專利名稱：：一種干法氨綸紡絲用油劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬纖維用油劑的制備領(lǐng)域，特別是涉及一種干法氨綸紡絲用油劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：聚氨酯彈性纖維，即氨綸，由于其優(yōu)異的彈性和良好的綜合性能，在過去的數(shù)年內(nèi)其生產(chǎn)和應(yīng)用得到了快速的發(fā)展。2007年全國氨綸產(chǎn)量超過20萬噸。聚氨酯彈性纖維，由于其纖維分子結(jié)構(gòu)中存在氨基甲酸酯極性基團，在賦予纖維彈性性能的同時，也使氨綸絲之間易發(fā)生粘連，如果沒有良好合適的氨綸紡絲用油劑，則會給氨綸紡絲工序和其后的加工應(yīng)用帶來嚴(yán)重問題。氨綸紡絲工藝主要有干法紡絲、熔融紡絲和濕法紡絲等，其中干法紡絲約占80%。氨綸油劑通過噴油嘴或羅拉上油，在氨給絲纖維表面形成一層保護膜，防止絲與絲之間產(chǎn)生粘連。良好的油劑能使氨綸絲上油后紡成的絲餅成型好，絲線具有良好的平滑性、集束性和抗靜電性，同時使氨綸絲餅在后加工過程中易退繞、不斷絲、不滑邊，即加工性能好。目前國內(nèi)的氨綸制造企業(yè)，大部份為近年引進技術(shù)和設(shè)備，所用油劑也相應(yīng)的以進口產(chǎn)品為主。考查氨綸油劑的發(fā)展，在技術(shù)上經(jīng)歷了以下幾個階段在發(fā)展初期，使用類似其它合成纖維用油劑，其組分基本上為石化類表面活性劑。如日清紡織株式會社開發(fā)的特公昭44一8卯7公告中顯示的主要油劑成份為礦物油和脂肪酸酯類物質(zhì)，其應(yīng)用結(jié)果是可紡性差，絲的退繞張力大且不勻一；后來的油劑逐步開始添加硅油和改性硅油作為防粘連組分，如東洋紡織株式會社的特公昭57—128276所示，其主要組分為礦物油、硅油、聚醚改性硅油、脂肪酸酯類物質(zhì)，盡管此類油劑品質(zhì)有了很大提高，但由于硅油的低表面張力，仍存在絲易滑落，絲餅內(nèi)外退繞力差異大等缺陷；也有專利(特公昭41一286、特公昭40—5557、公開號CN1696395A等)報導(dǎo)，在油劑中添加高級脂肪酸的金屬鹽，如硬酯酸鎂固體粉沫，作為氨綸絲的防粘組分，但實際應(yīng)用中存在硬酯酸鎂固體的沉降和堵塞油劑管道等問題。由此可見，開發(fā)高品質(zhì)的氨綸紡絲油劑，尤其是干法氨綸紡絲用油劑，對于提高氨綸絲的質(zhì)量，促進氨綸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種干法氨綸紡絲用油劑及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明的干法氨綸紡絲用油劑為無色透明液體，不含硬酯酸鎂等固體顆粒組分，上油過程不會堵塞管道和設(shè)備，無需停車清理，提高了生產(chǎn)效率，適用于多種干法氨綸紡絲工藝，絲餅內(nèi)外退繞張力均勻，抗靜電性能好，不易落絲和斷絲，在后加工過程中的綜合退繞性能好。本發(fā)明的一種干法氨綸紡絲用油劑,其組分包括有機硅樹脂、粘度150mPa,s的甲基硅油、改性硅油、礦物油和抗靜電劑；其質(zhì)量比為i%30%:io%~60%:1%~20%:10%60%:0.5%~10%。