專利名稱：維尼綸純紡纖維油劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精細(xì)化工產(chǎn)品，具體地說是維尼綸纖維在抽絲紡絲紡紗等加工過程中使用的一種維尼綸純紡纖維油劑，本發(fā)明還提供該油劑的制備方法。
背景技術(shù)：
以纖維用聚乙烯醇為原料，用醛類處理而得到的聚乙烯醇縮甲醛纖維，即通常所說的維尼綸纖維。維尼綸在合成纖維中屬卷曲穩(wěn)定性和解捻滑脫性較差的纖維，必須依靠油劑來改善和提高它在紡織過程中的紡絲紡紗性能。上油的目的是使纖維束的表面覆上一層油膜，賦于絲束以平滑、抗靜電和集束等基本特性，其主要作用是提高纖維平滑性，保持纖維與纖維間、纖維與其它接觸部件間的適宜的摩擦系數(shù)；減少纖維生產(chǎn)加工中產(chǎn)生的靜電，并使之迅速消失；在確保纖維具有一定的平滑性的前提下，纖維有較好的集束性(或抱合性)，使纖維能順利通過各后加工工序，可紡性好。根據(jù)纖維生產(chǎn)加工的特殊需要，油劑要適應(yīng)其工藝條件，如具有耐熱、抗氧化性、耐腐蝕性以及防止因細(xì)菌繁殖而引起的油劑發(fā)臭變質(zhì)等。
目前國內(nèi)使用的維尼綸纖維純紡油劑多以中性油脂(如植物油，礦物油)、表面活性劑、及其它原料助劑制作而成。其中表面活性劑多為陰離子型的和非離子型的，且主要包含有烷基酚類。烷基酚類表面活性劑具有良好的潤濕力、乳化力和增溶能力，特別是采用烷基酚類表面活性劑的油劑使紡織加工效果好。但烷基酚類生物毒性大，生物降解性差，環(huán)保壓力大。而不含烷基酚類的油劑產(chǎn)品則使用時(shí)常常不能滿足纖維生產(chǎn)加工過程中賦于纖維以良好的平滑、柔軟、抱合、抗靜電等多種性能的要求，使纖維加工性能差，纖維的加工成本增高；或者因引入含鹵素的陽離子型表面活性劑而對設(shè)備造成腐蝕。另外，現(xiàn)有的油劑產(chǎn)品，其油劑本身是透明的，但在配制乳液時(shí)卻往往不能同時(shí)透明，即油劑的乳液不穩(wěn)定，這樣導(dǎo)致油劑在使用中會造成上油不均勻，從而也不能滿足上述纖維生產(chǎn)加工的特殊需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種滿足環(huán)保要求、使用性能優(yōu)良、制造成本低的維尼綸純紡纖維油劑。
本發(fā)明的另一目的是提供該油劑的制備方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種維尼綸純紡纖維油劑，它由非極性平滑劑、表面活性劑、助劑和水組成，其中各組分的含量為非極性平滑劑8～25％；表面活性劑中硫酸酯5～28％，磷酸酯5～28％，多元醇脂肪酸酯5～20％，脂肪醇醚10～30％；助劑中中和劑2～11％，高分子有機(jī)硅聚合物0.5～5.0％，防腐劑0.1％；余量為水；均按重量百分比計(jì)。
上述非極性平滑劑的化學(xué)通式為RH，R為C8-C40的烷基或環(huán)烷基；上述硫酸酯為烷基硫酸酯，其化學(xué)通式為RO-(CH2CH2O)n-SO3Na，R為烷基C6-C20，優(yōu)選R為烷基C8-C18，平均n＝0-5；上述磷酸酯為烷基磷酸酯，其化學(xué)通式為(RO)x-O＝P(OH)y，R為烷基C6-C20，優(yōu)選R為烷基C8-C16，x＝1-2 y＝1-2；上述多元醇脂肪酸酯的化學(xué)通式為R1COOR2，R1為C12-C22的烷基或烯基，R2為多元醇，優(yōu)選R2為山梨醇或/和甘油；上述脂肪醇醚的化學(xué)通式為RO-(CH2CH2O)nH，R為烷基C8-C18，平均n＝3-35，優(yōu)選R為烷基C12-C18，平均n＝7-30；上述中和劑為二乙醇胺或/和三乙醇胺或/和氫氧化鈉或/和氫氧化鉀；上述高分子有機(jī)硅聚合物為甲基聚硅氧烷，優(yōu)選為二甲基聚硅氧烷。
上述非極性平滑劑最好選用精制礦物油；上述烷基磷酸酯經(jīng)中和的鹽為鉀鹽或/和鈉鹽或/和銨鹽。
