本發(fā)明屬于干法紡絲油劑技術(shù)領(lǐng)域，更具體是涉及一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑組合物，還涉及此組合物的制備方法。
技術(shù)背景
氨綸是現(xiàn)代紡織服裝工業(yè)必不可少的紡織原料，可用于一切需要良好彈性恢復(fù)率的織物，因此被廣泛應(yīng)用于各種內(nèi)衣、運動衣、健美服、游泳衣、高彈襪、緊身衣、尿不濕等領(lǐng)域。氨綸的紡絲方法包括干紡、熔融紡、濕紡等方法。干法紡絲技術(shù)是當(dāng)前氨綸工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的方法，占世界氨綸總產(chǎn)量的80％以上。
與國內(nèi)氨綸生產(chǎn)的快速增長相比，氨綸紡絲油劑作為氨綸在紡絲過程中的潤滑劑，雖然已實現(xiàn)國產(chǎn)化，但在進一步取代進口產(chǎn)品及保持產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性方面還存在不足。并且，在高端油劑和經(jīng)編用途油劑的研發(fā)方面尚有空白。
目前的氨綸紡絲油劑配方中主要以二甲基硅油和改性硅油為主，其具有較好的防粘、隔離性和平滑性。但缺點是：油劑的可去除性差，導(dǎo)致紡絲后不易清洗，影響后道的染色、復(fù)合、貼合等工序。
隨著氨綸產(chǎn)品應(yīng)用范圍的擴大和氨綸在織物中占比的增加，以及產(chǎn)品高端化的需要，近幾年行業(yè)內(nèi)比較關(guān)注氨綸染色、粘合、復(fù)合等問題。氨綸絲本就不易染色，現(xiàn)在雖然通過使用添加劑來改善氨綸絲的可染性，但與其它纖維相比還是較差，且色牢度也差。用含有機硅油劑生產(chǎn)的氨綸絲，由于硅油不好去除，更是直接影響到了氨綸絲的著色率；再如，近些年氨綸絲在紙尿褲上的應(yīng)用也正高速增長，市場潛力很大，用于紙尿褲的氨綸絲要求要有較高的貼合、復(fù)合度，但目前用含有機硅油劑生產(chǎn)的氨綸絲，貼合和復(fù)合程度都存在明顯的不足。另外，近幾年像汽車配套內(nèi)飾等特殊行業(yè)，對所使用的氨綸產(chǎn)品已經(jīng)開始明確提出無硅要求。因此，急需開發(fā)一種不含有機硅的氨綸紡絲油劑，來解決氨綸絲在市場應(yīng)用方面存在的問題和局限性。
綜上所述，氨綸紡絲油劑產(chǎn)品向不含有機硅方向發(fā)展將是必然的研究方向和發(fā)展趨勢。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有氨綸干法紡絲用油劑存在的不足，提供一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑及其制備方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：
一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑，按重量分?jǐn)?shù)計，包括如下組分：
其中：
所述酯類化合物的碳原子數(shù)為11-87；
所述的高級脂肪酸鹽分子式為：(rcoo)nm,其中n＝1或2，m為一價或二價金屬元素，r為碳原子數(shù)10-24的烷基；
所述的潤濕劑是表面張力為20-27mn/m的非離子表面活性劑；
所述的助溶劑為異構(gòu)脂肪醇或異構(gòu)脂肪酸中的一種或二者的復(fù)配，異構(gòu)脂肪醇或異構(gòu)脂肪酸的碳原子數(shù)為16、18、20、22、24；
所述抗靜電劑為陰離子抗靜電劑或非離子抗靜電劑中的一種或者多種的復(fù)配。
進一步，所述酯類化合物替換為酯類化合物與白油的混合物，其中白油在所述紡絲油劑中的重量分?jǐn)?shù)≦50％，所述的白油的碳原子數(shù)為15-30，并且在40℃下粘度在5.0-40.0mm2/s。
本發(fā)明的油劑組合物中各個物質(zhì)所發(fā)揮的作用如下：
通常的氨綸油劑組成中包括了二甲基硅油、改性硅油、礦物油、硬脂酸鹽、抗靜電和分散組分等物質(zhì)成份。
本發(fā)明方案中不含有二甲基硅油等有機硅油，而是使用酯類化合物或酯類與白油的混合物來代替二甲基硅油。酯類化合物或酯類與白油的混合物作為替代品后油劑的防粘、隔離、平滑性較差。為解決這個問題，本發(fā)明中配合使用了分散的非常好的高級脂肪酸鹽，來彌補不含有機硅后油劑在防粘、隔離性和平滑性等方面出現(xiàn)的不足，效果通過實驗數(shù)據(jù)完全可以證實。這樣既能避免有機硅的不利影響，又能保持產(chǎn)品良好的防粘、隔離、平滑等特性。