所述的一種干法氨綸紡絲用油劑，其中有機硅樹脂、甲基硅油、改性硅油、礦物油和抗靜電劑的質(zhì)量比為5%20%:20%~50%:5%~15%:20%~40%:1%~5%;所述的干法氨綸紡絲用油劑為無色透明，無可見固體顆粒，粘度520mPa.s;所述的有機硅樹脂化合物的通式為-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中Me為甲基；為甲基、乙基、苯基或氯甲基；R2為甲基、乙基或苯基；R3為甲基、乙基、苯基、羥基或長鏈烷基；所述的有機硅樹脂化合物通式(1)中的MXYZ為組成該樹脂的硅烷鏈節(jié)，其摩爾比為M:X:Y:Z=0.05~0.5:0.050.5:0.1~0.8:0.1~0.8;所述的有機硅樹脂化合物的結(jié)構(gòu)式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中Me為甲基；所述的有機硅樹脂化合物通式(1)中的鏈節(jié)M為三甲基氯硅烷、二甲基苯基氯硅烷、三甲基甲氧基硅烷或六甲基二硅氧垸等；所述的有機硅樹脂化合物通式(1)中的x為二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅垸或甲基苯基二乙氧基硅烷等；所述的有機硅樹脂化合物通式(1)中的Y為甲基三氯硅垸、苯基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅垸或長鏈烷基三乙氧基硅烷等；所述的有機硅樹脂化合物通式(1)中的Z為四氯化硅、正硅酸甲酯或正硅酸乙酯等;所述的有機硅樹脂化合物為無色透明液體，粘度為100~100000mPa.s;所述的甲基硅油(市售)的粘度為530mPa.s;所述的改性硅油(市售)為在甲基硅油分子基礎(chǔ)上，其分子側(cè)鏈引入改性基團后的硅油，改性基團為羥基、氨基、環(huán)氧基或聚醚等；所述的礦物油(市售)為無色透明、無味的精制礦物油；所述的抗靜電劑為陽離子(如巿售的1631、1831)或陰離子型抗靜電劑(如市售的磷酸酯鉀鹽、磷酸酯鈉鹽)；本發(fā)明的一種干法氨綸紡絲用油劑的制備方法，包括(1)有機硅樹脂的制備按摩爾比0.05-0.5:0.05~0.5:0.1~0.8:0.1~0.8依次稱取鏈節(jié)M、X、Y和Z硅垸，攪拌混合均勻，25。C下開始滴加由水和30。/。濃度鹽酸組成的酸水，其中水與30%濃度鹽酸的質(zhì)量比為5:1，l小時內(nèi)加完，反應(yīng)液溫度上升至70。C，反應(yīng)液顏色由無色透明逐漸轉(zhuǎn)為乳白色，在6(TC70'C溫度下維持反應(yīng)1小時后，停止攪拌，反應(yīng)液分為二層，將下層樹脂分離出，用純凈水將樹脂洗滌至PH中性，將含水的樹脂重新裝入反應(yīng)器內(nèi)，在抽真空條件下升溫脫水，脫水溫度10(TC13(TC，時間23小時，即得；(2)將上述有機硅樹脂、甲基硅油、改性硅油、礦物油和抗靜電劑按質(zhì)量比1%~30%:io%~60%:i%~20%:io%~60%:0.5%~10°/。依次加入攪拌釜內(nèi)，在1050。c溫度下充分混合均勻，即得無色透明的干法氨綸紡絲用油劑。本發(fā)明的一種干法氨綸紡絲用油劑的應(yīng)用，包括將油劑裝在貯槽中，通過油泵將油劑輸送到噴油嘴或羅拉，直接與氨綸絲接觸上油，使用本油劑，油劑貯槽無需攪拌，根據(jù)紡絲工藝，控制絲的上油量的范圍在3~6%。本發(fā)明的干法氨綸紡絲用油劑中，有機硅樹脂化合物作為復(fù)合油劑的主要組分，其微觀尺寸為納米級微顆粒，在氨綸絲之間形成顆粒隔離作用，能有效地避免氨綸絲之間的粘連，同時該樹脂又具有相當(dāng)高的粘度，提供良好的集束性，有利于絲餅成型和防止絲線滑落，并且該有機硅樹脂化合物與甲基硅油、礦物油具有好良的相溶性；在其他組分中，甲基硅油具有優(yōu)異的平滑性、脫模性和耐高低溫特性；而改性硅油可以起到防粘連，降低絲的摩擦系數(shù)等作用；礦物油作為油劑的基礎(chǔ)組分之一，為紡絲用油劑提供一定的平滑特性；最后選擇陽離子或陰離子型抗靜電劑，一般地陰離子型抗靜電劑的抗靜電性能好于陽離子.和非離子型。