CN101845752B - 涤纶高速纺poy超细旦丝油剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涤纶高速纺POY超细旦丝油剂，该油剂中包含重量百分含量大于等于90％的无规聚醚润滑剂、重量百分含量小于等于5％的磷酸酯类抗静电剂、重量百分含量小于等于5％的特殊脂肪酸酯乳化剂以及重量百分含量小于等于5％的调节剂。本发明的油剂用在高速卷绕(速度达3600米/分)及摩擦假捻涤高纺细旦丝的制作中，具有良好的工艺性能，可产生优质丝及减少断丝故障。

Description

涤纶高速纺POY超细旦丝油剂

技术领域

本发明涉及合成纤维在加工中使用的一种油剂，具体涉及一种涤纶高速纺POY细旦丝油剂。

背景技术

近四十年来随着变形纱的发展，开展了POY-DTY新技术，在国外纺速为3200-4000米/分的聚酯纤维生产已投入了规范化生产，我国从八十年代初引进了一些高速纺丝牵伸变形丝的中间试验设备，几年来的实验对合理选择工艺条件提供了充分的依据，认识到高速纺丝工艺不仅提高产量，更主要的纺丝质量结构性能稳定存放时间较长，从而可远距离输送后进行加工，近几年来全国纷纷引进了高速纺生产设备，至2000年生产能力已达400万吨，预期至2008年高速纺设备生产能力可超过800万吨，高速纺丝工业化已进入一个新阶段。

随着高速纺丝的发展，其加工条件相对较苛刻，对高速纺丝油剂有较高要求，欲获得物理机械性能好的POY丝和品质优良的DTY丝，油剂将起到十分重要作用，为满足高速纺丝生产需要，提高丝的质量，研制高速纺丝油剂，无论从提高涤纶细旦丝油技术水平，还是提高仿真丝高档品质产品从经济效益都有重要意义。

发明内容

本发明目的是提供一种高速卷绕(速度达3600米/分)及摩擦假捻涤高纺细旦丝油剂。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种涤纶高速纺POY超细旦丝油剂，该油剂中包含重量百分含量大于等于90％的无规聚醚润滑剂、重量百分含量小于等于5％的磷酸酯类抗静电剂、重量百分含量小于等于5％的特殊脂肪酸酯乳化剂以及重量百分含量小于等于5％的调节剂。

