CN109722889A - 一种环保型纺丝油剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种环保型纺丝油剂，由植物型基础油、复剂、抗飞溅剂和渗透剂组成，植物型基础油在纺丝油剂中的质量百分比为90%～95%，复剂在纺丝油剂中的质量百分比为4%～9%，抗飞溅剂在纺丝油剂中的质量百分比为0.5%～1.0%，渗透剂在纺丝油剂中的质量百分比为0.1%～0.5%。本发明还提供了上述纺丝油剂的制备方法，在反应釜中加入植物油，经过加氢精制后，再经过两次碱洗和两次水洗，得到植物型基础油；之后加入复剂、抗飞溅剂和渗透剂。本产品安全性能远远高于传统纺丝油剂，耐热性好，渗透性好，上油均匀，平滑性好，抗静电性能优异，可有效防止纤维在加工过程中产生毛丝和断头，不易变色。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，尤其涉及纺丝油剂，具体的是一种环保型纺丝油剂及其制备方法。
背景技术
纺丝油剂，是合成纤维成纤及织造加工过程中必需的助剂。主要适用于高速牵伸加捻生产涤纶低弹丝工艺、常规纺牵伸加捻设备生产涤纶牵伸丝DT的加工工艺，及作为涤纶络筒油剂。其作用是使纤维在纺丝过程中具有良好的稳定性、平滑性、集束性、抗静电性，使纤维在纺丝后容易漂洗、不易变色，满足纤维在生产加工中的要求。
目前国内传统纺丝油剂在使用上仍存在显著的缺陷，主要表现在：第一、产品的耐热性差，一方面表现在当连续生产时加热辊温度一旦超出120℃，纺丝油剂就挥发严重，容易使车间内产生较大烟雾，严重影响工人的身体健康；另一方面表现在纺丝油剂结焦现象比较严重，当连续使用时间在20天左右，热辊上就会出现结焦，从而容易造成毛丝和断头现象；第二、纺丝油剂对抗静电性能差，对纤维丝的平滑性与集束性不理想,容易出现因抗静电效果不好而出现经常缠绕和断头的现象；第三、纺丝油剂的稳定性差，易分层，容易发生腐败，产生异味；第四、传统纺丝油剂不可生物降解，一旦发生泄漏就会污染环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种环保型纺丝油剂，所述的这种纺丝油剂要解决现有技术中纺丝油剂耐热性差、抗静电性能差、稳定性差容易变质及污染环境的问题。
本发明一种环保型纺丝油剂，由植物型基础油、复剂、抗飞溅剂和渗透剂组成，所述的植物型基础油在纺丝油剂中的质量百分比为90％～95％，所述的复剂在纺丝油剂中的质量百分比为4％～9％，所述的抗飞溅剂在纺丝油剂中的质量百分比为0.5％～1.0％，所述的渗透剂在纺丝油剂中的质量百分比为0.1％～0.5％；
所述的复剂由植物型基础油、乳化剂、抗静电剂、净洗剂和pH调节剂组成，所述的植物型基础油在纺丝油剂复剂中的质量百分比为30％～40％，所述的乳化剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为30％～40％，所述的抗静电剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为10％～20％，所述的净洗剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为5％～10％，所述的pH调节剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为5％～10％。
进一步的，所述的植物型基础油为菜籽油、花生油、橄榄油的任意一种或两种以上任意比例的组合。
进一步的，所述的抗飞溅剂为三元乙丙胶。
进一步的，所述的渗透剂为二甲基硅油。
进一步的，所述的乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述的抗静电剂为酚醚磷酸酯钾盐，所述的净洗剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
进一步的，所述的pH调节剂为一乙醇胺或三乙醇胺中的一种或两种任意比例的组合。
本发明还提供了上述的环保型纺丝油剂的制备方法，包括一个制备植物型基础油的步骤，然后按照质量百分比称取植物型基础油、复剂、抗飞溅剂和渗透剂，先在一个反应釜中加入植物型基础油，再依次搅拌加入抗飞溅剂、渗透剂，搅拌20～40分钟后，最后加入复剂，再搅拌20～40分钟，即得到环保型纺丝油剂。
