CN104947424A - 一种芳纶油剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种芳纶油剂，各组分质量百分比如下：润滑剂92-82%，集束剂3-10%，复合抗静电剂5-8%，其余为添加剂；所述的润滑剂为脂肪酸异辛酯。该芳纶油剂在各种湿度条件下都具有良好抗静电性，不易腐败，满足各种规格芳纶在纺丝生产或二次加工过程中减少纤维磨损和增加纤维与橡胶复合性能的工艺要求，有效提高芳纶质量和下游加工质量。

Description

一种芳纶油剂

技术领域

本发明涉及芳纶长丝生产中使用的助剂，具体地说是一种芳纶油剂。

背景技术

芳纶是一种芳香族聚酰胺纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸碱、重量轻等优良性能，在450℃的温度下不分解不融化，同时还具有良好的绝缘性和抗老化性能。因其性能优异，可广泛用于汽车轮胎、胶管、胶带和涂覆织物等橡胶制品，采用芳纶增强的胶管在耐压、耐热及耐久后的性能明显提高。

为了使芳纶长丝在橡胶制品中能够稳定使用，芳纶生产过程中必须使用油剂进行抗静电和表面处理。由于芳纶纤维相对其他化纤更容易磨损出现毛屑，同时在橡胶制品应用中要求纤维与橡胶基体有良好的复合性能，所以针对芳纶的特性，其油剂需要有更好的润滑性和复合性能。目前国内还没有芳纶成品油剂生产，全部依靠国外进口，进口油剂价格不但昂贵，同时也不能满足芳纶在橡胶制品加工过程中耐磨和复合性能的特殊要求，在使用过程中还存在乳化油剂稳定性差，容易发生腐败，这对芳纶生产造成较大的影响，轻者堵塞管道，导致上油不均，引起毛丝、断头，重者停产整修。因此，为了减少芳纶在纺丝生产或二次加工过程中纤维磨损，增加纤维与橡胶复合性能而开发一种新油剂已非常迫切。

 201310028388.1，名称为“芳纶1313纤维用油剂”的发明专利，公开了一种芳纶1313纤维用油剂，由下述原料按重量份组成：(Z)-9-十八烯酸-十二烷基酯50-70份；乙二胺二邻羟苯基大乙酸铁钠10-30份；二氢磷酸十三烷基酯10-30份；氯化钾20-40份；椰子脂肪酸和二聚乙二胺、大豆脂肪酸乙氧基化物、季铵化氯代甲烷的反应产物10-30份。该专利主要针对芳纶1313开发，增加纤维的柔顺性和抗静电，仍然不能满足芳纶在橡胶制品加工过程中耐磨和与橡胶复合性能的特殊要求。

200910064514.2，名称为“一种芳香族聚酰胺纤维用短纤油剂” 的发明专利，该油剂由以下组分组成：(a)3~40重量%的多元醇脂肪酸酯(b)5~70重量%的聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯(c)5~40重量%的脂肪醇环氧乙烷环氧丙烷无规共聚醚或聚醚酯(d)1~40重量%的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐(e)1~30重量%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐(f)0.1~10重量%的聚醚改性硅油。该专利主要是用来增加芳纶润滑性，针对芳纶短纤维抗静电开发的一种短纤维油剂，并不适用于芳纶长丝在胶管应用领域的开发。

发明内容

本发明为了解决芳纶在纺丝生产或二次加工过程中的磨损问题，增加纤维与橡胶复合性能，提供了一种芳纶油剂。该芳纶油剂在各种湿度条件下都具有良好抗静电性，不易腐败，满足各种规格芳纶在纺丝生产或二次加工过程中减少纤维磨损和增加纤维与橡胶复合性能的工艺要求，有效提高芳纶质量和下游加工质量。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种芳纶油剂，其特征在于：各组分质量百分比如下：润滑剂92-82%，集束剂3-10%，复合抗静电剂5-8%，其余为添加剂；所述的润滑剂为脂肪酸异辛酯。

本发明所述的芳纶为用于橡胶制品加工的芳纶长丝，可减少芳纶在二次加工过程中的纤维磨损，增加纤维与橡胶的粘结性能。

本发明所选的润滑剂为脂肪酸异辛酯，其特点是粘度低、不易腐败、浸润扩展性好，特别适用于芳纶1414，与芳纶1414的接触角较大，更容易浸润，良好的润滑性能可减少纤维与其他硬质接触部件的摩擦。

所述的脂肪酸异辛酯为异辛醇与脂肪酸酯化所得。

优选地，所述的脂肪酸酯为C14-C18的脂肪酸，此范围的脂肪酸酯常温下为液态，且粘度适中，便于油剂泵输送和油嘴上油，纤维浸润性好。

本发明所述的复合抗静电剂为15-烷基磺酸盐、高碳醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐和异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐中的一种或任意两种的混合物，用于消除纤维静电。

集束剂是一种能增加纤维和纤维之间摩擦系数，提高纤维集束能力的物质，这类物质对纤维附着性好，自身凝聚性佳。本发明所述的集束剂为高分子量聚氧丙烯醚、油酸聚乙二醇400双酯和月桂酸聚氧乙烯酯中的一种或者任意两种的混合物。