优选地，所述的油剂由如下重量百分比的组份组成：

油数二乙醇酰胺            15～18％

二聚氧丙烯月桂酰胺        2～4％

POE(3)异十三醇醚磷酸酯    2～4％

丁基溶纤剂                2～4％

POE(6)壬基酚醚            3～5％

POE(10)壬基酚醚           3～5％

POE(6)油醇醚                3～5％

十二烷基磷酚钠              2～5％

矿物油                      25～35％

异十三醇硬酯酸酯            20～30％

醋酸酯                      3～7％。

更进一步地，所述的油剂由如下重量百分比的组份组成：

油数二乙醇酰胺                    17％

二聚氧丙烯月桂酰胺                3％

POE(3)异十三醇醚磷酸酯            3％

丁基溶纤剂                        2％

POE(6)壬基酚醚                    4％

POE(10)壬基酚醚                   4％

POE(6)油醇醚                      4％

十二烷基磷酚钠                    3％

矿物油                            30％

异十三醇硬酯酸酯                  25％

醋酸酯                            5％。

优选地，所述的油剂由如下重量百分比的组份组成：

无规聚醚                    35～45％

POE烷基灵磷酸钾盐           3～5％

烷基磺酸钠                  2～3％

PEG月桂酸酯                 8～12％

POE(40)蓖麻油               3～6％

三脂肪酸酯                  8～12％

高级脂肪酸衍生物柔软剂      3～5％

琥珀酸渗透剂                15～25％

吐温80                      3～5％。

更进一步地，所述的油剂由如下重量百分比的组份组成：

无规聚醚                    40％

POE烷基灵磷酸钾盐           4％

烷基磺酸钠                    3％

PEG月桂酸酯                   10％

POE(40)蓖麻油                 5％

三脂肪酸酯                    10％

琥珀酸渗透剂                  4％

高级脂肪酸衍生物柔软剂        20％

吐温80                        4％。

优选地，所述的油剂由如下重量百分比的组份组成：

癸二酸二异辛酯                  20～30％

三羟甲基乙烷                    12～18％

烷基磷酸酯盐                    3～5％

磺蓖麻油酸酯盐                  5～8％

月桂酸聚乙二醇酯                3～8％

琥珀酸渗透剂                    15～30％

烷基酸                          3～5％

十二醇                          3～5％

三乙醇胺                        3～5％

油酸咪唑啉                      5～8％

吐温80                          3～5％。

更进一步地，所述的油剂由如下重量百分比的组份组成：

癸二酸二异辛酯                  25％

三羟甲基乙烷                    15％

烷基磷酸酯盐                    4％

磺蓖麻油酸酯盐                  7％

月桂酸聚乙二醇酯                5％

琥珀酸渗透剂                    21％

烷基酸                          4％

十二醇                          4％

三乙醇胺                        4％

油酸咪唑啉                      7％

吐温80                4％。

由于上述技术方案运用，本发明的油剂用在高速卷绕(速度达3600米/分)及摩擦假捻涤高纺细旦丝的制作中，具有良好的工艺性能，可产生优质丝及减少断丝故障。此外，它还具有下列特殊性能：能以3600米/分的速度生产尺寸十足(10-15公斤)的卷装，而不会发生“蛛网丝”和“塌边”等疵点，亦不会因卷绕头动程较短(如150或170毫米)而出现卷装疵点。可消除油盘处油剂“飞溅”或“抛洒”，以免引起在卷绕头往复导丝器前方的导丝钩处的长丝断裂。成功的应用于速度超过700米/分的新式矮型假捻机。不在加热板上沉积残留物。在锭子式假捻机和摩擦式假捻机上使用良好。可配成7％溶液，用计量泵(喷淋)上油，上油率为0.25％(油剂中非水成分对纤维的重量百分比，下同)。可配成10％溶液，用油盘上油，上油率为0.25％。

具体实施方式

本发明的高速纺丝油剂的主要组份和作用见下表：

名称	组份	作用	重量百分比含量
				润滑剂	无规聚醚	平滑性	≥90％
抗静电剂	磷酸酯类	抗静电性防腐蚀	≤5％
				乳化剂	特殊脂肪酸酯	增加聚醚和抗静电剂相溶性	≤5％
调节剂	丁基溶纤剂或吐温80	增加乳液稳定性并防细菌生长	≤5％

高速纺丝油剂的主要技术规格如下：

1、外观：淡黄色透明油状物

2、粘度40℃：70～80(CST)

3、12％乳液粘度40℃：＜1.45(CST)

4、闪点(开口)：＞200℃

5、PH(1％乳液)：6.5±1

6、有效成份：90±2％

7、浊点温度：＞50℃

8、样品高温残留量：＜4％

220℃-2hr试样2克

试验结果：自行合成单体研制复配的高速纺丝细旦丝POY，油剂分别在国内引进的最新有代表性设备上与进口油剂E-2085、FT-59.9、FT-621、D-2118A、D-2169S等进行应用试验对比，可纺性和纤维各项物理指标都很接近，工业生产试验表明油剂可适用于西德巴马格、日本春田、英国scregp纺丝机和变形机。

涤高纺细旦丝油剂是一种纺丝油剂，适合应用于BARMAG卷绕机以生产涤纶POY(预取向)长丝；这种工艺的卷绕速度可达3200～4000米/分，以170毫米的卷绕头动程生产15公斤的卷装。这种油剂可先配成浓度为10％左右的水溶液，然后采用单油盘上油。涤高纺细旦丝油剂可使用计量泵(喷淋)上油，以保证锭子式假捻或摩擦式假捻设备运行顺利。若采用油盘上油方式，则油剂需配成约10％的较高浓度溶液，方可取得所需的上油率。在高速卷绕(速度达3600米/分)及摩擦假捻涤高纺细旦丝油剂。具有良好的工艺性能，可产生优质丝及减少断丝故障。此外，它还具有下列特殊性能：能以3600米/分的速度生产尺寸十足(10-15公斤)的卷装，而不会发生“蛛网丝”和“塌边”等疵点，亦不会因卷绕头动程较短(如150或170毫米)而出现卷装疵点。可消除油盘处油剂“飞溅”或“抛洒”，以免引起在卷绕头往复导丝器前方的导丝钩处的长丝断裂。成功的应用于速度超过700米/分的新式矮型假捻机。不在加热板上沉积残留物。在锭子式假捻机和摩擦式假捻机上使用良好。可配成7％溶液，用计量泵(喷淋)上油，上油率为0.25％(油剂中非水成分对纤维的重量百分比，下同)。可配成10％溶液，用油盘上油，上油率为0.25％。

