專利名稱：潤(rùn)滑彈性纖維質(zhì)材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種潤(rùn)滑彈性纖維質(zhì)材料的方法以及摻有潤(rùn)滑劑的彈性纖維質(zhì)材料。
在諸如復(fù)絲之類的絲紗的工業(yè)生產(chǎn)中，普通方法是將潤(rùn)滑劑涂覆到長(zhǎng)絲上以降低單個(gè)長(zhǎng)絲在受到不同的機(jī)械張力時(shí)拉斷的可能性。過(guò)多破裂的長(zhǎng)絲會(huì)造成絲紗強(qiáng)度的損失，甚至?xí)股a(chǎn)過(guò)程中斷。在紡絲、捻線、針織或機(jī)織工藝中，一般應(yīng)用潤(rùn)滑劑。由于紡織纖維制造者和加工者試圖不斷提高處理速度，就要求非常有效地潤(rùn)滑纖維以最大限定地降低纖維或絲紗斷裂。已提出多種組合物用作紡織潤(rùn)滑劑。
美國(guó)專利3，341，452公開(kāi)了紡織纖維用的高溫潤(rùn)滑劑組合物，它包含40-60重量份的椰子油、5-20重量份的軟質(zhì)烴石蠟和25-50重量份的非離子型乳化劑。所述軟質(zhì)石蠟起源于礦物油。所公開(kāi)的非離子型乳化劑是10摩爾環(huán)氧乙烷和1摩爾壬基苯酚的縮合物，以及30摩爾環(huán)氧乙烷和1摩爾山梨醇的縮合物的混合油酸/月桂酸酯。該潤(rùn)滑劑組合物分散在水中，形成的水乳液再涂覆到紡織絲紗上。據(jù)說(shuō)，這種處理過(guò)程的絲紗具有杰出的高溫加工特性。
在絲紗以不同步驟加工成制品之后(如布，等等)之后，一般從制品中除去潤(rùn)滑劑。椰子油和烴石蠟不溶于水，只能相當(dāng)費(fèi)勁地從制品中除去。此外，礦物油幾乎不能生物降解，而且污染常用于洗滌制品的水。
美國(guó)專利3，338，830公開(kāi)了一種紡織潤(rùn)滑劑，這種紡織潤(rùn)滑劑以重量計(jì)含有50-80份聚氧化烯二醇、聚氧化烯一醚或聚氧化烯酯(這類物質(zhì)含有比例為3∶1-1∶1的氧乙烯基和氧基-1，2-亞丙基，且分子量至少約5，000)、10-40份150℃以上的煙點(diǎn)和25-400泊粘度(25℃)的酯和10-40份乳化劑。該篇美國(guó)專利公開(kāi)聚氧化烯最好是含有重量比為3∶1的氧乙烯基和氧基-1，2-亞丙基且分子量約15，000的二醇。所公開(kāi)的合適酯的例子是椰子油、鯨蠟、新戊二醇二硬脂酸酯、甘油三油酸酯、三羥甲基丙烷三硬脂酸酯或季戊四醇四硬脂酸酯。合適的乳化劑是陰離子和/或公知的非離子型乳化劑，如苯酚、C12-20脂肪醇或酸的環(huán)氧乙烷縮合物、多醇或其高級(jí)脂肪酸偏酯的環(huán)氧乙烷縮合物或多醇-環(huán)氧乙烷縮合物的高級(jí)脂肪酸偏脂。所提到的優(yōu)選非離子型乳化劑是10摩爾環(huán)氧乙烷和1摩爾壬酚的縮合物和30摩爾環(huán)氧乙烷和1摩爾山梨醇的縮合物的混合油酸/月桂酸酯。遺憾的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些乙氧基化和/或丙氧基化單醇和二醇會(huì)降低彈性纖維或絲紗(如聚氨基甲酸乙酯纖維或絲紗)的彈性。顯然，這些乙氧基化和/或丙氧基化單醇和/或二醇溶脹或破壞這些彈性纖維。