优选地，所述高分子量聚氧丙稀醚的分子量为1000-2500，优点是粘度适中，抱合性能好，进一步优选地，以1500-2000效果更佳。

本发明所述的添加剂为防腐剂，防腐剂的加入可以大大延缓油剂的腐败，保证油剂的使用和储存稳定性。

优选地，所述的防腐剂为咪唑类化合物，效果持久，对人体无害，与油剂体系相容性好。

本发明所述芳纶油剂的制备方法：按各组分的质量百分比，先将集束剂和复合抗静电剂加入反应釜，加热至40-60°C搅拌均匀，接着将润滑剂加入反应釜中，搅拌30-40min后，再加入添加剂，搅拌均匀后冷却，过滤产品。

本发明与现有技术相比，具有以下显著的优点：

1. 使用本发明油剂的芳纶纤维与金属摩擦因数明显减小，具有极好的纤维润滑性能，降低纤维与硬质接触表面摩擦因子，有效减少纺丝和加工过程中对纤维的磨损。

2. 本发明油剂与芳纶有较好的浸润扩展性，同时也与橡胶有较好的相容复合，使用本发明油剂的芳纶纤维用于汽车胶管后，纤维剥离强力大大提高。

3. 本发明油剂腐败时间要明显长于国外产品，不易腐败变质，能长期稳定使用。使用本发明油剂后，纺丝工艺稳定性的纤维毛丝个数明显减少，保证纺丝工艺的稳定。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种芳纶油剂，油剂的各组分及重量百分含量如下：

润滑剂82%，集束剂10%，复合抗静电剂6%，其余为添加剂；所述的润滑剂为脂肪酸异辛酯。

实施例2

一种芳纶油剂，油剂的各组分及重量百分含量如下：

润滑剂86%，集束剂3%，复合抗静电剂8%，其余为添加剂；所述的润滑剂为脂肪酸异辛酯。

所述的脂肪酸异辛酯为异辛醇与脂肪酸酯化所得。

实施例3

一种芳纶油剂，油剂的各组分及重量百分含量如下：

润滑剂88%，集束剂5%，复合抗静电剂6%，其余为添加剂；所述的润滑剂为脂肪酸异辛酯。

所述的脂肪酸异辛酯为异辛醇与脂肪酸酯化所得，所述的脂肪酸酯为含14个碳原子的脂肪酸。

实施例4

一种芳纶油剂，油剂的各组分及重量百分含量如下：

润滑剂88%，集束剂6%，复合抗静电剂5%，其余为添加剂；所述的润滑剂为脂肪酸异辛酯。

所述的脂肪酸异辛酯为异辛醇与脂肪酸酯化所得，所述的脂肪酸酯为含18个碳原子的脂肪酸。

所述的复合抗静电剂为15-烷基磺酸盐。

实施例5

一种芳纶油剂，油剂的各组分及重量百分含量如下：

润滑剂90%，集束剂3.5%，复合抗静电剂6%，其余为添加剂；所述的润滑剂为脂肪酸异辛酯。

所述的脂肪酸异辛酯为异辛醇与脂肪酸酯化所得，所述的脂肪酸酯为含15个碳原子的脂肪酸。

所述的复合抗静电剂为高碳醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐和异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐。

