CN100510241C

CN100510241C - 维尼纶纯纺纤维油剂及其制备方法

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Publication number: CN100510241C
Application number: CNB2007100785721A
Authority: CN
Inventors: 徐元萍; 张洪武
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2027-06-01
Also published as: CN101058944A

Abstract

本发明提供了一种维尼纶纯纺纤维油剂及其制备方法，它由非极性平滑剂、表面活性剂、助剂和水组成，其中各组分的含量为：非极性平滑剂：8～25%；表面活性剂中：硫酸酯5～28%，磷酸酯5～28%，多元醇脂肪酸酯5～20%，脂肪醇醚10～30%；助剂中：中和剂2～11%，高分子有机硅聚合物0.5～5.0%，防腐剂0.1%；余量为水；均按重量百分比计。本发明油剂中由于不含烷基酚类表面活性剂，减少了环境污染。经本发明油剂处理后的纤维产品具有良好的平滑性、柔软性、适宜的抱合性(或称集束性)、抗静电性等，使纤维能顺利通过各后加工工序，可纺性好；而且能广泛适应纤维生产的工艺条件，如具有耐热性、抗氧化性、耐腐蚀性以及防止因细菌繁殖而引起的油剂发臭变质等。本发明中的制备方法简单，且在制备时不需加热。

Description

维尼纶纯纺纤维油剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种精细化工产品，具体地说是维尼纶纤维在抽丝纺丝纺纱等加工过程中使用的一种维尼纶纯纺纤维油剂，本发明还提供该油剂的制备方法。

背景技术

以纤维用聚乙烯醇为原料，用醛类处理而得到的聚乙烯醇缩甲醛纤维，即通常所说的维尼纶纤维。维尼纶在合成纤维中属卷曲稳定性和解捻滑脱性较差的纤维，必须依靠油剂来改善和提高它在纺织过程中的纺丝纺纱性能。上油的目的是使纤维束的表面覆上一层油膜，赋于丝束以平滑、抗静电和集束等基本特性，其主要作用是提高纤维平滑性，保持纤维与纤维间、纤维与其它接触部件间的适宜的摩擦系数；减少纤维生产加工中产生的静电，并使之迅速消失；在确保纤维具有一定的平滑性的前提下，纤维有较好的集束性(或抱合性)，使纤维能顺利通过各后加工工序，可纺性好。根据纤维生产加工的特殊需要，油剂要适应其工艺条件，如具有耐热、抗氧化性、耐腐蚀性以及防止因细菌繁殖而引起的油剂发臭变质等。

目前国内使用的维尼纶纤维纯纺油剂多以中性油脂(如植物油，矿物油)、表面活性剂、及其它原料助剂制作而成。其中表面活性剂多为阴离子型的和非离子型的，且主要包含有烷基酚类。烷基酚类表面活性剂具有良好的润湿力、乳化力和增溶能力，特别是采用烷基酚类表面活性剂的油剂使纺织加工效果好。但烷基酚类生物毒性大，生物降解性差，环保压力大。而不含烷基酚类的油剂产品则使用时常常不能满足纤维生产加工过程中赋于纤维以良好的平滑、柔软、抱合、抗静电等多种性能的要求，使纤维加工性能差，纤维的加工成本增高；或者因引入含卤素的阳离子型表面活性剂而对设备造成腐蚀。另外，现有的油剂产品，其油剂本身是透明的，但在配制乳液时却往往不能同时透明，即油剂的乳液不稳定，这样导致油剂在使用中会造成上油不均匀，从而也不能满足上述纤维生产加工的特殊需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种满足环保要求、使用性能优良、制造成本低的维尼纶纯纺纤维油剂。

本发明的另一目的是提供该油剂的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种维尼纶纯纺纤维油剂，它由非极性平滑剂、表面活性剂、助剂和水组成，其中各组分的含量为：非极性平滑剂：8～25％；表面活性剂中：硫酸酯5～28％，磷酸酯5～28％，多元醇脂肪酸酯5～20％，脂肪醇醚10～30％；助剂中：中和剂2～11％，高分子有机硅聚合物0.5～5.0％，防腐剂0.1％；余量为水；均按重量百分比计。

