑啉季铵盐 1%-2%，脂肪醇氧乙烯醚磷酸酯盐 1%-2%。所述改性硅油包括1%-5%醇基改性硅油、2%-4%聚醚改性硅油、1%-3%季铵盐改性硅油。

乳化剂的作用是使油剂形成均匀稳定的分散体系。所用的乳化剂一般为表面活性剂。用作乳化剂的表面活性剂有阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂及两性表面活性剂。阴离子表面活性剂有脂肪酸皂(乙醇胺皂)、烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基硫代T二酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐;阳离子表面活性剂有脂肪胺、聚氧乙烯脂肪胺、季铵盐、聚氧乙烯季铵盐;非离子表面活性剂有多元醇酯(甘油脂肪酸酯)、长链醇(油醇、鲸蜡醇等)的环氧乙烷加成物、脂肪酸的环氧乙烷加成物、环氧乙烷和环氧丙烷嵌段型聚醚。脂肪胺与环氧乙烷的加成物、烷基酚与环氧乙烷的加成物。

乳化剂优选为烷基聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐,脂肪醇聚氧乙烯醚,异构脂肪醇聚氧乙烯醚.乳化剂EL(蓖麻油聚氧乙烯醚)，乳化剂BY，斯盘-60，吐温-60，吐温-80，烷基葡萄糖苷(APG)等。

乳化剂进一步优选为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。

所述助溶剂选自庚基癸醇、辛基癸醇、基癸醇，其与白油、硅油相容性好,加热可溶硬脂酸镁。

本发明还包括一种由上述氨纶纺丝油剂处理得到的氨纶。

本发明氨纶纺丝油剂还可以进一步包括阻燃剂，阻燃剂优选为胶体五氧化二锑。

五氧化二锑，与矿物白油和二甲基硅油可以协同提高阻燃性能，进一步优选为胶体五氧化二锑、五氧化二锑干粉。其含量优选为1-20%，优选为1-5%，优选为1-3%。粒径选自1-100nm，优选1-50nm、1-30nm、10-30nm。

胶体五氧化二锑的制备包括以三氧化二锑为原料制备五氧化二锑溶胶，进一步包括制备亲水性五氧化二锑溶胶，和改性亲水性五氧化二锑溶胶，获得亲油性溶胶。

胶体五氧化二锑的制备方法为

（1）以锑化合物为原料，加入溶剂后，加入氧化剂，获得Sb2O5水溶胶；

（2）将步骤（1）Sb2O5水溶胶溶液中加入苄基胺和十二烷基苯磺酸钠SDS，反应抽滤后；分散于苄胺、油酸、TEA、环己酮之中，过滤，获得胶体五氧化二锑。

所述氧化剂为过氧化物，优选为过氧化氢或双氧水。

所述步骤（2）的反应时间为1-10h。

胶体五氧化二锑颗粒尺寸分布在10-30nm，平均粒径为20nm。

具有阻燃效果的氨纶油剂经过干法纺丝、对氨纶纤维表面形成有效包裹，既不会降低或减少氨纶纤维本身的力学性能，还能保证氨纶纤维的阻燃效果高、热稳定性好，且在阻燃过程中不污染环境，不影响织物色泽。

氨纶纺丝油剂还可以进一步包括分散剂。

所述的氨纶油剂经纺丝后具有LOI＞30%。

本申请还要求保护一种经上述氨纶油剂纺丝的氨纶。

本申请还要求保护一种所述氨纶油剂在处理氨纶上的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请还要求保护一种阻燃型氨纶纤维，采用干法纺丝工艺，对氨纶进行上油处理，获得具有澄清透明的外观，具有低的水分和挥发份，经检验鉴定，产品符合Oeko-Tex Standard100标准。

具体实施方式

实施例1

7号矿物白油 35%

二甲基硅油 39.9%

硬脂酸镁 0.1%

羟基醇改性硅SF6001 5%

聚醚改性硅油DY-ET333 3%

季铵盐改性硅油270Q 3%

咪唑啉季铵盐RX-405 2%

脂肪醇氧乙烯醚磷酸酯盐AEO-3P 2%

异构脂肪醇聚氧乙烯醚 5%

辛基癸醇 5%

将上述组分按照先后顺序混合，然后搅拌均匀后静置，形成稳定的油剂，然后采用氨纶细丝，经过得到的油剂处理，送样进行检测，结果如表1所示。

结果表明，对氨纶进行上油处理，获得具有澄清透明的外观，具有低的水分和挥发份，经检验鉴定，产品符合Oeko-Tex Standard100标准，产品结论合格。

实施例2

10号矿物白油 40%

二甲基硅油 34%

硬脂酸镁 1%

羟基醇改性硅SF6001 5%

聚醚改性硅油DY-ET333 3%

季铵盐改性硅油270Q 3%

咪唑啉季铵盐RX-405 2%

脂肪醇氧乙烯醚磷酸酯盐AEO-3P 2%

异构脂肪醇聚氧乙烯醚 5%

辛基癸醇 5%

将上述组分按照先后顺序混合，然后搅拌均匀后静置，形成稳定的油剂，然后采用氨纶细丝，经过得到的油剂处理。处理后的氨纶细丝具有澄清透明的外观，具有低的水分和挥发份，经检验鉴定，产品符合Oeko-Tex Standard100标准，产品结论合格。