应用

运用时，涤高纺细旦丝油剂需先配成水乳化液，然后用计量泵或油盘上油。乳液的适宜浓度为7-10％(非水成分)。对于涤纶POY丝来说，吸水量应加以限制。

一般的上油率应在0.25％左右。用油盘上油时，应使用10％的油剂乳剂；喷淋上油时，应使用7％乳液。

溶液配制时，将所需量的油剂加入20-25℃水中，徐徐的搅拌涤高纺细旦丝油剂会形成澄清溶液，可搁置14天以上而不变化。

下面列举三个具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述：

实施例一

一种涤纶高速纺细旦丝POY油剂，其复配组分和各组分的重量百分含量如下：

1、油数二乙醇酰胺                17％

2、二聚氧丙烯月桂酰胺            3％

3、POE(3)异十三醇醚磷酸酯        3％

4、丁基溶纤剂                    2％

5、POE(6)壬基酚醚         4％

6、POE(10)壬基酚醚        4％

7、POE(6)油醇醚           4％

8、十二烷基磷酚钠         3％

9、矿物油                 30％

10、异十三醇硬酯酸酯      25％

11、醋酸钠                5％

涤纶高速纺POY油剂，涉及的是油剂能在4000米/分以上上油，不产生抗静电性，从而大大降低毛丝断头、每分钟可以0.25％上油率13-14.5kg产量，并可上涤纶细旦丝或￥异型超细旦丝(50D/96F)。本发明的油剂亦可叫超细旦丝油剂，本实施例的关键之一使设计的油剂配方在单体上控制抗静电性单体组分，以下讲述抗静电上油的关系。

合成纤维比天然纤维有许多优越性，如强度大，耐摩擦，耐晒，耐高温，耐腐蚀等。但合成纤维的吸湿性和导电性很差，因此，在纺丝特别是在纺丝加工过程中，由于纤维与纤维，纤维与机器之间的摩擦产生静电，而合纤的绝缘性强，静电不易逸散，在纺丝时会出现丝束发散，不能顺利卷绕，产生毛丝，断头，烘干时出现乱丝：在纺纱厂会出现纤维成卷困难，在并条，工序出现缠罗拉，毛丝，出现断头。合纤织物穿用时也因静电易吸尘，易污染等例如，穿用涤纶织物时静电荷为350-620伏，而棉织物只有2-20伏。

合纤维电干扰使合纤厂和纺织厂劳动生产率下降，产品质量下降，并影响穿用，因此，研究任何一种油剂都必须考虑其抗静电性能。由于表面活性剂分子在纤维表面成定向的吸附层，而清水基缶空气与空气中水份结合，增加了纤维的吸湿性和导电度，减少了电荷的积聚。而疏水基则增加了平滑性，减少了静电的发生，从此产生了抗静电效果。

实施例二：

一种涤纶高速纺细旦丝POY油剂，其复配组分和各组分的重量百分含量如下：

1、无规聚醚                        40％

2、POE烷基磷酸钾盐                 4％

3、烷基磺酸钠                      3％

4、PEG月桂酸酯                     10％

5、POE(40)蓖麻油                   5％

6、三脂肪酸酯                      10％

7、高级脂肪酸衍生物柔软剂     4％

8、琥珀酸渗透剂               20％

9、吐温80                     4％

本实施例的油剂可以有效解除油剂与纤维吸附力，对纤维的亲和性保护纤维表面与金刚磨的假捻盘，假捻时摩擦损伤纤维条干造成而使品质等级下降的特点。

涤纶高速纺POY超细旦丝油剂在使用过程中，证明可纺性和油剂质量达到先进水平，借助于工艺条件适当调整可使用于各种纺丝和变形设备。

该油剂的特点：

1、保证可纺性能，明确油剂配方、严格按照各种工艺条件以及各种设备对油剂的要求，结合表面污性剂结构理论选用特殊起始剂的无规聚醚和规定一定范围的分子量以及PO/EO比例。