进一步的，在所述的制备植物型基础油的步骤中，首先将菜籽油、花生油、橄榄油的任意一种或两种以上的混合组份为原料，先进行加氢精制，加氢精制过程中反应釜的反应压力为8～12MPa，反应温度为250～400℃，进油总空速为0.5～1.0/h，反应氢油体积比为600～800，所述的加氢精制过程中的催化剂为Ni-W/AL2O3、或Ni-Mo-W/AL2O3、或Ni-Mo-Co/AL2O3，随后进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1～65mmHg，切取300～400℃的常压馏分油，得到加氢植物油，然后进行一次碱洗，所述的碱为质量百分比浓度为6％-10％的NaOH或者KOH溶液，用量为加氢植物油重量的2％-6％，温度控制在70-80℃，洗涤60-90min后，通过油水分离器后，进入下一个反应釜中进行一次水洗，用量为加氢植物油重量的5％-10％，温度控制在70-80℃，洗涤60-90min，通过油水分离器后；进行二次碱洗，采用水溶液为碱性的盐进行洗涤，所示的碱性的盐为质量百分比浓度为5％-8％的Na2CO3或K2CO3溶液，用量为加氢植物油重量的1％-5％，温度控制在70-80℃，洗涤60-90min后，通过油水分离器后，进入下一个反应釜中进行一次水洗，水的用量为加氢植物油重量的5％-10％，温度控制在70-80℃，洗涤60-90min后，通过油水分离器后，得到植物型基础油。
进一步的，所述的复剂的制备方法是，先按照质量百分比称取植物型基础油、乳化剂、抗静电剂、净洗剂和pH调节剂，然后在一个反应釜中加入植物型基础油，依次搅拌加入乳化剂、抗静电剂、净洗剂和pH调节剂，在20-40℃温度下混合搅拌20～40分钟即可。
植物型基础油粘度大，根据添加剂的配伍性及加入量原则，经过多次试验，采用先用植物型基础油溶解乳化剂、抗静电剂、净洗剂和pH调节剂得到复剂，然后再把复剂加入植物型基础油中，最后加入抗飞溅剂和渗透剂，得到环保型纺丝油剂。
本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本发明的一种环保型纺丝油剂具有以下优点：
①本产品开口闪点在300-350℃，传统纺丝油剂的开口闪点在130-140℃，本产品的安全性能极高，耐热性好。
②本产品5％水溶液pH值在6.5-7.5之间，传统产品5％水溶液pH值在6.0-6.5，为弱碱性不易变质。
③本产品清洗后残油率在0.3％以下，传统产品清洗后残油率在0.8％以下，不影响纤维丝染色、且拉丝后易漂洗，
④本产品采用了最新的分散螯合技术，使用有机脂肪酸与有机醇胺等材料，油品稳定性好，合成条件温和，生产过程中无三废产生，实现了生产过程中节能环保。
⑤本产品的抗静电效果好，可有效防止纤维在加工过程中产生毛丝和断头。
⑥本产品的油基为食用油，对人体和环境无害，可生物降解，传统纺丝油剂为矿物型，不可自动降解，一旦发生泄漏，会造成环境的污染。
具体实施方式：
实施例1
本发明提供了一种环保型纺丝油剂，由植物型基础油、复剂、抗飞溅剂和渗透剂组成。所述的植物型基础油由菜籽油和花生油组成，其中菜籽油在所述的植物型基础油中的质量百分比为50％，所述的花生油在所述的植物型基础油中的质量百分比为50％。
植物型基础油的制备过程是：先进行加氢精制，加氢精制过程中反应釜的反应压力为10MPa，反应温度为300℃，进油总空速为0.8/h，反应氢油体积比为700，所述的加氢精制过程中的催化剂为Ni-W/AL2O3，随后进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1～65mmHg，切取300～400℃的常压馏分油，得到加氢植物油。然后先用浓度为10％的NaOH溶液，用量为加氢植物油重量的5％，温度控制在80℃，洗涤80min后，通过油水分离器后，进入下一个反应釜中进行水洗，用量为加氢植物油重量的8％，温度控制在70℃，洗涤60min后，通过油水分离器后；进行二次碱洗，采用浓度为8％的Na2CO3溶液，用量为加氢植物油重量的5％，温度控制在75℃，洗涤60min后，通过油水分离器后，进入下一个反应釜中进行一次水洗，用量为加氢植物油重量的10％，温度控制在70℃，洗涤70min后，通过油水分离器后，得到植物基础油。
复剂的制备过程是：先在一个反应釜中加入植物型基础油，依次搅拌加入乳化剂、抗静电剂、净洗剂和pH调节剂，在20℃温度下混合搅拌30分钟即可得到复剂，其中所述的植物型基础油在纺丝油剂复剂中的质量百分比40％，所述的乳化剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为40％，所述的抗静电剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为10％，所述的净洗剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为5％，所述的pH调节剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为5％。