所述的集束剂为高分子量聚氧丙烯醚。

所述的芳纶为用于橡胶制品加工中的芳纶长丝。

实施例6

一种芳纶油剂，油剂的各组分及重量百分含量如下：

润滑剂85.5%，集束剂4.5%，复合抗静电剂7.8%，其余为添加剂；所述的润滑剂为脂肪酸异辛酯。

所述的脂肪酸异辛酯为异辛醇与脂肪酸酯化所得，所述的脂肪酸酯为含16个碳原子的脂肪酸。

所述的复合抗静电剂为15-烷基磺酸盐和异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐。

所述的集束剂为分子量为1000的高分子量聚氧丙烯醚和油酸聚乙二醇400双酯。

所述的芳纶为用于橡胶制品加工中的芳纶长丝。

实施例7

一种芳纶油剂，油剂的各组分及重量百分含量如下：

润滑剂87.5%，集束剂6%，复合抗静电剂5%，其余为防腐剂；所述的润滑剂为脂肪酸异辛酯。

所述的脂肪酸异辛酯为异辛醇与脂肪酸酯化所得，所述的脂肪酸酯为含17个碳原子的脂肪酸。

所述的复合抗静电剂为高碳醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐。

所述的集束剂为分子量为2000的高分子量聚氧丙烯醚和月桂酸聚氧乙烯酯。

所述的芳纶为用于橡胶制品加工中的芳纶长丝。

实施例8

一种芳纶油剂，油剂的各组分及重量百分含量如下：

润滑剂88.5%，集束剂6%，复合抗静电剂5.5%，其余为防腐剂；所述的润滑剂为脂肪酸异辛酯。

所述的脂肪酸异辛酯为异辛醇与脂肪酸酯化所得，所述的脂肪酸酯为含16个碳原子的脂肪酸。

所述的复合抗静电剂为15-烷基磺酸盐和高碳醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐。

所述的集束剂为分子量为1500的高分子量聚氧丙烯醚和月桂酸聚氧乙烯酯。

所述的芳纶为用于橡胶制品加工中的芳纶长丝。

实施例9

一种芳纶油剂，油剂的各组分及重量百分含量如下：

润滑剂86%，集束剂6%，复合抗静电剂7%，其余为咪唑类防腐剂；所述的润滑剂为脂肪酸异辛酯。

所述的脂肪酸异辛酯为异辛醇与脂肪酸酯化所得，所述的脂肪酸酯为含18个碳原子的脂肪酸。

所述的复合抗静电剂为高碳醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐。

所述的集束剂为分子量为2500的高分子量聚氧丙烯醚和油酸聚乙二醇400双酯。

所述的芳纶为用于橡胶制品加工中的芳纶长丝。

实施例10

一种芳纶油剂，油剂的各组分及重量百分含量如下：

润滑剂88%，集束剂4.5%，复合抗静电剂6.5%，其余为咪唑类防腐剂；所述的润滑剂为脂肪酸异辛酯。

所述的脂肪酸异辛酯为异辛醇与脂肪酸酯化所得，所述的脂肪酸酯为含14个碳原子的脂肪酸。

所述的复合抗静电剂为高碳醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐。

所述的集束剂为分子量为1800的高分子量聚氧丙烯醚。

所述的芳纶为用于橡胶制品加工中的芳纶长丝。

实施例11

一种芳纶油剂，油剂的各组分及重量百分含量如下：

润滑剂92%，其中棕榈酸异辛酯30.8%，正二十酸异辛酯30.6%，豆蔻酸异辛酯30.6%；集束剂5%，其中高分子量聚醚3%,油酸聚乙二醇双酯2% ；复合抗静电剂2%,其中高碳醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐1%，15-烷基磺酸盐1%；防腐剂1%。

实施例12

一种芳纶油剂，油剂的各组分及重量百分含量如下：

润滑剂90%，其中棕榈酸异辛酯30%，正二十酸异辛酯30%，硬脂酸异辛酯30%；集束剂5%，其中高分子量聚醚3%,油酸聚乙二醇双酯2% ；复合抗静电剂3.5%,其中高碳醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐2.5%，15-烷基磺酸盐1%；防腐剂1%。

本发明的芳纶油剂与目前市场上流行的国外产品的各种性能比较见表1、表2和表3。

表1 物化性能指标测试对比

从表1看出，本发明的油剂粘度低于国外油剂，低粘度的油剂便于计量以及油剂在纤维中的均匀分散。

表2 应用性能指标测试对比

从表2可以看出，本发明油剂冒烟温度与国外油剂相当，从抗静电效果来看，在高湿度条件下本发明油剂抗静电有明显的优势。从油剂储存耐腐败能力来看，本发明油剂原油的腐败时间要明显长于国外产品。

表3纤维应用性能测试结果

从表3可以看出，在纤维力学性能相近的前提下，使用本发明油剂，体现纺丝工艺稳定性的纤维毛丝个数明显减少；纤维与金属摩擦因数明显减小，具有极好的纤维润滑性能，降低纤维与硬质接触表面摩擦因子，有效减少纺丝和加工过程中对纤维的磨损，有利于长丝后续加工应用，尤其本发明油剂处理的纤维用于汽车胶管后，纤维剥离强力大大提高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种芳纶油剂，其特征在于：各组分质量百分比如下：润滑剂92-82%，集束剂3-10%，复合抗静电剂5-8%，其余为添加剂；所述的润滑剂为脂肪酸异辛酯。

2.根据权利要求1所述的一种芳纶油剂，其特征在于：所述的芳纶为用于橡胶制品加工中的芳纶长丝。

3.根据权利要求1所述的一种芳纶油剂，其特征在于：所述的脂肪酸异辛酯为异辛醇与脂肪酸酯化所得。

4.根据权利要求3所述的一种芳纶油剂，其特征在于：所述的脂肪酸酯为C14-C18的脂肪酸。

5.根据权利要求1所述的一种芳纶油剂，其特征在于：所述的复合抗静电剂为15-烷基磺酸盐、高碳醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐和异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐中的一种或任意两种的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种芳纶油剂，其特征在于：所述的集束剂为高分子量聚氧丙烯醚、油酸聚乙二醇400双酯和月桂酸聚氧乙烯酯中的一种或者任意两种的混合物。

7.根据权利要求6所述的一种芳纶油剂，其特征在于：所述高分子量聚氧丙稀醚的分子量为1000-2500。

8.根据权利要求7所述的一种芳纶油剂，其特征在于：所述高分子量聚氧丙稀醚的分子量为1500-2000。

9.根据权利要求1所述的一种芳纶油剂，其特征在于：所述的添加剂为防腐剂。

10.根据权利要求9所述的一种芳纶油剂，其特征在于：所述的防腐剂为咪唑类化合物。