美國(guó)專利4，496，632涉及一種用改性聚氧化烯多醇潤(rùn)滑熱塑性合成纖維如尼龍、聚酯、聚烯烴、聚(苯并咪唑)、碳或玻璃纖維的方法。該篇美國(guó)專利公開(kāi)，用于合成纖維紡絲的典型設(shè)備包括許多聚氨基甲酸酯彈性體部件。據(jù)公開(kāi)，用聚氧化烯化合物，如環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的嵌段或混嵌聚合物作為紡絲油劑會(huì)使用于紡絲機(jī)的聚氨基甲酸乙酯彈性體溶脹或軟化。為了減少該問(wèn)題，該美國(guó)專利提出通過(guò)用芐基、芳基、取代的芐基或取代的芳基或C1-4烷基將所有羥基封端來(lái)改性聚氧化烯多醇。
美國(guó)專利3，704，225公開(kāi)了用于經(jīng)假捻變形工藝的聚酯絲紗的可水乳化的織物處理組合物。該組合物由22-70wt%潤(rùn)滑劑、5-35wt%抗靜電劑和15-55wt%乳化劑組成。潤(rùn)滑劑是礦物油、植物油、硬脂酸酯或壬酸酯?？轨o電劑最好是已基磷酸鉀。乳化劑是聚氧乙烯(2)油基醇、山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯(20)山梨糖三油酸酯，和已糖醇(和山梨醇或已糖醇-水混合物)環(huán)氧乙烷加合物的偏油酸酯。據(jù)說(shuō)，這種織物整理組合物不破壞用于假捻變形工藝設(shè)備的聚氨基甲酸乙酯帶和皮殼。
美國(guó)專利4，816，336涉及一種含0.08-0.15wt%主要的纖維處理組合物和0.01-0.06wt%某些輔助潤(rùn)滑劑的合成纖維。該主要的處理組合物含25-85wt%至少一種磷酸烷基酯鹽和15-75wt%三烷基乙基乙硫酸季銨或聚氨乙烯醚和C8-22脂肪酸的反應(yīng)產(chǎn)物。該美國(guó)專利提出通過(guò)應(yīng)用輔助潤(rùn)滑劑可降低纖維對(duì)金屬增大的摩擦力。但是，使用高含量磷酸烷基酯鹽可造成關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題。
美國(guó)專利3，421，935公開(kāi)了一種長(zhǎng)絲，即在其表面上有一層潤(rùn)滑組合物的膨松尼龍，所述組合物由特定比例的椰子油、1摩爾山梨醇與約30摩爾環(huán)氧乙烷的縮合物的四油酸-月桂酸戊酯，和壬酚和約6摩爾環(huán)氧乙烷的多醚縮合物組成。
目前以礦物油或硅氧烷為基礎(chǔ)的潤(rùn)滑劑工業(yè)上用于纖維質(zhì)材料，如聚氨基甲酸乙酯彈性體纖維，因?yàn)榈V物油和硅氧烷不溶解、溶脹或破壞聚氨基甲酸乙酯纖維。但是，礦物油和硅氧烷幾乎不能生物降解，而且不溶于水，需要費(fèi)很大勁才能從由纖維質(zhì)材料制成的制品中去除。
本發(fā)明的一個(gè)方面是一種潤(rùn)滑彈性纖維質(zhì)材料的方法，該方法包括在聚合物處理(優(yōu)選是紡絲)成彈性纖維質(zhì)材料之前或之中，使纖維質(zhì)材料的聚合物原料與一種潤(rùn)滑劑接觸，所述潤(rùn)滑劑含一種聚醚多醇，后者是ⅰ)一種或多種C2-4烯化氧和ⅱ)一種多羥基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述多羥基化合物是戊五醇、已糖醇(hexite)、單糖或二糖。
本發(fā)明的另一方面是一種潤(rùn)滑彈性纖維質(zhì)材料的方法，該方法包括使該彈性纖維質(zhì)材料與上述潤(rùn)滑劑接觸。彈性纖維質(zhì)材料最好在其經(jīng)捻線工藝之前或之中和/或在其經(jīng)針織或機(jī)織工藝之前或之中與這種潤(rùn)滑劑接觸。