有益效果(1)本發(fā)明提供的有機硅樹脂化合物，在氨綸絲之間形成顆粒隔離作用，能有效地避免氨綸絲之間的粘連，同時該樹脂又具有相當(dāng)高的粘度，提供良好的集束性，有利于絲餅成型和防止絲線滑落；(2)本發(fā)明的干法氨綸紡絲用油劑為無色透明液體，不含硬酯酸鎂等固體顆粒組分，上油過程不會堵塞管道和設(shè)備，無需停車清理，提高了生產(chǎn)效率；(3)本發(fā)明的用油劑適合于多種干法氨綸紡絲工藝，絲餅內(nèi)外退繞張力均勻，抗靜電性能好，不易落絲和斷絲，在后加工過程中的綜合退繞性能好。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例1在500ml三口玻璃反應(yīng)器中，依次加入32.4g六甲基二硅氧垸、29.6g二甲基二乙氧基硅烷、35.6g甲基三乙氧基硅烷、250g正硅酸乙酯，攪拌混合均勻，25。C下開始滴加由50g水和10g30。/。濃度鹽酸組成的酸水，l小時內(nèi)加完，反應(yīng)液溫度上升到70。C，反應(yīng)液顏色由無色透明逐漸轉(zhuǎn)為乳白色。在60'C7(TC溫度下維持反應(yīng)1小時后，停止攪拌，反應(yīng)液分為二層。分離出下層樹脂，用純凈水將樹脂洗滌至PH中性。將含水的樹脂重新裝入玻璃反應(yīng)器內(nèi)，在抽真空條件下升溫脫水，脫水溫度100°C130°C，時間23小時，至樹脂無色透明和達到要求的粘度，結(jié)束操作。得到160g、無色透明、粘度范圍為50008000mPa.s的有機硅樹脂，具體分子結(jié)構(gòu)如式(2)所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>式中Me為甲基。實施例2在500ml三口玻璃反應(yīng)器中，依次加入48.6g六甲基二硅氧烷、48g二甲基二甲氧基硅烷、54.4g甲基三甲氧基硅烷、125g正硅酸乙酯，攪拌混合均勻，25。C下開始滴加由45g水和9g30M濃度鹽酸組成的酸水，l小時內(nèi)加完，反應(yīng)液溫度上升到65。C,反應(yīng)液顏色由無色透明逐漸轉(zhuǎn)為乳白色。在6(TC70'C溫度下維持反應(yīng)1小時后，停止攪拌，反應(yīng)液分為二層。分離出下層樹脂，用純凈水將樹脂洗滌至PH中性。將含水的樹脂重新裝入玻璃反應(yīng)器內(nèi)，在抽真空條件下升溫脫水，脫水溫度10(TC13(rC，時間23小時，至樹脂無色透明和達到要求的粘度，結(jié)束操作。得到145g、無色透明、粘度范圍為3000~5000mPa.s的有機硅樹脂，具體分子結(jié)構(gòu)如式(3)所示Me2Meii0.3[Si02/2]0.2[Si03/2]0.2[Si04/2]0.3(3)IIINfe式中Me為甲基。實施例3本實施例中干法氨綸紡絲用油劑的組成和各組分的百分含量有機硅樹脂(結(jié)構(gòu)式2)10%甲基硅油40%聚醚改性硅油5%礦物油43%抗靜電劑2%將上述組分依次加入攪拌釜內(nèi)，在2040'C下充分混合均勻，即得無色透明的本發(fā)明干法氨綸紡絲用油劑。油劑的主要性能外觀無色透明。粘度lOmPa.s.PH值6~7揮發(fā)份0.5%U00。C，lhr)油劑在半連續(xù)聚合,干法紡絲工藝中的應(yīng)用結(jié)果如下表1所示表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在本實施例中，添加分子式(2)表示的有機硅樹脂化合物10%,氨論絲餅的退繞張力降低到lg以內(nèi)，且絲餅的表層、中層和內(nèi)層的退繞張力變化不大；相同條件下，如不加分子式(2)表示的有機硅樹脂化合物，而將甲基硅油的用量提高到50%，則氨綸絲餅的退繞張力大于2g，表層和內(nèi)層的退繞張力波動值約有0.5g之多。實施例4本實施例中干法氨綸紡絲用油劑的組成和各組分的百分含量有機硅樹脂(結(jié)構(gòu)式2)15%甲基硅油35%聚醚改性硅油5%礦物油43%抗靜電劑2%將上述組分依次加入攪拌釜內(nèi)，在204(TC下充分混合均勻，即得無色透明的本發(fā)明干法氨綸紡絲用油劑。