上述非极性平滑剂的化学通式为RH，R为C8-C40的烷基或环烷基；上述硫酸酯为烷基硫酸酯，其化学通式为RO-(CH₂CH₂O)_n—SO₃Na，R为烷基C6-C20，优选R为烷基C8-C18，平均n＝0-5；上述磷酸酯为烷基磷酸酯，其化学通式为(RO)_x—O＝P(OH)y，R为烷基C6-C20，优选R为烷基C8-C16，x＝1-2y＝1-2；上述多元醇脂肪酸酯的化学通式为R1COOR2，R1为C12-C22的烷基或烯基，R2为多元醇，优选R2为山梨醇或/和甘油；上述脂肪醇醚的化学通式为RO—(CH₂CH₂O)_nH，R为烷基C8-C18，平均n＝3-35，优选R为烷基C12-C18，平均n＝7-30；上述中和剂为二乙醇胺或/和三乙醇胺或/和氢氧化钠或/和氢氧化钾；上述高分子有机硅聚合物为甲基聚硅氧烷，优选为二甲基聚硅氧烷。

上述非极性平滑剂最好选用精制矿物油；上述烷基磷酸酯经中和的盐为钾盐或/和钠盐或/和铵盐。

本发明的另一目的，即上述维尼纶纯纺纤维油剂的制备方法，其步骤为：首先将上述非极性平滑剂和表面活性剂的各个组分依次加入容器中搅拌均匀，再加入助剂中的中和剂，然后调节pH值为中性或弱碱性(pH＝7.0-8.0)后搅拌均匀，最后加入助剂中的其它成分以及余量的水搅拌均匀即可。

本发明中的油剂产品选用的表面活性剂摈弃了现有技术中常用的烷基酚类，避免了烷基酚类生物毒性大，生物降解性差，环保压力大的缺陷，减少了环境污染。

本发明中的油剂产品通过选用多元醇脂肪酸酯型非离子表面活性剂来为油剂提供良好的平滑性、适度的抱合性、柔软性；选用脂肪醇醚表面活性剂使油剂抱合力好、抗静电性好，并具有良好的乳化力；选用磷酸酯盐表面活性剂使油剂具有极好的抗静电性，适度的抱合力，良好的耐热性及耐腐蚀性。同时，本发明油剂组分中的非极性平滑剂也能为油剂提供很好的柔软性和平滑性，使其经本发明油剂处理后的纤维手感好。由于上油的目的是把纤维表面涂上一层油膜，以增加纤维的平滑性、抗静电性、耐热性、耐腐蚀性、柔软性以及抱合性。对于维尼纶纤维其最主要的是解决平滑性、抱合性以及抗静电性。维尼纶纤维上油后的效果如何，其主要检测指标是上油后纤维的比电阻与摩擦系数，因为它们直接影响其可纺性。在纤维达到合适的上油率(0.2～0.5％)后，已上油纤维要求达到的抗静电性为：比电阻5×10⁹欧姆以下；平滑性以静摩擦系数μs和动摩擦系数μd来衡量，μs在0.3～0.4，μd在0.2～0.35，且μs>μd时有较好的平滑性。如表1所示，为本发明油剂在实验中的检测数据。通过检测，使用本发明油剂上油后的纤维具有较好的抗静电性、平滑性和抱合性。

表1 本发明油剂在实验中的检测数据

实验序号	上油率(％)	比电阻(欧姆)	μs	μd
实验序号	上油率(％)	比电阻(欧姆)	μs	μd	实验1	0.35	3.4×10<sup>5</sup>	0.30	0.28
实验2	0.33	3.6×10<sup>5</sup>	0.32	0.29	实验1	0.35	3.4×10<sup>5</sup>	0.30	0.28
实验2	0.33	3.6×10<sup>5</sup>	0.32	0.29	实验3	0.31	3.8×10<sup>5</sup>	0.28	0.26
实验4	0.21	3.0×10<sup>6</sup>	0.30	0.24	实验3	0.31	3.8×10<sup>5</sup>	0.28	0.26
实验4	0.21	3.0×10<sup>6</sup>	0.30	0.24	实验5	0.30	1.8×10<sup>6</sup>	0.28	0.26
实验6	0.27	3.9×10<sup>7</sup>	0.33	0.28	实验5	0.30	1.8×10<sup>6</sup>	0.28	0.26

本发明人通过在理论与实践上对上述各表面活性剂组分和配比、以及其它组分和配比的选择，确定了本发明油剂的配方及其制备方法，使其本发明油剂在具有能赋予纤维优良的抗静电性能，改善纤维的平滑性有柔软性能，增强纤维的抱合性使纤维尽量顺利通过棉纺的各道工序，提高产品质量和劳动生产率，满足后道工序加工的要求等方面均能达到传统产品的性能。经过本发明油剂处理后的纤维产品不仅手感好，具有良好的平滑性、柔软性、适宜的抱合性、抗静电等多种性能，使纤维能顺利通过各后加工工序，可纺性好；而且具有较好的耐热性、抗氧化性和耐腐蚀性等。