本發(fā)明的又一方面是一種摻有含聚醚多醇的潤(rùn)滑劑的彈性纖維質(zhì)材料，所述聚醚多醇是ⅰ)一種或多種C2-4烯化氧和ⅱ)多羥基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，其中該多羥基化合物是戊五醇、已糖醇、單糖或二糖。
用于彈性纖維質(zhì)材料的潤(rùn)滑劑含有或由多醚多醇構(gòu)成。該多醚多醇是ⅰ)一種或多種C2-4烯化氧和ⅱ)至少一種選自戊五醇、已糖醇、單糖或二糖的多羥基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
ⅰ)一種或多種C2-4烯化氧和ⅱ)多羥基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物是本技術(shù)領(lǐng)域一般知道的。
法國(guó)專利FR-A-1，501，916公開(kāi)了一種制備多醚多醇的方法，即使至多12個(gè)碳原子的醛糖或酮糖與至少一種烯化氧(如環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷)反應(yīng)。必須使用150-200%化學(xué)計(jì)量量的多醇，以得到單醚。據(jù)公開(kāi)，使用制得的多醚多醇制備聚氨基甲酸乙酯泡沫。
德國(guó)專利申請(qǐng)DE-A-1，285，663公開(kāi)了一種制備再生纖維素絲紗或纖維的方法，即在硫酸、硫酸鈉和硫酸鋅水溶液中紡絲粘膠液，其中粘膠液和/或紡絲浴中含有改性劑。該改性劑是乙氧基化碳水化合物，且任意選擇地混有釋放甲醛的化合物。該乙氧基化碳水化合物最好是乙氧基化葡萄糖、糖、糖醇或β-或γ-纖維素。根據(jù)實(shí)施例，所用的糖已用環(huán)氧乙烷以20-40∶1的摩爾比(環(huán)氧乙烷/糖)進(jìn)行了乙氧基化。據(jù)說(shuō)，制得的再生纖維素絲紗和纖維特性得到改善，特別是改善了強(qiáng)度和濕強(qiáng)度，降低了溶脹性，從而改善了形狀穩(wěn)定性。
美國(guó)專利3，370，056公開(kāi)了一種制備聚氧化烯聚合物的方法，其中使環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷之類的烯化氧與至少具有一個(gè)活性氫原子的引發(fā)劑在固體催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)。大量的二醇、三醇、四醇、糖、糖醇、糖苷、伯和仲胺以及硫代二醇被列為引發(fā)劑，制得的聚氧化烯聚合物被說(shuō)成是可用作界面活性劑或其原料、紡織助劑、潤(rùn)滑油、剎車油、油膏基脫模劑和制備聚氨基甲酸乙酯樹(shù)脂的原料。制得的三或多官能聚醚多醇被說(shuō)成是具有高質(zhì)量，特別適用于生產(chǎn)聚氨基甲酸乙酯泡沫。
盡管如此，上述文獻(xiàn)中沒(méi)有一篇提出使用用于潤(rùn)滑彈性纖維材料的這樣的多醚多醇，即ⅰ)一種或多種C2-4烯化氧和ⅱ)為戊五醇、已糖醇、單糖或二糖的多羥基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
此外，本發(fā)明的申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)按照美國(guó)專利3，370，056介紹的使單官能醇或二胺與烯化氧反應(yīng)制得的多醚多醇不能用于潤(rùn)滑彈性纖維材料。這種多醚多醇造成纖維彈性損失，這將在以下比較例中可見(jiàn)的。