2、保证油剂质量稳定性的关键在于对无规聚醚加成工艺的严格控制以及游离PEG，游离脂肪酸含量，无规度，粘度和PO/EO比例的严格控制。

3、涤高纺细旦丝油剂组份不太复杂。加工方便，乳液配制只需在常温下用纯水搅拌调制即可，不需要加热保温，即可成为清水溶液(有时出色荧光)。

4、涤高纺细旦丝油剂原料绝大部分是环氧乙烷，环氧丙烷国内货源丰富，乙二醇一环氧乙烷装置，基中商品聚氧乙烷200万吨，产品纯度高EO含量达99.99％，含醛量在100ppm以下，不仅保证单体质量，而且可降低成本，因此作为涤纶高速纺POY油剂主组份的无规聚醚润滑剂具备工业化生产条件。

实施例三：一种涤纶高速纺POY油剂(即超细旦丝油剂)其复配组分和各组分的重量百分含量如下：

1、癸二酸二异辛酯(DOB)         25％

2、三羟甲基乙烷                15％

3、烷基磷酸酯盐(MOA₃PK)        4％

4、磺蓖麻油酸酯盐              7％

5、月桂酸聚乙二醇酯            5％

6、琥珀酸渗透剂                21％

7、烷基酸OPV                   4％

8、十二醇                      4％

9、三乙醇胺                   4％

10、油酸咪唑啉                7％

11、吐温80                    4％

以上的三个实施例具有以下几点特性：1、上油率仅可在0.25％左右，而现有油剂产品上油率在0.47％左右，因此本发明涤纶高速纺POY油剂从上油率上即可以省40％以上；2、本发明的油剂制造成本低。

一、油剂技术要点

1、单体质量控制：

(1)、控制占油剂组份90％以上的各类无规聚醚单体质量保证油剂质量的关键，除了合理配方设计以外。

(2)、控制无规聚醚中游离PEG是减少油剂对皮圈膨润，从而使油剂适用于春田皮卷式假捻设备上，试验结果见下表：

(3)、试验方法：将皮圈浸入油剂与各进口油剂，(温度60±1℃，相对温度70±2℃，时间72小时)，测定其橡皮卷体积和重量变化情况。

油剂名称	油剂浸润72hr后体积变化ΔV％	浸润72hr后重量变化ΔW％
			1、西德FT5959	0	8.5
2、日本(松本)E-2085	8％	6.8
			3、日本(松本)E-3601	33％	11.2
4、日本(竹本)F-2118	25％	8.65
			5、日本(竹本)F-2118A	8％	5.8
6、日本(竹本)F-2198	8％	5.1
			7、西德FT6245	0	7.0
8、日本(三洋)SF-E228	0	5.25
			9、日本(竹本)F-2169	0	5.35
10、日本F-2161	25％	3.75
			11、西德LW953	0	6.95
12、自制	0	4.8

2、游离脂肪酸的控制理论上分析润滑在加热板上冒烟、结焦。滴油无非于两种反应引起一是润滑剂组份爱热氧化生成含氧游离基尔断链，形成低分子挥发物即产生冒烟，其二是含氧游基再度聚合成焦状物质即形成热板结焦滴油无规聚醚润滑剂属于第一类锻炼反应所以结焦少；

(1)、选用部分特殊起始剂的无规聚醚，提高油剂对纤维界面媳妇力，提高了油剂对纤维的亲合性和复面覆盖性，从而保护了纤维表面，特别能经受住在BamagFK-6 9000用金刚砂的假捻盘假捻时，纤维不仅受到摩擦盘间的摩擦力，而且还受到旋转摩擦盘的剪切力，试验表明在OPUO.30±0.05％范围内能顺利加工，使该油剂能应用于金刚砂摩擦盘的苛刻变形条件。

(2)、选用少量特殊添加剂，增加了抗静电剂和无规聚醚的相溶性：作为抗静电剂的阴离子表面活性剂与非离子的聚醚相溶性较差我们采用烷基酚聚氧乙熔磷酸酯类作为抗静电剂后，两者相溶性有明显改善，但长期存放后，抗静电剂仍有部分分离现象，采用少量特殊添加剂后更增强了抗静电剂和无规聚醚的相溶性，使油剂较长时间存放仍能澄清透明。