实施例3

胶体五氧化二锑的制备

取1.0g的Sb2O3，置于三口烧瓶，加入10mL水后，回流下，逐滴加入10mLH2O2。回流保持1h，过滤获得Sb2O5水溶胶。

取浓度为0.33g/mL的Sb2O5水溶胶50mL,常温常压下加入4.5mL苄基胺和1.5gSDS。反应2h后，抽滤；分散于苄胺、油酸、TEA、环己酮之中，过滤，获得胶体五氧化二锑。颗粒尺寸分布在10-30nm，平均粒径为20nm。

氨纶纺丝油剂的制备：按重量份取，7号矿物白油 35%，二甲基硅油 34%，硬脂酸镁1%，羟基醇改性硅SF6001 5%，聚醚改性硅油DY-ET333 3%，季铵盐改性硅油270Q 3%，咪唑啉季铵盐RX-405 2%，脂肪醇氧乙烯醚磷酸酯盐AEO-3P 2%，异构脂肪醇聚氧乙烯醚 5%，辛基癸醇 5%，胶体五氧化二锑 5%；

充分搅拌1小时至液体透明均匀，降温，既得。

将以上述方法制备的油剂用于纺丝制备氨纶丝，上油率为5%，采用滚筒法上油，以600 m/min卷取为筒子纱，得到40D的氨纶丝。通过成形性，抗静电性，新鲜纱表、中、内层退绕张力，在60℃老化12h的老化纱表、中、内层退绕张力对比，综合评定结果如表1所示。

力学性能

分别按照GB1040-92、GB1043-932标准，在WDML-3型微机控制慢拉伸试验机和冲击试验机上对无缺口氨纶固化物试样的拉伸强度α和冲击强度β进行测试。

阻燃性能

按照《FZT50006-2013》和《GBT5451-1997》对氨纶纤维进行测试。

氧指数LOI是指一定尺寸的材料试片装入试验装置中，在规定条件下通入氧气与氮气的混合气体，将试片用点火器点燃，测定材料保持如蜡状持续燃烧所必须的最低氧浓度（以百分数来表示）。实验按照GB2406-80标准在HC-2型氧指数仪上对氨纶试样的燃烧性能进行测试。

表1

	拉伸强度α/MPa	冲击强度β/KJ·m2	静电性	LOI	燃烧性能
						实施例1	65	12.2	90	32.5	熔滴少，较快熄灭
实施例2	67	13.2	90	31.6	熔滴少，较快熄灭
						实施例3	67	12.4	89	35.8	熔滴极少，立即熄灭

从LOI值的变化可以看出，五氧化二锑有机溶胶加入后极限氧指数从31.6增加至35.8，相对于不使用锑阻燃剂其阻燃效果大大加强，由于胶体五氧化二锑胶粒粒度小，活度高，加快了锑参与阻燃的速度和效率，并且其在白油、硅油中的分散效果好，对氨纶的阻燃均匀。

Claims

1.一种氨纶纺丝油剂，其特征在于，包括如下组分：

平滑剂50％-86％、抗静电剂6％-30％、乳化剂3％-10％、助溶剂2％-10％，以重量百分含量计。

2.如权利要求1所述的氨纶纺丝油剂，其特征在于，所述平滑剂包括：

矿物白油30％-40％

二甲基硅油30％--45％

硬脂酸镁0.1％--1％。

3.如权利要求2所述的氨纶纺丝油剂，其特征在于，所述矿物白油选用7#,10#等低黏度白油；或者所述二甲基硅油选用黏度10—100mPa.s。

4.如权利要求1所述的氨纶纺丝油剂，其特征在于，所述抗静电剂包括：

改性硅油4％--12％

咪唑啉季铵盐1％--2％

脂肪醇氧乙烯醚磷酸酯盐1％--2％。

5.如权利要求4所述的氨纶纺丝油剂，其特征在于，所述改性硅油选自醇基改性硅油、聚醚改性硅油、季铵盐改性硅油的组合。

6.如权利要求4所述的氨纶纺丝油剂，其特征在于，所述改性硅油包括1％-5％醇基改性硅油、2％-4％聚醚改性硅油、1％-3％季铵盐改性硅油。

7.如权利要求1所述的氨纶纺丝油剂，其特征在于，所述乳化剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。

8.如权利要求1所述的氨纶纺丝油剂，其特征在于，所述助溶剂选自与白油、硅油相容性好,加热可溶硬脂酸镁的溶剂。

9.如权利要求1所述的氨纶纺丝油剂，其特征在于，所述助溶剂选自庚基癸醇、辛基癸醇、基癸醇。

10.一种由权利要求1-9任一所述氨纶纺丝油剂处理得到的氨纶。