本申請(qǐng)人驚奇地發(fā)現(xiàn)ⅰ)一種或多種C2-4烯化氧和選自戊五醇、已糖醇、單糖或二糖的多羥基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物的多醚多醇不溶脹或顯著破壞彈性纖維材料，如彈性聚氨基甲酸乙酯纖維。還發(fā)現(xiàn)，在不過(guò)分困難的情況下，這種多醚多醇可以至少部分地由彈性纖維材料制成的制品中去除。
制備用于本發(fā)明方法的多醚多醇的優(yōu)選C2-4烯化氧是1，2-或2，3-環(huán)氧丁烷，或最好是環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷。烯化氧可單獨(dú)使用，也可以依次使用，或以混合物的形式與多羥基化合物反應(yīng)。
該多羥基化合物是戊五醇、已糖醇、單糖或二糖。可作用的戊五醇的例子是來(lái)蘇糖醇(lyxosite)、木糖醇(xylite)、阿拉伯糖醇(arabinite)或核糖(ribite)。優(yōu)選的已糖醇是山梨糖醇或甘露糖醇。優(yōu)選的單糖是酮戊糖，如核酮糖或木酮糖;或醛戊糖，如來(lái)蘇糖、木糖、阿拉伯糖或核糖;或已醛糖，如阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、古洛糖、艾杜糖、塔羅糖或半乳糖;或已酮糖，如阿洛酮糖、山梨糖、塔格糖或果糖。一般優(yōu)選D-型單糖，優(yōu)選的二糖是麥芽糖、纖維素二糖、乳糖或蔗糖。一般優(yōu)選二糖的(+)型。
C2-4烯化氧與多羥基化合物的摩爾比優(yōu)選是4∶1-30∶1，以6∶1-18∶1為佳，最佳為8∶1-15∶1。
一種或多種C2-4烯化氧和上述多羥化合物的反應(yīng)方法以及制得的多醚多醇是本技術(shù)領(lǐng)域公知的。多醚多醇的重均分子量?jī)?yōu)選為300-2500，以400-2000為佳，最佳為500-1500。優(yōu)選的低平均分子量非常有利，因?yàn)檫@能改善多醚多醇的生物降解性。
上述多醚多醇具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性。一種或多種這些多醚多醇可以未稀釋的形式用于潤(rùn)滑彈性纖維質(zhì)材料。但是，用于本發(fā)明方法的潤(rùn)滑劑最好含有一種或多種上述多醚多醇和稀釋劑。最好，潤(rùn)滑劑含有1-90%，優(yōu)選4-70%，最佳6-5-%多醚多醇和99-10%、優(yōu)選96-30%、最佳94-50%一種或多種稀釋劑(以多醚多醇和稀釋劑的總重計(jì))。一種有用的稀釋劑是水。多醚多醇一般以任意重量比與水混合。其它有用的稀釋劑是有機(jī)液，如二醇二醚，最好是一-、二-或三丙二醇二醚，例如C1-6烷基醚，優(yōu)選其二甲醚、二乙醚、二丙醚或二丁醚，例如一-、二-或三丙二醇的甲基/正丁基醚。其它優(yōu)選的有機(jī)液是二醇單醚，如一-、二-或三丙二醇一醚，例如C1-6烷基醚，優(yōu)選一-、二-或三丙二醇的甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基醚，或一-、二-或三丙二醇一醚的仲丁基或叔丁基醚，或一-、二-或三丙二醇一醚，如C1-6烷基醚，優(yōu)選一-、二-或三丙二醇的甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基醚。