本發(fā)明中使用了高級脂肪酸鹽，可以提高油劑整體的防粘、隔離和平滑性。由于高級脂肪酸鹽是固體，不溶于酯類化合物或者白油，所以需要使用潤濕劑、分散劑、助溶劑等添加劑幫助進行充分的分散，才能均勻地分散溶解于酯類化合物或者白油中，發(fā)揮應(yīng)有的作用,潤濕劑、分散劑和助溶劑的配比合理，缺一不可，其核心作用在于幫助固態(tài)的高級脂肪酸鹽進行充分完全的分散，使其能夠均勻溶解于酯類化合物或白油中，否則，高級脂肪酸鹽無法發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
本發(fā)明中選擇異構(gòu)脂肪醇或異構(gòu)脂肪酸或二者的復(fù)配作為助溶劑，主要是異構(gòu)脂肪醇或異構(gòu)脂肪酸可以提高油劑配方中各組分之間的相容性。
本發(fā)明中的抗靜電劑可以有效降低氨綸纖維的絲與絲之間以及絲與金屬、陶瓷之間的摩擦系數(shù)。
進一步，一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑，按重量分?jǐn)?shù)計，包括如下組分：
進一步，所述的酯類化合物是指在25℃下為無色至微黃色透明油狀液體，粘度≦100.0mpa.s的酯類化合物。
進一步，所述酯類化合物為硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸丁酯、硬脂酸異辛酯、硬脂酸異十三醇酯、硬脂酸異十六醇酯、三羥甲基丙烷單油酸酯、三羥甲基丙烷三油酸酯、季戊四醇單油酸酯、季戊四醇四油酸酯、油酸甲酯、油酸乙酯、油酸丁酯、油酸異辛酯、油酸月桂酯、丙二醇單油酸酯、聚乙二醇單油酸酯、聚乙二醇硬脂酸酯、新戊二醇雙油酸酯、棕櫚酸異辛酯、月桂酸甲酯、月桂酸丁酯、月桂酸異辛酯、月桂酸油醇酯、月桂酸甘油酯、月桂醇油酸酯、月桂醇已二酸酯、辛癸酸甲酯、新癸酸油醇酯等酯類化合物中的任意一種或幾種的混合。
進一步，所述的潤濕劑為異構(gòu)十三醇的聚氧乙烯醚、高級脂肪醇的聚氧乙烯醚或高級脂肪酸的聚氧乙烯酯中的一種或幾種的混合。
進一步，所述抗靜電劑為高級脂肪醇聚氧乙烯醚、高級脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、高級脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯中的一種或多種的復(fù)配。
進一步，所述的其他添加劑包括抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、抗菌劑、消泡劑、納米二氧化硅中的一種或多種；所述的抗氧劑選自苯酚類抗氧劑、磷類抗氧劑、硫類抗氧劑中的一種；所述的熱穩(wěn)定劑選自受阻胺類熱穩(wěn)定劑；所述的抗菌劑選自無機抗菌劑或有機抗菌劑中的一種。
進一步，所述的分散劑選自:聚羧酸銨鹽、聚羧酸鈉鹽、聚氧亞乙基烷基醚、聚氧亞乙基亞丙基烷基醚、聚氧亞乙基烷基苯基醚和聚氧亞乙基脂肪酸酯、聚氧亞乙基辛基醚、聚氧亞乙基壬基醚、聚氧亞乙基葵基醚、聚氧亞乙基亞丙基葵基醚、聚氧亞乙基月桂基醚、聚氧亞乙基亞丙基月桂基醚、聚氧亞乙基十三烷基醚、聚氧亞乙基亞丙基十三烷基醚、聚氧亞乙基肉豆蔻基醚、聚氧亞乙基硬脂基醚、聚氧亞乙基辛基苯基醚、聚氧亞乙基壬基苯基醚和聚氧亞乙基苯乙烯化苯基醚、十二烷基聚乙二醇醚硫酸鈉、磺酸鈉、月桂酸鈉、油酸三乙醇胺、松香酸三乙醇胺、聚丙烯馬來酸酐共聚物中的任意一種或幾種的混合。
本發(fā)明中的納米二氧化硅的加入，不是必須的，加入納米二氧化硅主要是利用其粒徑很小、比表面積大，吸附力強的特點，使高級脂肪酸鹽中的金屬離子分散很小，可以達(dá)到納米級別，不會造成顆粒沉淀，進一步增加了分散性、防粘性、隔離性、退繞性和穩(wěn)定性。
本發(fā)明的氨綸紡絲油劑的優(yōu)點如下：
①附著在纖維上的油劑容易去除，上油后的氨綸絲，可貼合、可復(fù)合、可粘連、易染色且染色均勻。
②配方的搭配和工藝的優(yōu)化能夠使金屬鎂分散的很小，可達(dá)到納米級別。因此使得氨綸纖維具有了良好的防粘、隔離性，抗粘和防粘連效果好，內(nèi)、外層的退繞性優(yōu)良；還具有適度的平滑性。
本發(fā)明還要求保護上述不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑的制備方法包括如下步驟：
1)將高級脂肪酸鹽和潤濕劑混合后，充分?jǐn)嚢杌蜓心?0-40min，再逐步加入分散劑和助溶劑，升溫到90-130℃，攪拌20-50min,使其得到充分、完全的分散和溶解，之后再降溫至40-90℃,制得a物質(zhì)；