本發(fā)明的另一目的，即上述維尼綸純紡纖維油劑的制備方法，其步驟為首先將上述非極性平滑劑和表面活性劑的各個(gè)組分依次加入容器中攪拌均勻，再加入助劑中的中和劑，然后調(diào)節(jié)pH值為中性或弱堿性(pH＝7.0-8.0)后攪拌均勻，最后加入助劑中的其它成分以及余量的水?dāng)嚢杈鶆蚣纯伞?br> 本發(fā)明中的油劑產(chǎn)品選用的表面活性劑擯棄了現(xiàn)有技術(shù)中常用的烷基酚類，避免了烷基酚類生物毒性大，生物降解性差，環(huán)保壓力大的缺陷，減少了環(huán)境污染。
本發(fā)明中的油劑產(chǎn)品通過選用多元醇脂肪酸酯型非離子表面活性劑來為油劑提供良好的平滑性、適度的抱合性、柔軟性；選用脂肪醇醚表面活性劑使油劑抱合力好、抗靜電性好，并具有良好的乳化力；選用磷酸酯鹽表面活性劑使油劑具有極好的抗靜電性，適度的抱合力，良好的耐熱性及耐腐蝕性。同時(shí)，本發(fā)明油劑組分中的非極性平滑劑也能為油劑提供很好的柔軟性和平滑性，使其經(jīng)本發(fā)明油劑處理后的纖維手感好。由于上油的目的是把纖維表面涂上一層油膜，以增加纖維的平滑性、抗靜電性、耐熱性、耐腐蝕性、柔軟性以及抱合性。對于維尼綸纖維其最主要的是解決平滑性、抱合性以及抗靜電性。維尼綸纖維上油后的效果如何，其主要檢測指標(biāo)是上油后纖維的比電阻與摩擦系數(shù)，因?yàn)樗鼈冎苯佑绊懫淇杉徯浴Ｔ诶w維達(dá)到合適的上油率(0.2～0.5％)后，已上油纖維要求達(dá)到的抗靜電性為比電阻5×109歐姆以下；平滑性以靜摩擦系數(shù)μs和動(dòng)摩擦系數(shù)μd來衡量，μs在0.3～0.4，μd在0.2～0.35，且μs＞μd時(shí)有較好的平滑性。如表1所示，為本發(fā)明油劑在實(shí)驗(yàn)中的檢測數(shù)據(jù)。通過檢測，使用本發(fā)明油劑上油后的纖維具有較好的抗靜電性、平滑性和抱合性。
表1本發(fā)明油劑在實(shí)驗(yàn)中的檢測數(shù)據(jù)

本發(fā)明人通過在理論與實(shí)踐上對上述各表面活性劑組分和配比、以及其它組分和配比的選擇，確定了本發(fā)明油劑的配方及其制備方法，使其本發(fā)明油劑在具有能賦予纖維優(yōu)良的抗靜電性能，改善纖維的平滑性有柔軟性能，增強(qiáng)纖維的抱合性使纖維盡量順利通過棉紡的各道工序，提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，滿足后道工序加工的要求等方面均能達(dá)到傳統(tǒng)產(chǎn)品的性能。經(jīng)過本發(fā)明油劑處理后的纖維產(chǎn)品不僅手感好，具有良好的平滑性、柔軟性、適宜的抱合性、抗靜電等多種性能，使纖維能順利通過各后加工工序，可紡性好；而且具有較好的耐熱性、抗氧化性和耐腐蝕性等。
另外，乳化劑使油劑的工作乳液穩(wěn)定是最重要的，如果油劑的工作乳液不穩(wěn)定，則該油劑在使用中會造成上油不均勻。選擇合適的表面活性劑，可得到清亮透明的工作乳液?，F(xiàn)有技術(shù)中的油劑產(chǎn)品，其油劑本身是透明的，但在配制乳液時(shí)卻往往不能同時(shí)透明，即油劑的乳液不穩(wěn)定。而本發(fā)明則解決了此類問題。由于本發(fā)明人在油劑組分和配比上的選擇(例如選用的脂肪醇醚表面活性劑就具有良好的乳化力)，使得本發(fā)明中的油劑產(chǎn)品在水中極易溶解，其工作乳液是透明的水溶液，其中活性物10-90％，且穩(wěn)定性好。本發(fā)明中的油劑產(chǎn)品在4000r/min下經(jīng)離心30min不分層。從而使本發(fā)明油劑很容易在纖維上均勻上油，油劑用量更少；并且現(xiàn)有技術(shù)中的油劑產(chǎn)品使用時(shí)都要加熱，而本發(fā)明中的油劑使用時(shí)不需加熱，這樣均間接節(jié)約了纖維生產(chǎn)成本。