其它有用的稀釋劑是二醇類，如一-、二-、三-或多丙二醇。其它有用的稀釋劑一般含有一個(gè)或多個(gè)羥基、酯或羰基官能鍵。其例子是石油溶劑、醇，如飽和開(kāi)鏈或環(huán)醇，優(yōu)選甲醇、乙醇、丙醇(如正丙醇或異丙醇)、丁醇(如正丁醇或異丁醇)、已醇(如正已醇或環(huán)已醇)、庚醇、辛醇、癸醇、十二烷醇(如月桂醇)或十八烷醇(如硬脂基醇);或不飽和醇，優(yōu)選烯丙醇或糠醇、優(yōu)選取代或未取代苯酚，如丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮或環(huán)已酮，酯，如乙二醇乙氧基丙酸酯或TEXANOL(商品名)(為不同酯的混合物且可以從BASF買到)。這些稀釋劑一般沒(méi)有潤(rùn)滑性，但可用于給潤(rùn)滑油組合物提供所需粘度。
優(yōu)選的潤(rùn)滑劑組合物含有a)0-60%、優(yōu)選5-50%、更好15-40%二醇一或二醚、酯、酮或石油溶劑，b)1-80%、優(yōu)選10-70%、更好20-50%二醇，以及c)1-80%、優(yōu)選10-70%、更好20-50%上述多醚多醇(以上均以a)、b)、c)總重計(jì))。
優(yōu)選的三醇一-或二醚、酯、酮和二醇定義如上。優(yōu)選的潤(rùn)滑劑組合物可含有一種或多種選自a)的化合物、一種或多種選自b)的化合物和一種或多種選自c)的化合物。潤(rùn)滑劑組合物的粘度優(yōu)選5-75cSt、更好10-50cSt、最佳15-35cSt(于40℃測(cè)定)。
潤(rùn)滑劑可含有任意選擇的添加劑，如抗磨劑、特壓劑、織物軟化劑、濕潤(rùn)劑、抗靜電劑、抗氧劑、殺菌劑和/或殺真菌劑等等，條件是這樣的添加劑不以令人討厭的方式影響待潤(rùn)滑的纖維質(zhì)材料。如果潤(rùn)滑劑中含有這類任選的添加劑，則它們的含量以潤(rùn)滑劑的總重計(jì)為0.05-10%。優(yōu)選0.1-5%。
上述潤(rùn)滑劑在潤(rùn)滑彈性纖維質(zhì)材料、特別是合成彈性有機(jī)纖維質(zhì)材料的方法中非常有用。這里所用的術(shù)語(yǔ)“彈性纖維質(zhì)材料”包括長(zhǎng)絲、纖維、粗紗、絲紗、線、單紗等等，它們撕開(kāi)時(shí)具有至少150%、優(yōu)選至少200%、更優(yōu)選至少400%的延伸率并具有相當(dāng)大的可逆延伸性，彈性纖維材料一般定義為“彈性體纖維”。當(dāng)通過(guò)紡絲操作由聚合物制備彈性纖維時(shí)，或當(dāng)制得的纖維質(zhì)材料在諸如捻線、在由纖維或長(zhǎng)絲制備絲紗、線或單紗的步驟中或在針織或機(jī)織工藝中進(jìn)一步處理時(shí)，所述潤(rùn)滑劑可用于降低纖維與纖維間的摩擦和纖維與機(jī)械間的摩擦。此外，所述潤(rùn)滑劑往往不會(huì)溶解、溶脹或破壞彈性纖維質(zhì)材料，例如，纖維質(zhì)聚氨基甲酸乙酯彈性體材料。此外，通過(guò)對(duì)纖維質(zhì)材料施用潤(rùn)滑劑，實(shí)際上不會(huì)降低纖維質(zhì)聚氨基甲酸乙酯彈性體材料等等的彈性纖維質(zhì)材料的彈性。最好用潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑部分或全部由聚氨基甲酸乙酯彈性體制成的彈性纖維質(zhì)材料。纖維質(zhì)聚氨基甲酸乙酯彈性體材料以及它們優(yōu)良的彈性為本技術(shù)領(lǐng)域已知。