2)將酯類化合物或酯類化合物和白油的混合物升溫至40-70℃,再加入a物質(zhì)進行混合，并降溫到30-50℃，加入抗靜電劑，選擇性加入其他添加劑，混合后就得到一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑。
具體實施方式
以下結(jié)合實例對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
實施例1：
本實施例中配方組分如下：
①先加入硬脂酸鎂和潤濕劑月桂醇聚氧乙烯醚，在高速分散機上分散20min，然后逐步加入異構(gòu)十八醇和異構(gòu)二十酸，再加入分散劑聚羧酸銨鹽，升溫到120℃后攪拌30min，再降溫至80℃，得a物質(zhì)；
②將硬脂酸異辛酯升溫至60℃，再加入a物質(zhì)，混合后降溫到40℃，再加入抗靜電劑異構(gòu)十三醇聚氧乙醚和c8-10醇聚氧乙醚，加入抗氧劑，混合均勻，即得。
本實施例制得一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑產(chǎn)品為近似透明的液體，25℃下粘度為14.0mpa.s。
實施例2：
本實施例中配方組分如下：
①先加入硬脂酸鈣和潤濕劑c10-12脂肪酸聚氧乙烯酯，在高速分散機上分散20min，然后逐步加入異構(gòu)十六醇和異構(gòu)二十酸，再加入聚羧酸鈉鹽，升溫到120℃后攪拌40min，再降溫至70℃，得a物質(zhì)；
②將硬脂酸異十三醇酯升溫至60℃，再加入a物質(zhì)，混合后降溫到40℃，再加入抗靜電劑和納米二氧化硅，混合均勻后即得。
本實施例制得一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑產(chǎn)品，產(chǎn)品為清澈透明的液體，25℃下粘度為13.0mpa.s。
實施例3：
本實施例中配方組分如下：
①先加入硬脂酸鋅和潤濕劑月桂醇聚氧丙烯醚，在高速分散機上分散20min，然后逐步加入異構(gòu)十六醇和異構(gòu)二十四酸，再加入分散劑十二烷基聚乙二醇醚硫酸鈉，升溫到120℃后攪拌30min，再降溫至70℃，即得a物質(zhì)；
②將硬脂酸異十六醇酯升溫至60℃，再加入a物質(zhì)，混合后降溫到40℃，再加入抗靜電劑異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚和c10-12醇聚氧乙烯醚磷酸酯、消泡劑，混合均勻后即得。
本實施例制得一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑產(chǎn)品，產(chǎn)品為近似透明的液體，25℃下粘度為13.5mpa.s。
實施例4：
本實施例中配方組分如下：
①先加入棕櫚酸鈣和潤濕劑月桂酸聚氧乙烯酯，在高速分散機上分散20min，然后逐步加入異構(gòu)二十醇和異構(gòu)二十酸，再加入分散劑聚氧亞乙基月桂基醚，升溫到110℃后攪拌40min，再降溫至60℃，即得a物質(zhì)；
②將硬脂酸異辛酯和三羥甲基丙烷三油酸酯混合后，升溫至65℃，再加入a物質(zhì)，混合后降溫到40℃，再加入抗靜電劑異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚和抗菌劑，混合均勻后即得。
本實施例制得一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑產(chǎn)品，產(chǎn)品為近似透明的液體，25℃下粘度為12.5mpa.s。
實施例5：
本實施例中配方組分如下：
①先加入棕櫚酸鈉和潤濕劑月桂醇聚氧丙烯醚，在高速分散機上分散20min，然后逐步加入異構(gòu)二十二醇和異構(gòu)十六酸，再加入聚丙烯馬來酸酐共聚物，升溫到110℃后攪拌40min，再降溫至60℃，即得a物質(zhì)；
②將硬脂酸異辛酯和季戊四醇單油酸酯混合后，升溫至60℃，再加入a物質(zhì)，混合后降溫到40℃，再加入抗靜電劑異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚和抗氧劑有機亞磷酸酯，混合均勻后即得。
本實施例制得一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑產(chǎn)品，產(chǎn)品為近似透明的液體，25℃下粘度為13.5mpa.s。
實施例6：
本實施例中配方組分如下：
①先加入硬脂酸鎂和潤濕劑c15-20醇聚氧乙烯酯，在高速分散機上分散20min，然后逐步加入異構(gòu)二十酸和分散劑聚氧亞乙基硬脂基醚，升溫到120℃后攪拌30min，再降溫至80℃，即得a物質(zhì)；