环保型纺丝油剂的制备过程是：在反应釜中加入植物型基础油，再依次搅拌加入抗飞溅剂、渗透剂，搅拌30分钟后，最后加入复剂，再搅拌30分钟。其中所述的植物型基础油在纺丝油剂中的质量百分比为90％，所述的复剂在纺丝油剂中的质量百分比为9％，所述的抗飞溅剂在纺丝油剂中的质量百分比为0.5％，所述的渗透剂在纺丝油剂中的质量百分比为0.5％。
进一步的，所述的抗飞溅剂为三元乙丙胶。
进一步的，所述的渗透剂为二甲基硅油。
进一步的，所述的乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述的抗静电剂为酚醚磷酸酯钾盐。
进一步的，所述的净洗剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
进一步的，所述的pH调节剂为一乙醇胺。
各项物理化学指标见表1所示。
实施例2
本发明提供了一种环保型纺丝油剂，由植物型基础油、复剂、抗飞溅剂和渗透剂组成。所述的植物型基础油由菜籽油、花生油和橄榄油组成，其中菜籽油在所述的植物型基础油中的质量百分比为40％，所述的花生油在所述的植物型基础油中的质量百分比为30％，所述的橄榄油在所述的植物型基础油中的质量百分比为30％。
植物型基础油的制备过程是：先进行加氢精制，加氢精制过程中反应釜的反应压力为10MPa，反应温度为250℃，进油总空速为0.6/h，反应氢油体积比为650，所述的加氢精制过程中的催化剂为Ni-Mo-W/AL2O3，随后进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1～65mmHg，切取300～400℃的常压馏分油，得到加氢植物油。然后用浓度为9％的NaOH溶液，用量为加氢植物油重量的4％，温度控制在80℃，洗涤80min后，通过油水分离器后，进入下一个反应釜中进行水洗，用量为加氢植物油重量的10％，温度控制在70℃，洗涤60min后，通过油水分离器后；进行二次碱洗，采用浓度为8％的Na2CO3溶液，用量为加氢植物油重量的4％，温度控制在75℃，洗涤60min后，通过油水分离器后，进入下一个反应釜中进行一次水洗，用量为加氢植物油重量的10％，温度控制在70℃，洗涤70min后，通过油水分离器后，得到植物基础油。
复剂的制备过程是：在一个反应釜中加入植物型基础油，依次搅拌加入乳化剂、抗静电剂、净洗剂和pH调节剂，在30℃温度下混合搅拌30分钟即可得到复剂，其中所述的植物型基础油在纺丝油剂复剂中的质量百分比35％，所述的乳化剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为35％，所述的抗静电剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为15％，所述的净洗剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为7％，所述的pH调节剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为8％。
环保型纺丝油剂的制备过程是：在反应釜中加入植物型基础油，再依次搅拌加入抗飞溅剂、渗透剂，搅拌30分钟后，最后加入复剂，再搅拌30分钟。其中所述的植物型基础油在纺丝油剂中的质量百分比为92％，所述的复剂在纺丝油剂中的质量百分比为6.5％，所述的抗飞溅剂在纺丝油剂中的质量百分比为1％，所述的渗透剂在纺丝油剂中的质量百分比为0.5％。
进一步的，所述的抗飞溅剂为三元乙丙胶。
进一步的，所述的渗透剂为二甲基硅油。
进一步的，所述的乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述的抗静电剂为酚醚磷酸酯钾盐。
进一步的，所述的净洗剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
进一步的，所述的pH调节剂为三乙醇胺。
各项物理化学指标见表1所示。
实施例3
本发明提供了一种环保型纺丝油剂，由植物型基础油、复剂、抗飞溅剂和渗透剂组成。所述的植物型基础油由菜籽油和橄榄油组成，其中菜籽油在所述的植物型基础油中的质量百分比为50％，所述的橄榄油在所述的植物型基础油中的质量百分比为50％.