可以如此使用聚氨基甲酸乙酯彈性體，也可與一種或多種其它合成有機(jī)物結(jié)合使用，例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯(如Fibravyl或Leavil，商品名)、聚丙烯腈(如Dralon或Orlon，商品名)、改良丙烯酸(丙烯腈與氯乙烯的共聚物)、聚乙烯醇(如Kuralon，商品名)、聚丙烯酸類、聚乙烯酸類的三乙烯酯、6-聚纖胺(如Perlon，商品名)、6，6-聚酰胺(如尼龍，商品名)或與聚鄰苯二甲酸乙二醇酯類似的聚酯(如Dracon，Diolen，Terylene或Trevira，商品名)。在紡織纖維中，常常含量為2-20wt%、優(yōu)選5-10wt%聚氨基甲酸乙酯彈性體便足以使其為高彈性。纖維質(zhì)聚氨酯彈性體一般含有至少85wt%聚氨基甲酸酯鏈段，且一般被稱為彈力纖維。
通過(guò)不同的紡絲操作制備聚氨基甲酸乙酯彈性體的方法是公知的，聚氨基甲酸乙酯彈性體纖維經(jīng)常是采用干紡法制備的，例如由聚酯氨基甲酸乙酯/半卡巴肼或聚酯氨基甲酸乙酯/二胺組合物制成的纖維(以Dorlastane商品名出售);由聚醚氨基甲酸乙酯/肼、聚醚氨基甲酸乙酯/二胺或聚酯氨基甲酸乙酯/二胺組合物制得的纖維纖(以Lycra商品名出售);由聚已酸乙酯/二胺組合物制得的纖維(以Asahi-Spandex商品名出售)，由聚醚氨基甲酸乙酯/二胺組合物制成的纖維(以Asahi-Spandex或Espa商品名出售);由聚醚氨基甲酸乙酯/氨基酰肼衍生物組合物制得的纖維(以Asahi-Spandex或Espa商品名出售);由聚醚氨基甲酸乙酯/氨基酰肼衍生物組合物制得的纖維(以Neolon商品名出售)，或由聚醚氨基甲酸乙酯/肼或聚醚氨基甲酸乙酯/二胺組合物制得的纖維(以O(shè)peolon商品名出售)。聚氨基甲酸乙酯彈性體纖維也可通過(guò)已知的濕紡法制備。例如，由聚酯/聚醚氨基甲酸乙酯/二胺組合物構(gòu)成的纖維(以Numa或Fujiibo-Spandex商品名出售)可按濕紡法制備。此外，化學(xué)紡法也是已知的，并可用于例如制備由聚酯氨基甲酸乙酯/二胺組合物構(gòu)成的纖維(以Glospan，Enkaswing或Spancelle商品名出售)。
例如通過(guò)連續(xù)聚合法制備聚氨基甲酸乙酯彈性體的方法，以及制備氨基甲酸乙酯彈性體有用的起始物也是本技術(shù)領(lǐng)域公知的。聚氨基甲酸乙酯彈性體、起始物、彈性體的合成、紡絲操作等等在Ullmanns Encyklopaedie der technisehen Chemie(第4版，11卷，312-320頁(yè))中有說(shuō)明。
按照本發(fā)明的方法，a)在聚合物紡成彈性纖維質(zhì)材料之前或之中，使?jié)櫥瑒┡c彈性纖維質(zhì)用的聚合起始物接觸，和/或b)使?jié)櫥瑒┡c制得的彈性纖維質(zhì)材料接觸。
所以，在從例如聚氨基甲酸乙酯彈性體的聚合起始物紡成長(zhǎng)絲、纖維等等之前、之中或之后，加入潤(rùn)滑劑。
在聚合物紡成彈性纖維材料之前或之中使?jié)櫥瑒┡c聚合起始物接觸的方法為本技術(shù)領(lǐng)域公知。公開(kāi)的日本專利申請(qǐng)J03287816和J01282387的摘要提出在生產(chǎn)彈性聚氨基甲酸乙酯絲紗的熔融紡絲步驟之前，使油劑如硅氧烷或礦物油與聚氨基甲酸乙酯彈性體接觸或與聚異氰酸酯預(yù)聚物接觸。