另外，乳化剂使油剂的工作乳液稳定是最重要的，如果油剂的工作乳液不稳定，则该油剂在使用中会造成上油不均匀。选择合适的表面活性剂，可得到清亮透明的工作乳液。现有技术中的油剂产品，其油剂本身是透明的，但在配制乳液时却往往不能同时透明，即油剂的乳液不稳定。而本发明则解决了此类问题。由于本发明人在油剂组分和配比上的选择(例如选用的脂肪醇醚表面活性剂就具有良好的乳化力)，使得本发明中的油剂产品在水中极易溶解，其工作乳液是透明的水溶液，其中活性物：10-90％，且稳定性好。本发明中的油剂产品在4000r/min下经离心30min不分层。从而使本发明油剂很容易在纤维上均匀上油，油剂用量更少；并且现有技术中的油剂产品使用时都要加热，而本发明中的油剂使用时不需加热，这样均间接节约了纤维生产成本。

总之，本发明油剂中由于不含烷基酚类表面活性剂，减少了环境污染。而且本发明油剂使用时各项性能优良。经本发明油剂处理后的纤维产品具有良好的平滑性、柔软性、适宜的抱合性(或称集束性)、抗静电性等，使纤维能顺利通过各后加工工序，可纺性好，即纤维纺织加工性能、效果好；而且能满足纤维生产加工的特殊需要，广泛适应纤维生产的工艺条件，如具有耐热性、抗氧化性、耐腐蚀性以及防止因细菌繁殖而引起的油剂发臭变质等。

本发明中的油剂制备方法简单，且在制备时不需加热，使用时也不需要加热溶解，故节省能源，也降低了生产和使用成本。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明，但本发明不仅局限于这些实施例。

实施例1：一种维尼纶纯纺纤维油剂，它由非极性平滑剂、表面活性剂、助剂和水组成，其配比见表2。其中：非极性平滑剂为精制矿物油；表面活性剂中：烷基硫酸酯的化学通式为RO—(CH₂CH₂O)_n—SO₃Na，R为烷基C8-C12，平均n＝2；烷基磷酸酯的化学通式为(RO)_x—O＝P(OH)_y，R为烷基C8-C12，x＝1-2，y＝1-2；多元醇脂肪酸酯的化学通式为R1COOR2，R1为C12-C16的烷基，R2为山梨醇；脂肪醇醚的化学通式为RO—(CH₂CH₂O)_nH，R为烷基C12-C14，平均n＝7-15。上述维尼纶纯纺纤维油剂的制备步骤为：首先将上述作为非极性平滑剂的精制矿物油和表面活性剂的各个组分依次加入容器中搅拌均匀，再加入上述中和剂二乙醇胺，调节pH值为7.0～8.0后搅拌均匀，最后加入助剂中的其它成分以及余量的水搅拌均匀即得本发明产品。

实施例2：一种维尼纶纯纺纤维油剂，各组分配比见表2。其中：非极性平滑剂的化学通式为RH，R为C8-C19的烷基；表面活性剂中：烷基硫酸酯的化学通式为RO—(CH₂CH₂O)_n—SO₃Na，R为烷基C13-C18，平均n＝3；烷基磷酸酯的化学通式为(RO)_x—O＝P(OH)_y，R为烷基C13-C16，x＝1-2，y＝1-2；多元醇脂肪酸酯的化学通式为R1COOR2，R1为C17-C22的烯基，R2为甘油；脂肪醇醚的化学通式为RO—(CH₂CH₂O)_nH，R为烷基C15-C18，平均n＝16-21。其制备步骤同实施例1。

实施例3：一种维尼纶纯纺纤维油剂，各组分配比见表2。其中：非极性平滑剂的化学通式为RH，R为C20-C30的环烷基；表面活性剂中：烷基硫酸酯的化学通式为RO—(CH₂CH₂O)_n—SO₃Na，R为烷基C6-C10，n＝0；烷基磷酸酯的化学通式为(RO)_x—O＝P(OH)_y，R为烷基C6-C10，x＝1-2，y＝1-2；多元醇脂肪酸酯的化学通式为R1COOR2，R1为C17-C22的烷基，R2为多元醇；脂肪醇醚的化学通式为RO—(CH₂CH₂O)_nH，R为烷基C8-C10，平均n＝22-28。其制备步骤同实施例1。