油劑的主要性能-外觀無色透明。粘度llmPa.s.PH值6~7揮發(fā)份0.4%C100。C，lhr)油劑在半連續(xù)聚合，干法紡絲工藝中的應(yīng)用結(jié)果如下表2所示表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>在實施例中，增加了有機硅樹脂的用量,相應(yīng)地減少甲基硅油的用量，但保持總的有機硅材料組分含量不變，由表2數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，所紡氨綸絲的物性指標(biāo)沒有多少變化，但絲的退繞張力明顯下降，內(nèi)外層退繞張力更均勻。說明油劑中包含有通式(l)表示的有機硅樹脂化合物，在氨綸絲之間形成顆粒隔離作用，能有效地避免氨綸絲之間的粘連，提高絲的后加工性能。實施例5本實施例中干法氨綸紡絲用油劑的組成和各組分的百分含量有機硅樹脂(結(jié)構(gòu)式3)12%甲基硅油38%聚醚改性硅油5%礦物油42%抗靜電劑3%將上述組分依次加入攪拌釜內(nèi)，在204(TC下充分混合均勻，即得無色透明的本發(fā)明干法氨綸紡絲用油劑。油劑的主要性能-外觀無色透明。粘度10.5mPa.s.PH值67揮發(fā)份0.5%(IO(TC，lhr)油劑在東洋紡氨綸技術(shù),干法紡絲工藝中的應(yīng)用結(jié)果如下表3所示-表3.<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>本實施例中，保持總的有機硅材料組分含量不變，將抗靜電組分用量增加到3%，由表3數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，所紡氨綸絲在相同條件下摩擦產(chǎn)生的靜電可以降低到400V。完全可以滿足氨綸絲在應(yīng)用時對抗靜電性能的最高要求。權(quán)利要求1.一種干法氨綸紡絲用油劑，其組分包括有機硅樹脂、粘度1～50mPa.s的甲基硅油、改性硅油、礦物油和抗靜電劑，其質(zhì)量比為1％～30％∶10％～60％∶1％～20％∶10％～60％∶0.5％～10％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干法氨綸紡絲用油劑，其特征在于所述的有機硅樹脂、甲.基硅油、改性硅油、礦物油和抗靜電劑的質(zhì)量比為5%~20%:20%~50%:5%~15%:20%~40%:1%~5%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干法氨綸紡絲用油劑，其特征在于所述的干法氨綸紡絲用油劑為無色透明，無可見固體顆粒，粘度520mPa,s。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干法氨綸紡絲用油劑，其特征在于所述的有機硅樹脂化合物的通式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中Me為甲基；R!為甲基、乙基、苯基或氯甲基；R2為甲基、乙基或苯基；R3為甲基、乙基、苯基、羥基或長鏈垸基。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種干法氨綸紡絲用油劑，其特征在于所述的有機硅樹脂化合物通式(1)中的MXYZ為組成該樹脂的硅烷鏈節(jié)，其摩爾比為M:X:Y:Z=0.05~0.5:0.05~0.5:0.10.8:0.1~0.8。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種干法氨綸紡絲用油劑，其特征在于所述的有機硅樹脂化合物的結(jié)構(gòu)式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中Me為甲基。