總之，本發(fā)明油劑中由于不含烷基酚類表面活性劑，減少了環(huán)境污染。而且本發(fā)明油劑使用時(shí)各項(xiàng)性能優(yōu)良。經(jīng)本發(fā)明油劑處理后的纖維產(chǎn)品具有良好的平滑性、柔軟性、適宜的抱合性(或稱集束性)、抗靜電性等，使纖維能順利通過各后加工工序，可紡性好，即纖維紡織加工性能、效果好；而且能滿足纖維生產(chǎn)加工的特殊需要，廣泛適應(yīng)纖維生產(chǎn)的工藝條件，如具有耐熱性、抗氧化性、耐腐蝕性以及防止因細(xì)菌繁殖而引起的油劑發(fā)臭變質(zhì)等。
本發(fā)明中的油劑制備方法簡單，且在制備時(shí)不需加熱，使用時(shí)也不需要加熱溶解，故節(jié)省能源，也降低了生產(chǎn)和使用成本。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明不僅局限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1一種維尼綸純紡纖維油劑，它由非極性平滑劑、表面活性劑、助劑和水組成，其配比見表2。其中非極性平滑劑為精制礦物油；表面活性劑中烷基硫酸酯的化學(xué)通式為RO-(CH2CH2O)n-SO3Na，R為烷基C8-C12，平均n＝2；烷基磷酸酯的化學(xué)通式為(RO)x-O＝P(OH)y，R為烷基C8-C12，x＝1-2，y＝1-2；多元醇脂肪酸酯的化學(xué)通式為R1COOR2，R1為C12-C16的烷基，R2為山梨醇；脂肪醇醚的化學(xué)通式為RO-(CH2CH2O)nH，R為烷基C12-C14，平均n＝7-15。上述維尼綸純紡纖維油劑的制備步驟為首先將上述作為非極性平滑劑的精制礦物油和表面活性劑的各個(gè)組分依次加入容器中攪拌均勻，再加入上述中和劑二乙醇胺，調(diào)節(jié)pH值為7.0～8.0后攪拌均勻，最后加入助劑中的其它成分以及余量的水?dāng)嚢杈鶆蚣吹帽景l(fā)明產(chǎn)品。
實(shí)施例2一種維尼綸純紡纖維油劑，各組分配比見表2。其中非極性平滑劑的化學(xué)通式為RH，R為C8-C19的烷基；表面活性劑中烷基硫酸酯的化學(xué)通式為RO-(CH2CH2O)n-SO3Na，R為烷基C13-C18，平均n＝3；烷基磷酸酯的化學(xué)通式為(RO)x-O＝P(OH)y，R為烷基C13-C16，x＝1-2，y＝1-2；多元醇脂肪酸酯的化學(xué)通式為R1COOR2，R1為C17-C22的烯基，R2為甘油；脂肪醇醚的化學(xué)通式為RO-(CH2CH2O)nH，R為烷基C15-C18，平均n＝16-21。其制備步驟同實(shí)施例1。
實(shí)施例3一種維尼綸純紡纖維油劑，各組分配比見表2。其中非極性平滑劑的化學(xué)通式為RH，R為C20-C30的環(huán)烷基；表面活性劑中烷基硫酸酯的化學(xué)通式為RO-(CH2CH2O)n-SO3Na，R為烷基C6-C10，n＝0；烷基磷酸酯的化學(xué)通式為(RO)x-O＝P(OH)y，R為烷基C6-C10，x＝1-2，y＝1-2；多元醇脂肪酸酯的化學(xué)通式為R1COOR2，R1為C17-C22的烷基，R2為多元醇；脂肪醇醚的化學(xué)通式為RO-(CH2CH2O)nH，R為烷基C8-C10，平均n＝22-28。其制備步驟同實(shí)施例1。
實(shí)施例4一種維尼綸純紡纖維油劑，各組分配比見表2。其中非極性平滑劑的化學(xué)通式為RH，R為C30-C40的環(huán)烷基；表面活性劑中烷基硫酸酯的化學(xué)通式為RO-(CH2CH2O)n-SO3Na，R為烷基C11-C15，平均n＝4；烷基磷酸酯的化學(xué)通式為(RO)x-O＝P(OH)y，R為烷基C11-C15，x＝1-2，y＝1-2；多元醇脂肪酸酯的化學(xué)通式為R1COOR2，R1為C12-C16的烯基，R2為山梨醇；脂肪醇醚的化學(xué)通式為RO-(CH2CH2O)nH，R為烷基C10-C14，平均n＝28-35。其制備步驟同實(shí)施例1。
