聚丙烯纖維用紡絲拉伸油劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)聚丙烯纖維用紡絲拉伸油劑，特別是有關(guān)工業(yè)用復(fù)絲聚丙烯纖維用 紡絲拉伸油劑。該油劑適合于纖維的紡絲、拉伸、整經(jīng)及織造等生產(chǎn)過程，屬于化纖紡絲油 劑技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在聚丙烯纖維的生產(chǎn)過程中，由于加工工藝的各種要求，必然會(huì)有纖維與纖維，纖 維與機(jī)器組件之間的摩擦運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，導(dǎo)致靜電現(xiàn)象的存在，從而對(duì)聚丙烯纖維的生產(chǎn)過程 造成不利的影響。
[0003] 紡絲拉伸油劑可以在聚丙烯纖維的生產(chǎn)過程中提供潤濕、平滑、集束、抗靜電等作 用，從而解決生產(chǎn)過程中因摩擦而產(chǎn)生的靜電等一些問題。
[0004] 由于聚丙烯纖維分子結(jié)構(gòu)中缺乏極性基團(tuán)，其吸濕性和導(dǎo)電性極差；而且聚丙烯 纖維臨界表面張力低，約為24mN/m，難以潤濕是聚丙烯纖維的特性之一。因此，一般油劑 很難在聚丙烯纖維表面分布均勻，形成均勻的油膜，這就給聚丙烯纖維的生產(chǎn)加工造成很 大的困難。因?yàn)殡y以潤濕，油劑在纖維表面分布不均勻，從而影響纖維的摩擦穩(wěn)定性，造成 潤滑不良，會(huì)使各導(dǎo)輥、羅拉牽伸張力發(fā)生波動(dòng)，導(dǎo)致嚴(yán)重的靜電現(xiàn)象出現(xiàn)。靜電現(xiàn)象會(huì)使 絲束飛散、不易卷繞，容易產(chǎn)生毛絲、斷頭、繞輥等種種問題。為解決此類問題，紡絲拉伸油 劑具有良好的潤濕性能，在纖維表面分布均勻是關(guān)鍵；其次，紡絲拉伸油劑應(yīng)具有良好的平 滑、集束、抗靜電等性能，并在纖維生產(chǎn)加工過程中，油劑的各種優(yōu)良性能必須充分發(fā)揮。
[0005] 現(xiàn)有的聚丙烯纖維用油劑在對(duì)纖維表面的潤濕能力方面均存在不足，使油劑的平 滑性和抗靜電性不能很好的發(fā)揮，所以不能很好的滿足實(shí)際生產(chǎn)的各種技術(shù)要求。專利 CN200910102368. 8公開了一種丙綸紡絲油劑，平滑劑為礦物油、多元醇酯的混合物；分散 劑為蓖麻油聚氧乙烯醚或十二醇聚氧乙烯醚中的一種或二種混合物；集束劑是聚乙二醇油 酸雙酯，聚乙二醇月桂酸雙酯；添加了改性有機(jī)硅、脂肪酸烷基醇酰胺。主要解決了油劑抱 合力，滿足生態(tài)環(huán)境對(duì)油劑的要求。專利CN200710039387. 1公開了一種陽離子丙綸紡絲油 劑油劑，抗靜電劑為季銨鹽類陽離子表面活性劑；平滑劑是脂肪酸聚乙二醇酯；分散劑為 壬基酚聚氧乙烯醚或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯；集束劑為蓖麻油聚氧乙烯醚或烷醇酰 胺；主要解決纖維的抗靜電性、集束性、平滑性、耐熱性和柔軟性等問題。但陽離子型抗靜電 劑對(duì)金屬設(shè)備存在一定腐蝕性，對(duì)纖維染色也有不良影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一是提供一種聚丙烯纖維用紡絲拉伸油劑，該油劑用 于聚丙烯纖維具有良好的潤濕性、平滑性、集束性、抗靜電性及可紡性。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：聚丙烯纖維用紡絲拉伸油劑，該油 劑含有潤濕劑、平滑劑、集束劑、乳化劑、抗靜電劑，其中：
[0008] 潤濕劑由組份A組成，組份A為具有下列結(jié)構(gòu)式的仲醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，且組 分A的分子式中氧乙烯結(jié)構(gòu)單元和氧丙烯結(jié)構(gòu)單元無規(guī)排列：
[0009] R^H (R2) 0 (CH2CH20) m (CH2CH (CH3) 0) η H
[0010] 式中，&為碳數(shù)5~10的烷基；
[0011] R2為碳數(shù)3~8的烷基；
[0012] m大于0且12以下；
[0013] η大于0且8以下。
[0014] 上述技術(shù)方案中，平滑劑優(yōu)選為礦物油和脂肪酸酯中的至少一種。
[0015] 上述技術(shù)方案中，集束劑優(yōu)選為壬基酚聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯醚中的至少 一種。
[0016] 上述技術(shù)方案中，乳化劑優(yōu)選為蓖麻油聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少 一種。
[0017] 上述技術(shù)方案中，抗靜電劑優(yōu)選為烷基磷酸酯鉀鹽和烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鉀鹽 中的至少一種。
[0018] 上述技術(shù)方案中，所述脂肪酸酯優(yōu)選為一價(jià)酸與一價(jià)醇的單酯、二價(jià)酸與一價(jià)醇 的酯、和二價(jià)以上的醇與一價(jià)羧酸的酯中的至少一種。