②將硬脂酸異辛酯和白油混合升溫至60℃，再加入a物質(zhì)，混合后降溫到40℃，再加入抗靜電劑和熱穩(wěn)定劑，混合均勻后即得。
本實施例制得一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑產(chǎn)品，產(chǎn)品為近似清澈透明的液體，25℃下粘度為12.5mpa.s。
實施例7：
本實施例中配方組分如下：
①先加入油酸鈉和潤濕劑月桂酸聚氧乙烯酯，在高速分散機上分散20min，然后逐步加入異構(gòu)二十酸、十二烷基聚乙二醇醚硫酸鈉，升溫到120℃后攪拌40min，再降溫至80℃，即得a物質(zhì)；
②將硬脂酸異十三醇酯和白油混合升溫至60℃，再加入a物質(zhì)，混合后降溫到40℃，再加入抗靜電劑c16-18醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯和有機亞磷酸酯抗氧劑，混合均勻后即得。
本實施例制得一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑產(chǎn)品，產(chǎn)品為近似清澈透明的液體，25℃下粘度為13.5mpa.s。
實施例8：
本實施例中配方組分如下：
①先加入棕櫚酸鋅和潤濕劑月桂醇聚氧乙烯醚，在高速分散機上分散20min，然后逐步加入異構(gòu)二十四酸、油酸三乙醇胺，升溫到120℃后攪拌40min，再降溫至80℃，即得a物質(zhì)；
②將硬脂酸異十六醇酯和白油混合升溫至60℃，再加入a物質(zhì)，混合后降溫到40℃，再加入抗靜電劑異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯和抗菌劑，混合均勻后即得。
本實施例制得一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑產(chǎn)品，產(chǎn)品為近似清澈透明的液體，25℃下粘度為12.0mpa.s。
實施例9：
本實施例中配方組分如下：
①先加入硬脂酸鈣和潤濕劑月桂醇聚氧丙烯醚，在高速分散機上分散20min，然后逐步加入異構(gòu)十六酸、松香酸三乙醇胺，升溫到120℃后攪拌40min，再降溫至80℃，即得a物質(zhì)；
②將硬脂酸異辛酯、三羥甲基丙烷三油酸酯和白油混合升溫至60℃，再加入a物質(zhì)，混合后降溫到40℃，再加入抗靜電劑異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚和硫類抗氧劑，混合均勻后即得。
本實施例制得一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑產(chǎn)品，產(chǎn)品為近似透明的液體，25℃下粘度為13.5mpa.s。
實施例10：
本實施例中配方組分如下：
①先加入棕櫚酸鎂和潤濕劑月桂酸聚氧乙烯酯，在高速分散機上分散20min，然后逐步加入異構(gòu)二十二酸、分散劑月桂酸鈉，升溫到120℃后攪拌30min，再降溫至80℃，即得a物質(zhì)；
②將硬脂酸異辛酯、季戊四醇單油酸酯和白油混合升溫至60℃，再加入a物質(zhì)，混合后降溫到40℃，再加入抗靜電劑異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚和納米二氧化硅，混合均勻后即得。
本實施例制得一種不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑產(chǎn)品，產(chǎn)品為近似透明的液體，25℃下粘度為13.0mpa.s。
為了驗證本發(fā)明所得不含有機硅的氨綸干法紡絲油劑的使用效果，我們將實施例1-10所得的油劑分別與日本進口的氨綸紡絲油劑和國產(chǎn)含硅的氨綸紡絲油劑都用在40d的氨綸干法紡絲中，將所得的氨綸絲進行實驗對比，結(jié)果如表1、表2所示。
對比例1：日本進口的氨綸紡絲油劑；
對比例2：國內(nèi)其他廠家生產(chǎn)的氨綸紡絲油劑；
對比例3：我公司生產(chǎn)的有機硅類氨綸紡絲油劑；
表1紡絲后直接測試的數(shù)據(jù)
表2惡化實驗后測試的數(shù)據(jù)(惡化實驗在60℃×72h的條件下進行)
說明：通過表1和表2的數(shù)據(jù)對比可以看出，10個實施例即使經(jīng)過惡化實驗后依然保持較低的退繞性和退繞張力值，說明其具有較好的防粘隔離性和退繞性。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。