植物型基础油的制备过程是：先进行加氢精制，加氢精制过程中反应釜的反应压力为12MPa，反应温度为350℃，进油总空速为0.6/h，反应氢油体积比为780，所述的加氢精制过程中的催化剂为Ni-Mo-W/AL2O3，随后进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1～65mmHg，切取300～400℃的常压馏分油，得到加氢植物油。然后用浓度为8％的NaOH溶液，用量为加氢植物油重量的5％，温度控制在80℃，洗涤70min后，通过油水分离器后，进入下一个反应釜中进行水洗，用量为加氢植物油重量的6％，温度控制在70℃，洗涤60min后，通过油水分离器后；进行二次碱洗，采用浓度为8％的Na2CO3溶液，用量为加氢植物油重量的5％，温度控制在80℃，洗涤60min后，通过油水分离器后，进入下一个反应釜中进行一次水洗，用量为加氢植物油重量的10％，温度控制在70℃，洗涤70min后，通过油水分离器后，得到植物基础油。
复剂的制备过程是：在一个反应釜中加入植物型基础油，依次搅拌加入乳化剂、抗静电剂、净洗剂和pH调节剂，在35℃温度下混合搅拌30分钟即可得到复剂，其中所述的植物型基础油在纺丝油剂复剂中的质量百分比30％，所述的乳化剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为30％，所述的抗静电剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为20％，所述的净洗剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为10％，所述的pH调节剂A在纺丝油剂复剂中的质量百分比为5％，所述的pH调节剂B在纺丝油剂复剂中的质量百分比为5％。
环保型纺丝油剂的制备过程是：在反应釜中加入植物型基础油，再依次搅拌加入抗飞溅剂、渗透剂，搅拌30分钟后，最后加入复剂，再搅拌30分钟。其中所述的植物型基础油在纺丝油剂中的质量百分比为93％，所述的复剂在纺丝油剂中的质量百分比为6％，所述的抗飞溅剂在纺丝油剂中的质量百分比为0.8％，所述的渗透剂在纺丝油剂中的质量百分比为0.2％。
进一步的，所述的抗飞溅剂为三元乙丙胶。
进一步的，所述的渗透剂为二甲基硅油。
进一步的，所述的乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述的抗静电剂为酚醚磷酸酯钾盐。
进一步的，所述的净洗剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
进一步的，所述的pH调节剂A为三乙醇胺，所述的pH调节剂B为一乙醇胺。
各项物理化学指标见表1所示。
实施例4
本发明提供了一种环保型纺丝油剂，由植物型基础油、复剂、抗飞溅剂和渗透剂组成。所述的植物型基础油由菜籽油组成。
植物型基础油的制备过程是：先进行加氢精制，加氢精制过程中反应釜的反应压力为12MPa，反应温度为400℃，进油总空速为0.6/h，反应氢油体积比为650，所述的加氢精制过程中的催化剂为Ni-W/AL2O3，随后进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1～65mmHg，切取300～400℃的常压馏分油，得到加氢植物油。然后用浓度为10％的NaOH溶液，用量为加氢植物油重量的5％，温度控制在80℃，洗涤80min后，通过油水分离器后，进入下一个反应釜中进行水洗，用量为加氢植物油重量的8％，温度控制在70℃，洗涤60min后，通过油水分离器后；进行二次碱洗，采用浓度为8％的Na2CO3溶液，用量为加氢植物油重量的8％，温度控制在80℃，洗涤60min后，通过油水分离器后，进入下一个反应釜中进行一次水洗，用量为加氢植物油重量的8％，温度控制在70℃，洗涤80min后，通过油水分离器后，得到植物基础油。
复剂的制备过程是：在一个反应釜中加入植物型基础油，依次搅拌加入乳化剂、抗静电剂、净洗剂和pH调节剂，在30℃温度下混合搅拌30分钟即可得到复剂，其中所述的植物型基础油在纺丝油剂复剂中的质量百分比40％，所述的乳化剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为30％，所述的抗静电剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为20％，所述的净洗剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为5％，所述的pH调节剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为5％。
环保型纺丝油剂的制备过程是：在反应釜中加入植物型基础油，再依次搅拌加入抗飞溅剂、渗透剂，搅拌30分钟后，最后加入复剂，再搅拌30分钟。其中所述的植物型基础油在纺丝油剂中的质量百分比为95％，所述的复剂在纺丝油剂中的质量百分比为4.2％，所述的抗飞溅剂在纺丝油剂中的质量百分比为0.5％，所述的渗透剂在纺丝油剂中的质量百分比为0.3％。
进一步的，所述的抗飞溅剂为三元乙丙胶。
进一步的，所述的渗透剂为二甲基硅油。
进一步的，所述的乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述的抗静电剂为酚醚磷酸酯钾盐。