[0019] 上述技術(shù)方案中更優(yōu)選的平滑劑為硬脂酸辛醇酯、癸二酸二辛酯或礦物油。
[0020] 上述技術(shù)方案中，以重量份計(jì)，所述油劑優(yōu)選包括潤濕劑為2~15、平滑劑為20~ 50、集束劑為15~40、乳化劑為10~30、抗靜電劑為2~10。
[0021] 上述技術(shù)方案中，以重量份計(jì)，所述油劑更優(yōu)選包括潤濕劑為5~10,平滑劑為 25~40,集束劑為20~35,乳化劑為15~25,抗靜電劑為4~8。
[0022] 適合于本發(fā)明的一般式（1)表示的組份Α，具體例有如下一些無規(guī)聚醚（分別簡稱 Α1、Α2 和 A3):
[0023] CsH17CH(C4H9)0(CH2CH 20)7(CH2CH(CH3)0)5H (A1)
[0024] C5H10CH (C7H14) 0 (CH2CH20) 5 (CH2CH (CH3) 0) 3H (A2)
[0025] C6H13CH(C6H13)0(CH2CH 20)6(CH2CH(CH3)0)3H (A3)
[0026] 作為最優(yōu)選的技術(shù)方案，所述油劑以重量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：
[0027] A3,6 ~8 份；
[0028] 礦物油14~16份；
[0029] 癸二酸二辛酯17~19份；
[0030] 蓖麻油聚氧乙烯醚（30) 14~16份；
[0031] 十二醇聚氧乙烯醚（7)6~8份；
[0032] 壬基酚聚氧乙烯醚（10)9~11份；
[0033] 月桂酸聚氧乙烯醚（9)21~23份；
[0034] 十二烷基磷酸酯鉀鹽2. 5~3. 5份；
[0035] 十二烷基聚氧乙烯醚（3)磷酸酯鉀鹽2. 5~3. 5份。
[0036] 本發(fā)明油劑的制備方法沒有特別限制，將上述組分混合均勻即可。本領(lǐng)域技術(shù)人 員指導(dǎo)如何確定該油劑的使用濃度，例如但不限于用水稀釋至3~18w%用于對(duì)聚丙烯纖 維上油，但更推薦使用的濃度為7~12wt %。
[0037] 本發(fā)明油劑還可以進(jìn)一步包括水，可以制成濃度為3~18w%的最終使用型，或濃 度更高的中濃度儲(chǔ)存型而在使用時(shí)稀釋至所需濃度即可。
[0038] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以合理確定聚丙烯纖維的上油率，例如但不限于上油率為 0· 3~2. Owt%，更理想的為0· 8~1. 5wt%。
[0039] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二是上述技術(shù)問題之一的技術(shù)方案中任一項(xiàng)所述的 油劑在聚丙烯纖維紡絲拉伸中的應(yīng)用。
[0040] 經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)，本發(fā)明油劑能適用于聚丙烯纖維的紡絲拉伸工藝，在纖維規(guī)格 為150D~2000D/48~280F，紡絲速度為1600~2500米/分，牽伸溫度為140°C~220°C 時(shí)，油劑在聚丙烯纖維表面附著均勻，應(yīng)用性能穩(wěn)定，具有優(yōu)良的平滑性、集束性、抗靜電性 能，在紡絲加工及后加工過程中表現(xiàn)出良好的可紡性。
[0041] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 【實(shí)施例1~6】及【比較例1~3】
[0043] 1、油劑配制：
[0044] 實(shí)施例1~6及比較例1~3,用表1記錄的組份及重量份調(diào)配本發(fā)明油劑（實(shí)施 例1~6)及比較例（比較例1~3)，表1中油劑成份一欄記號(hào)所表不的物質(zhì)如下：
[0045] a-Ι礦物油
[0046] a-2硬脂酸辛醇酯
[0047] a-3癸二酸二辛酯
[0048] b-Ι蓖麻油聚氧乙烯醚（30)
[0049] b-2十二醇聚氧乙烯醚（7)
[0050] c-1壬基酚聚氧乙烯醚（10)
[0051] c-2月桂酸聚氧乙烯醚（9)
[0052] d-Ι十二烷基磷酸酯鉀鹽
[0053] d-2十二烷基聚氧乙烯醚（3)磷酸酯鉀鹽
[0054] e-Ι異十三醇聚氧乙烯醚（7)
[0055] e_2十二醇聚氧乙烯醚（5)。
[0056] 2、油劑性能測(cè)試
[0057] 以表1所示的油劑配比制備各實(shí)施例油劑和比較例油劑，然后用去離子水配制成 8w%乳液，以聚丙烯纖維規(guī)格為1000D/140F，紡拉速度為2200米/分，拉伸溫度為150°C， 油劑水乳液以羅拉上油，纖維含油率控制在1. 〇w%。
[0058] 配制lw%油劑水乳液，采用BZY-1全自動(dòng)表面張力儀測(cè)試油劑表面張力。
[0059] 在環(huán)境溫度20°C，相對(duì)濕度65%的條件下，采用YG321纖維比電阻儀測(cè)試聚丙烯 纖維比電阻。
[0060] 毛絲、斷頭情況，以紡絲拉伸過程中毛絲發(fā)生的多少及斷頭率的高低，以◎優(yōu)、 ◎-〇介于優(yōu)和良之間、〇良、〇-Λ介于良和稍差之間、Λ稍差、Λ-X介于稍差和差之 間、X差，共七個(gè)等級(jí)表示。