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種干法氨綸紡絲用油劑，其特征在于所述的有機硅樹脂化合物通式(1)中的鏈節(jié)M為三甲基氯硅烷、二甲基苯基氯硅垸、三甲基甲氧基硅烷或六甲基二硅氧烷；X為二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅垸、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅垸或甲基苯基二乙氧基硅垸；Y為甲基三氯硅垸、苯基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅垸、甲基三乙氧基硅烷或長鏈垸基三乙氧基硅烷；Z為四氯化硅、正硅酸甲酯或正硅酸乙酯。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種干法氨綸紡絲用油劑，其特征在于所述的有機硅樹脂化合物為無色透明液體，粘度為100100000mPa,s。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干法氨綸紡絲用油劑的制備方法，包括(1)有機硅樹脂的制備按摩爾比0.05~0.5:0.05~0.5:0.1-0.8:0.1~0.8依次稱取鏈節(jié)M、X、Y和Z，攪拌混合均勾，25匸下開始滴加由水和30%濃度鹽酸組成的酸水，其中水與30%濃度鹽酸的質(zhì)量比為5:1，l小時內(nèi)加完，反應(yīng)液溫度上升至70。C，反應(yīng)液顏色由無色透明逐漸轉(zhuǎn)為乳白色，在6(TC70。C溫度下維持反應(yīng)1小時后，停止攪拌，反應(yīng)液分為二層，將下層樹脂分離出，用純凈水樹脂洗滌至PH中性，將含水的樹脂重新裝入玻璃反應(yīng)器內(nèi)，在抽真空條件下升溫脫水，脫水溫度10(TC13(TC，時間23小時，即得；(2)將上述有機硅樹脂、甲基硅油、改性硅油、礦物油和抗靜電劑按質(zhì)量比1%~30%:io%~60%:i%~20%:io%60%:0.5%~10%依次加入攪拌釜內(nèi)，在1050。c溫度下充分混合均勻，即得無色透明的干法氨綸紡絲用油劑。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干法氨綸紡絲用油劑的應(yīng)用，其特征在于將油劑裝在貯槽中，通過油泵將油劑輸送到噴油嘴或羅拉，直接與氨綸絲接觸上油，使用本油劑，油劑.貯槽無需攪拌，根據(jù)紡絲工藝，控制絲的上油量的范圍在3~6%。全文摘要本發(fā)明涉及一種干法氨綸紡絲用油劑，其組分包括有機硅樹脂、甲基硅油、改性硅油、礦物油和抗靜電劑；其制備包括(1)將硅烷鏈節(jié)M、X、Y和Z，混合攪拌均勻，25℃下開始滴加酸水，在60℃～70℃溫度下維持反應(yīng)1小時后，停止攪拌，分層后將下層樹脂分離出，洗滌至pH中性，抽真空升溫脫水，制取有機硅樹脂；(2)將上述有機硅樹脂、甲基硅油、聚醚改性硅油、礦物油和抗靜電劑加入攪拌釜內(nèi)，在10～50℃溫度下充分混合均勻，即得；應(yīng)用將油劑裝在貯槽中，通過油泵將油劑輸送到噴油嘴或羅拉，直接與氨綸絲接觸上油。該干法氨綸紡絲用油劑為無色透明液體，不含硬酯酸鎂等固體顆粒組分，上油過程不會堵塞管道和設(shè)備，無需停車清理，提高了生產(chǎn)效率。文檔編號D06M15/643GK101440574SQ20081020723公開日2009年5月27日申請日期2008年12月18日優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日發(fā)明者胡生斌,茅開表申請人:寧波經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)希科新材料有限公司