3、油剂对纺丝、变形的工艺要求：

工艺条件的配合时用好任何油剂的重要因素，如牵伸比是POY丝久伸变形的一个重要的工艺参数，牵伸比增加，纤维大分子取向排列整齐，所以强度增强，延伸度下降。根据纤维所需的强伸指标，可选挥适当的牵伸比，牵伸比过大，会导致较高加捻张力和介捻张力，牵伸过小，会导致较小另捻张力。过低的加捻张力和介捻张力会使体系不稳定，捻度在假捻留下方不能全部消除、由于这样捻变有可能纤维粘在一起形成紧点；过高的加捻矿物油，脂肪酸酯等氧化分介属于易高度聚合，因此生成胶状物较多，游离脂肪酸挥发后在热箱二端，温度较低，容易再凝聚是结焦多的主要原因在，因此油剂单体中游离脂肪酸控制是减少冒烟结焦的关键之一。

4、控制无规聚醚单体合成工艺保持粘度稳定：

作为润滑剂的无规聚醚，其粘度大小，在流体润滑中将主宰摩擦力大小，直接影响到一系列性能，如摩擦抵抗力，白粉粘性，上油均匀性及张力波动等，当POY丝经高速纺牵伸和假捻时，由于丝束和导丝钧等接触体的摩擦抵抗增大丝束带动罗拉，当油剂粘度增大时，运行的丝束容易产生粘滑现象，造成丝束有时松弛，有时紧张的张力波动，以至使假捻不匀，造成M率下降因此对一定分子范围内的无规聚醚，保持其粘度稳定的十分重要的。

5、控制稳定的PO/EO比例：

PO/EO比例直接影响油剂的浊点，丝对金属的系数F/M ud、水溶性、表面张力、油剂加热分介后残留量等，严格控制原料质量和合理的工艺是保证PO/EO比例稳定的前提。实践证明：无规聚醚单体合成工艺技术，直接决定，油剂质量好坏。

二、配方设计中技术关键中介捻能力会使体系较稳定，但由于介捻太完全，有假捻器下方的纤维呈松散状态，在较大张力下容易形成毛丝，对此一个合理的工艺必须选择合理的牵伸比，使加捻张力T和介体张力T2不会过大过小，以有利于消除毛丝和僵丝。

每当更换一种新油剂时，因油剂的粘度，摩擦系数等直接影响摩擦阻抗，从而有时会影响到张力大小，有时会破坏原来平衡，出现不正常现象，在这种情况下做相应的工艺调整是十分必要的。又是D/T2张力比也通过D/Y比来调整(假捻器的表面速度与假捻的牵伸纤维离开假捻器的速度之比)。当纺丝速度固定时，摩擦有传数可调整，从测得能力变化情况看，加捻张力随D/Y比增加，而介捻张力是随D/Y比增加而下降。D/Y比过大时，介捻张力大，介捻不充分，含形成僵丝和紧点；D/Y比过小时，介捻张力大，介拈充分，纤维从摩擦盘出来的丝处于无捻的松散状态，因而容易形成毛丝。间样换新油剂后由于油剂摩擦抵抗直接影响到加捻合拈张力，又是会出现一些不正常情况，工艺上调整平衡后交有帮助的，如在实验期间有较长一段时间成品质量较好，但丝外观较差，主要是毛丝，科技人员积极努力多方调整了T1/T2T32后终于解决了毛丝问题，为油剂使用做出贡献。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种涤纶高速纺POY超细旦丝油剂，其特征在于：所述的油剂由如下重量百分比的组份组成：

2.根据权利要求1所述的涤纶高速纺POY超细旦丝油剂，其特征在于：所述的油剂由如下重量百分比的组份组成：

3.一种涤纶高速纺POY超细旦丝油剂，其特征在于：所述的油剂由如下重量百分比的组份组成：

4.根据权利要求3所述的涤纶高速纺POY超细旦丝油剂，其特征在于：所述的油剂由如下重量百分比的组份组成：

5.一种涤纶高速纺POY超细旦丝油剂，其特征在于：所述的油剂由如下重量百分比的组份组成：

6.根据权利要求5所述的涤纶高速纺POY超细旦丝油剂，其特征在于：所述的油剂由如下重量百分比的组份组成：