[0061] 表2給出了本發(fā)明油劑和比較油劑的測(cè)試性能。
[0062] 從表2的測(cè)試評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，本發(fā)明油劑（各實(shí)施例）具有良好的潤濕性能 和抗靜電性能，紡絲拉伸過程中毛絲、斷頭少，加工通過性良好，可紡性優(yōu)良。
[0063] 實(shí)施例1~3分別按比例加有本發(fā)明一般式⑴表不的組分A1、組分A2、組分A3， 與比較例油劑相比，表面張力數(shù)據(jù)明顯降低。這就改進(jìn)了油劑的潤濕性能，使油劑在纖維表 面的附著均勻性大大提高，相應(yīng)的降低了纖維比電阻，從而改善了纖維的抗靜電效果，使纖 維在紡絲拉伸加工過程中的毛絲、斷頭情況得到明顯改善。
[0064] 實(shí)施例4~6分別按不同比例加有本發(fā)明一般式⑴表示的組分A3,并適當(dāng)改變 潤滑劑成份的組合比例，可以使聚丙烯纖維的加工性能更加優(yōu)良，進(jìn)一步提高聚丙烯纖維 的成品質(zhì)量。
[0065] 實(shí)施例5的綜合性能最好。
[0066] 表1.實(shí)施例油劑組成及比較例油劑組成

【主權(quán)項(xiàng)】
1. 聚丙烯纖維用紡絲拉伸油劑，該油劑含有潤濕劑、平滑劑、集束劑、乳化劑、抗靜電 劑，其中： 潤濕劑由組份A組成，組份A為具有下列結(jié)構(gòu)式的仲醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，且組分A的分子式中氧乙稀結(jié)構(gòu)單元和氧丙稀結(jié)構(gòu)單元無規(guī)排列： RiCH(R2) 0 (CH2CH20)m(CH2CH(CH3) 0)nH式中，&為碳數(shù)5~10的烷基； R2為碳數(shù)3~8的烷基；m大于0且12以下； η大于0且8以下。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油劑，其特征在于平滑劑為礦物油和脂肪酸酯中的至少一 種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油劑，其特征在于集束劑為壬基酚聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧 乙烯醚中的至少一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油劑，其特征在于乳化劑為蓖麻油聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧 乙烯醚中的至少一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油劑，其特征在于抗靜電劑為烷基磷酸酯鉀鹽和烷基聚氧乙 烯醚磷酸酯鉀鹽中的至少一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的油劑，其特征在于所述脂肪酸酯為一價(jià)酸與一價(jià)醇的單酯、 二價(jià)酸與一價(jià)醇的酯、和二價(jià)以上的醇與一價(jià)羧酸的酯中的至少一種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油劑，其特征在于以重量份計(jì)，潤濕劑為2~15,平滑劑為 20~50,集束劑為15~40,乳化劑為10~30,抗靜電劑為2~10。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的油劑，其特征在于以重量份計(jì)，潤濕劑為5~10,平滑劑為 25~40,集束劑為20~35,乳化劑為15~25,抗靜電劑為4~8。9. 權(quán)利1~8中任一項(xiàng)所述的油劑在聚丙烯纖維紡絲拉伸中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種聚丙烯纖維用紡絲拉伸油劑，通過采用聚丙烯纖維用紡絲拉伸油劑，該油劑含有潤濕劑、平滑劑、集束劑、乳化劑、抗靜電劑，其中：潤濕劑由組份A組成，組份A為具有下列結(jié)構(gòu)式的仲醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，且組分A的分子式中氧乙烯結(jié)構(gòu)單元和氧丙烯結(jié)構(gòu)單元無規(guī)排列：R1CH(R2)O(CH2CH2O)m(CH2CH(CH3)O)nH，式中，R1為碳數(shù)5～10的烷基；R2為碳數(shù)3～8的烷基；m大于0且12以下；n大于0且8以下的技術(shù)方案，取得了較好的技術(shù)效果，可用于聚丙烯纖維的紡絲加工及后加工過程中。
【IPC分類】D06M13/224, D06M101/20, D06M15/01, D06M13/292, D06M15/53
【公開號(hào)】CN105274846
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510799164
【發(fā)明人】朱學(xué)文, 舒建生, 李翔, 徐興建, 林真意, 鐘敏
【申請(qǐng)人】上海多綸化工有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月19日