在本發(fā)明的方法中，可按照公開(kāi)的日本專利申請(qǐng)J03287816tJ01282387一般介紹的方法，在紡絲之前使?jié)櫥瑒┡c用于彈性纖維質(zhì)材料的聚合起始物如聚氨基甲酸乙酯彈性體或聚異氰酸酯預(yù)聚物進(jìn)行混合。潤(rùn)滑劑可與聚合起始物進(jìn)行混合，盡管這種潤(rùn)滑劑仍為固體、已經(jīng)熔融或溶于溶劑。另外，也可在按照濕紡法將纖維質(zhì)材料紡絲時(shí)往紡絲浴中加入潤(rùn)滑劑。在此情況下，潤(rùn)滑劑在紡絲浴中與聚合起始物接觸。
另外，潤(rùn)滑劑也可以在例如干燥紡絲物之前或在彈性纖維質(zhì)材料進(jìn)行捻線工藝之前或之中與制成的彈性纖維質(zhì)材料混合。施用潤(rùn)滑劑防止了紡絲、纖維、粗紗等粘在一起，還防止了干燥和捻線裝置的結(jié)殼。潤(rùn)滑劑可與彈性纖維質(zhì)材料以一般公知方式進(jìn)行接觸，例如在纖維質(zhì)材料上噴潤(rùn)滑劑或?qū)⒗w維質(zhì)材料浸入潤(rùn)滑劑。
另外，或除上述方法外，可在彈性纖維質(zhì)材料進(jìn)一步進(jìn)行處理步驟如機(jī)織或針織工藝之前或之中，使?jié)櫥瑒┡c纖維質(zhì)材料進(jìn)行接觸。潤(rùn)滑劑可與纖維質(zhì)材料以普通已知方式進(jìn)行接觸，例如在纖維質(zhì)材料上噴潤(rùn)滑劑或?qū)⒗w維質(zhì)材料浸入潤(rùn)滑劑。
不管怎樣，聚合起始物和/或纖維質(zhì)材料都要與有效量的潤(rùn)滑劑接觸。有效潤(rùn)滑的用量取決于各種因素，例如往聚合起始物或纖維質(zhì)材料上涂覆潤(rùn)滑劑的方式，潤(rùn)滑劑的具體組分，聚合起始物或纖維質(zhì)材料的類型，等等。一般來(lái)說(shuō)，以聚合起始物或纖維材料的重量計(jì)，施用0.1-20%、優(yōu)選1-10%、更優(yōu)選2-8%的上述多醚多醇。
潤(rùn)滑劑中所含的上述多醚多醇能生物降解，一般以任何重量比與水混合。當(dāng)彈性纖維質(zhì)材料上不再需要時(shí)，例如在由長(zhǎng)絲、粗紗、絲紗、單紗等制成布之后，水混溶性或水溶性促進(jìn)了從彈性纖維材料上去除潤(rùn)滑劑。觀測(cè)不到纖維材料或制品(如由纖維材料制得的布料)發(fā)黃。
以下用實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，它們并不是為了限制本發(fā)明的范圍。除非另外注明，所有份數(shù)和百分?jǐn)?shù)構(gòu)以重量計(jì)。
實(shí)施例1-8和比較例A-G實(shí)施例1的潤(rùn)滑劑是一種山梨醇和環(huán)氧丙烷以1∶9的摩爾比反應(yīng)的產(chǎn)物-多醚多醇。在密閉瓶中，進(jìn)行按照OECD-Nr.301-D生物降解試驗(yàn)，在28天內(nèi)40%該多醚多醇被降解。
實(shí)施例2的潤(rùn)滑劑是一種山梨醇和環(huán)乙烷以1∶9摩爾比反應(yīng)的產(chǎn)物-多醚多醇。
實(shí)施例3的潤(rùn)滑劑是一種山梨醇和環(huán)乙烷以1∶15摩爾比反應(yīng)的產(chǎn)物-多醚多醇。
實(shí)施例4的潤(rùn)滑劑是一種山梨醇與1，2-環(huán)氧丁烷、再與環(huán)氧丙烷以山梨醇1，2-環(huán)氧丁烷環(huán)氧乙烷1∶4∶4的摩爾比反應(yīng)的產(chǎn)物-多醚多醇。