实施例4：一种维尼纶纯纺纤维油剂，各组分配比见表2。其中：非极性平滑剂的化学通式为RH，R为C30-C40的环烷基；表面活性剂中：烷基硫酸酯的化学通式为RO—(CH₂CH₂O)_n—SO₃Na，R为烷基C11-C15，平均n＝4；烷基磷酸酯的化学通式为(RO)x—O＝P(OH)_y，R为烷基C11-C15，x＝1-2，y＝1-2；多元醇脂肪酸酯的化学通式为R1COOR2，R1为C12-C16的烯基，R2为山梨醇；脂肪醇醚的化学通式为RO—(CH₂CH₂O)_nH，R为烷基C10-C14，平均n＝28-35。其制备步骤同实施例1。

实施例5：一种维尼纶纯纺纤维油剂，各组分配比见表2。其中：非极性平滑剂为精制矿物油；表面活性剂中：烷基硫酸酯的化学通式为RO—(CH₂CH₂O)_n—SO₃Na，R为烷基C16-C20，平均n＝5；烷基磷酸酯的化学通式为(RO)_x—O＝P(OH)_y，R为烷基C16-C20，x＝1-2，y＝1-2；多元醇脂肪酸酯的化学通式为R1COOR2，R1为C12-C22的烷基，R2为甘油；脂肪醇醚的化学通式为RO—(CH₂CH₂O)_nH，R为烷基C8-C18，平均n＝3-10。其制备步骤同实施例1。

表2 实施例1～5的配方组成

Claims

1、一种维尼纶纯纺纤维油剂，它由非极性平滑剂、表面活性剂、助剂和水组成，其中各组分在所述油剂中的含量为：

非极性平滑剂：8～25％；

表面活性剂中：硫酸酯5～28％，磷酸酯5～28％，多元醇脂肪酸酯5～20％，脂肪醇醚10～30％；

助剂中：中和剂2～11％，高分子有机硅聚合物0.5～5.0％，防腐剂0.1％；

余量为水；

均按重量百分比计。

2、如权利要求1所述的维尼纶纯纺纤维油剂，其特征在于：所述非极性平滑剂的化学通式为RH，R为C8-C40的烷基或环烷基；所述硫酸酯为烷基硫酸酯，其化学通式为RO-(CH₂CH₂O)_n-SO₃Na，R为烷基C6-C20，平均n＝0-5；所述磷酸酯为烷基磷酸酯，其化学通式为(RO)_x-O＝P(OH)_y，R为烷基C6-C20，x＝1-2，y＝1-2；所述多元醇脂肪酸酯的化学通式为R1COOR2，R1为C12-C22的烷基或烯基，R2为多元醇；所述脂肪醇醚的化学通式为RO-(CH₂CH₂O)_nH，R为烷基C8-C18，平均n＝3-35；所述中和剂为二乙醇胺或/和三乙醇胺或/和氢氧化钠或/和氢氧化钾；所述高分子有机硅聚合物为甲基聚硅氧烷。

3、如权利要求2所述的维尼纶纯纺纤维油剂，其特征在于：所述非极性平滑剂为精制矿物油；所述烷基硫酸酯的化学通式为RO-(CH₂CH₂O)_n-SO₃Na中，R为烷基C8-C18，平均n＝0-5；所述烷基磷酸酯的化学通式为(RO)_x-O＝P(OH)，中，R为烷基C8-C16，x＝1-2，y＝1-2；所述多元醇脂肪酸酯的化学通式为R1COOR2中的多元醇R2为山梨醇或/和甘油；所述脂肪醇醚的化学通式为RO-(CH₂CH₂O)_nH中，R为烷基C12-C18，平均n＝7-30；所述甲基聚硅氧烷为二甲基聚硅氧烷。

4、如权利要求3所述的维尼纶纯纺纤维油剂，其特征在于：所述烷基磷酸酯经中和剂中和的盐为钾盐或/和钠盐或/和铵盐。

5、如权利要求1～4中任一权利要求所述的维尼纶纯纺纤维油剂的制备方法，其特征在于：首先将所述非极性平滑剂和表面活性剂的各个组分依次加入容器中搅拌均匀，再加入助剂中的中和剂，然后调节PH值为中性或弱碱性后搅拌均匀，最后加入助剂中的其它成分以及余量的水搅拌均匀即可。