进一步的，所述的净洗剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
进一步的，所述的pH调节剂为三乙醇胺。
各项物理化学指标见表1所示。
表1
从表1可看出与，本发明的油品开口闪点高，耐热性好，5％水溶液pH值为弱碱性，不易变质，使用寿命长，残油率低，抗电性能优异。
本发明与国外进口纺丝油剂、传统纺丝油剂各物化性能比较见表2。
表2
从表2可看出与，本发明与传统纺丝油剂相比，具有更高的闪点，提高了安全性能和耐热性能；此外本发明抗静电性、残油率、pH值明显优于传统纺丝油剂。本发明的性能完全可以替代国外纺丝油剂，甚至某些性能更优异，如具有更高的闪点和更低的残油率。
本发明的有益效果在于：首先，与传统纺丝油剂相比，本产品安全性能极佳、可生物降解，对环境友好，对人体无害，属于可再生资源；其次，本产品部分指标由于国际进口品牌，技术领先，价格低于进口品牌；第三，本产品在各项指标上均优于国家行业标准，可有效防止纤维在加工过程中产生毛丝和断头，节约了生产成本。
Claims (10)
1.一种环保型纺丝油剂，其特征在于：由植物型基础油、复剂、抗飞溅剂和渗透剂组成，所述的植物型基础油在纺丝油剂中的质量百分比为90％～95％，所述的复剂在纺丝油剂中的质量百分比为4％～9％，所述的抗飞溅剂在纺丝油剂中的质量百分比为0.5％～1.0％，所述的渗透剂在纺丝油剂中的质量百分比为0.1％～0.5％；
所述的复剂由植物型基础油、乳化剂、抗静电剂、净洗剂和pH调节剂组成，所述的植物型基础油在纺丝油剂复剂中的质量百分比为30％～40％，所述的乳化剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为30％～40％，所述的抗静电剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为10％～20％，所述的净洗剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为5％～10％，所述的pH调节剂在纺丝油剂复剂中的质量百分比为5％～10％。
2.根据权利要求1所述的环保型纺丝油剂，其特征在于：所述的植物型基础油为菜籽油、花生油、橄榄油的任意一种或两种以上任意比例的组合。
3.根据权利要求1所述的环保型纺丝油剂，其特征在于：所述的抗飞溅剂为三元乙丙胶。
4.根据权利要求1所述的环保型纺丝油剂，其特征在于：所述的渗透剂为二甲基硅油。
5.根据权利要求1所述的环保型纺丝油剂，其特征在于：所述的乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
6.根据权利要求1所述的环保型纺丝油剂，其特征在于：所述的抗静电剂为酚醚磷酸酯钾盐，所述的净洗剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
7.根据权利要求1所述的环保型纺丝油剂，其特征在于：所述的pH调节剂为一乙醇胺或三乙醇胺中的一种或两种任意比例的组合。
8.一种制备权利要求1所述的环保型纺丝油剂的方法，其特征在于：包括一个制备植物型基础油的步骤，然后按照质量百分比称取植物型基础油、复剂、抗飞溅剂和渗透剂，先在一个反应釜中加入植物型基础油，再依次搅拌加入抗飞溅剂、渗透剂，搅拌20～40分钟后，最后加入复剂，再搅拌20～40分钟，即得到环保型纺丝油剂。
9.根据权利要求8所述的环保型纺丝油剂的制备方法，其特征在于：在所述的制备植物型基础油的步骤中，首先将菜籽油、花生油、橄榄油的任意一种或两种以上的混合组份为原料，先进行加氢精制，加氢精制过程中反应釜的反应压力为8～12MPa，反应温度为250～400℃，进油总空速为0.5～1.0/h，反应氢油体积比为600～800，所述的加氢精制过程中的催化剂为Ni-W/AL2O3、或Ni-Mo-W/AL2O3、或Ni-Mo-Co/AL2O3，随后进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1～65mmHg，切取300～400℃的常压馏分油，得到加氢植物油，然后进行一次碱洗，所述的碱为质量百分比浓度为6％-10％的NaOH或者KOH溶液，用量为加氢植物油重量的2％-6％，温度控制在70-80℃，洗涤60-90min后，通过油水分离器后，进入下一个反应釜中进行一次水洗，用量为加氢植物油重量的5％-10％，温度控制在70-80℃，洗涤60-90min，通过油水分离器后；进行二次碱洗，采用水溶液为碱性的盐进行洗涤，所示的碱性的盐为质量百分比浓度为5％-8％的Na2CO3或K2CO3溶液，用量为加氢植物油重量的1％-5％，温度控制在70-80℃，洗涤60-90min后，通过油水分离器后，进入下一个反应釜中进行一次水洗，水的用量为加氢植物油重量的5％-10％，温度控制在70-80℃，洗涤60-90min后，通过油水分离器后，得到植物型基础油。
10.根据权利要求8所述的环保型纺丝油剂的制备方法，其特征在于：所述的复剂的制备方法是，先按照质量百分比称取植物型基础油、乳化剂、抗静电剂、净洗剂和pH调节剂，然后在一个反应釜中加入植物型基础油，依次搅拌加入乳化剂、抗静电剂、净洗剂和pH调节剂，在20-40℃温度下混合搅拌20～40分钟即可。
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