實(shí)施例5一種維尼綸純紡纖維油劑，各組分配比見表2。其中非極性平滑劑為精制礦物油；表面活性劑中烷基硫酸酯的化學(xué)通式為RO-(CH2CH2O)n-SO3Na，R為烷基C16-C20，平均n＝5；烷基磷酸酯的化學(xué)通式為(RO)x-O＝P(OH)y，R為烷基C16-C20，x＝1-2，y＝1-2；多元醇脂肪酸酯的化學(xué)通式為R1COOR2，R1為C12-C22的烷基，R2為甘油；脂肪醇醚的化學(xué)通式為RO-(CH2CH2O)nH，R為烷基C8-C18，平均n＝3-10。其制備步驟同實(shí)施例1。
表2 實(shí)施例1～5的配方組成
權(quán)利要求
1.一種維尼綸純紡纖維油劑，它由非極性平滑劑、表面活性劑、助劑和水組成，其中各組分的含量為非極性平滑劑8～25％；表面活性劑中硫酸酯5～28％，磷酸酯5～28％，多元醇脂肪酸酯5～20％，脂肪醇醚10～30％；助劑中中和劑2～11％，高分子有機(jī)硅聚合物0.5～5.0％，防腐劑0.1％；余量為水；均按重量百分比計(jì)。
2.如權(quán)利要求1所述的維尼綸純紡纖維油劑，其特征在于所述非極性平滑劑的化學(xué)通式為RH，R為C8-C40的烷基或環(huán)烷基；所述硫酸酯為烷基硫酸酯，其化學(xué)通式為RO-(CH2CH2O)n-SO3Na，R為烷基C6-C20，平均n＝0-5；所述磷酸酯為烷基磷酸酯，其化學(xué)通式為(RO)x-O＝P(OH)y，R為烷基C6-C20，x＝1-2 y＝1-2；所述多元醇脂肪酸酯的化學(xué)通式為R1COOR2，R1為C12-C22的烷基或烯基，R2為多元醇；所述脂肪醇醚的化學(xué)通式為RO-(CH2CH2O)nH，R為烷基C8-C18，平均n＝3-35；所述中和劑為二乙醇胺或/和三乙醇胺或/和氫氧化鈉或/和氫氧化鉀；所述高分子有機(jī)硅聚合物為甲基聚硅氧烷。
3.如權(quán)利要求2所述的維尼綸純紡纖維油劑，其特征在于所述非極性平滑劑為精制礦物油；所述烷基硫酸酯的化學(xué)通式RO-(CH2CH2O)nSO3Na中，R為烷基C8-C18，平均n＝0-5；所述烷基磷酸酯的化學(xué)通式(RO)x-O＝P(OH)y中，R為烷基C8-C16，x＝1-2 y＝1-2；所述多元醇脂肪酸酯的化學(xué)通式R1COOR2中的多元醇R2為山梨醇或/和甘油；所述脂肪醇醚的化學(xué)通式RO-(CH2CH2O)nH中，R為烷基C12-C18，平均n＝7-30；所述甲基聚硅氧烷為二甲基聚硅氧烷。
4.如權(quán)利要求3所述的維尼綸純紡纖維油劑，其特征在于所述烷基磷酸酯經(jīng)中和的鹽為鉀鹽或/和鈉鹽或/和銨鹽。
5.如權(quán)利要求1～4中任一權(quán)利要求所述的維尼綸純紡纖維油劑的制備方法，其特征在于首先將所述非極性平滑劑和表面活性劑的各個(gè)組分依次加入容器中攪拌均勻，再加入助劑中的中和劑，然后調(diào)節(jié)pH值為中性或弱堿性后攪拌均勻，最后加入助劑中的其它成分以及余量的水?dāng)嚢杈鶆蚣纯伞?br> 全文摘要
本發(fā)明提供了一種維尼綸純紡纖維油劑及其制備方法，它由非極性平滑劑、表面活性劑、助劑和水組成，其中各組分的含量為非極性平滑劑8～25％；表面活性劑中硫酸酯5～28％，磷酸酯5～28％，多元醇脂肪酸酯5～20％，脂肪醇醚10～30％；助劑中中和劑2～11％，高分子有機(jī)硅聚合物0.5～5.0％，防腐劑0.1％；余量為水；均按重量百分比計(jì)。本發(fā)明油劑中由于不含烷基酚類表面活性劑，減少了環(huán)境污染。經(jīng)本發(fā)明油劑處理后的纖維產(chǎn)品具有良好的平滑性、柔軟性、適宜的抱合性(或稱集束性)、抗靜電性等，使纖維能順利通過各后加工工序，可紡性好；而且能廣泛適應(yīng)纖維生產(chǎn)的工藝條件，如具有耐熱性、抗氧化性、耐腐蝕性以及防止因細(xì)菌繁殖而引起的油劑發(fā)臭變質(zhì)等。本發(fā)明中的制備方法簡單，且在制備時(shí)不需加熱。
文檔編號D06M13/248GK101058944SQ20071007857
公開日2007年10月24日 申請日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者徐元萍, 張洪武 申請人:徐元萍, 張洪武