實(shí)施例5的潤(rùn)滑劑是一種山梨醇與1，2-環(huán)氧丁烷、再與環(huán)氧丙烷以山梨醇1，2-環(huán)氧丁烷環(huán)氧乙烷1∶6∶6的摩爾比反應(yīng)的產(chǎn)物-多醚多醇。
實(shí)施例6的潤(rùn)滑劑是一種山梨醇與1，2-環(huán)氧丁烷、再與環(huán)氧丙烷以山梨醇1，2-環(huán)氧丁烷環(huán)氧乙烷1∶6∶8的摩爾比反應(yīng)的產(chǎn)物-多醚多醇。
實(shí)施例7的潤(rùn)滑劑是一種蔗糖/甘油混合物和環(huán)氧丙烷以0.67∶0.33∶7.5蔗糖∶甘油∶環(huán)氧丙烷的摩爾比反應(yīng)的產(chǎn)物。
實(shí)施例8的潤(rùn)滑劑是一種蔗糖/甘油混合物和環(huán)氧丙烷以0.9∶0.1∶15蔗糖∶甘油∶環(huán)氧丙烷的摩爾比反應(yīng)的產(chǎn)物。
比較例A的潤(rùn)滑劑是一種丁醇引發(fā)劑和環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷混合物(環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷的摩爾比為50∶5)的反應(yīng)產(chǎn)物。潤(rùn)滑劑的粘度于50℃為300cSt。其重均分子量為約3000。
比較例B的潤(rùn)滑劑是一種丁醇引發(fā)劑和環(huán)氧丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物。潤(rùn)滑劑的重均分子量為約700。
比較例C的潤(rùn)滑劑是C9脂肪醇引發(fā)劑與環(huán)氧乙烷，再與環(huán)氧丙烷以醇∶環(huán)氧乙烷∶環(huán)氧丙烷1∶8∶2的摩爾比反應(yīng)的產(chǎn)物。
比較例D的潤(rùn)滑劑是一種乙二胺引發(fā)劑和環(huán)氧丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物。潤(rùn)滑劑的重均分子量為約350。
比較例E的潤(rùn)滑劑是一種C12-15醇混合物與環(huán)氧丙烷、再與環(huán)氧乙烷以醇∶環(huán)氧丙烷∶環(huán)氧乙烷1∶4∶2的摩爾比反應(yīng)的產(chǎn)物。
比較例F和G的潤(rùn)滑劑分別是礦物油和硅氧烷Si-200。
實(shí)施例1-8化合物的潤(rùn)滑性和這些化合物對(duì)Lucra聚氨基甲酸乙酯纖維的影響列于下表1。
根據(jù)DIN51 350第3部分測(cè)定潤(rùn)滑性，其中評(píng)估了在SHELL四球試驗(yàn)機(jī)中流體潤(rùn)滑劑的耐磨性。該試驗(yàn)機(jī)由一個(gè)旋轉(zhuǎn)球組成，該球承載150N，并在三個(gè)與其等同的靜態(tài)球上滑動(dòng)。試驗(yàn)期為1小時(shí)。這三個(gè)靜態(tài)球特征直徑以mm測(cè)定。球特征直徑越低，則流體潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑性就越好。
以下述方式評(píng)估實(shí)施例1-8和比較例A-G潤(rùn)滑劑對(duì)降低聚氨基甲酸乙酯彈性體的彈性的趨勢(shì)，將一塊由約0.1mm厚、并由20%LYCRA聚氨基甲酸乙酯纖維和80%原棉的混合物構(gòu)成的絲紗制成的布拉伸80%。將三滴被測(cè)的潤(rùn)滑劑涂覆到該布上并于室溫靜置40分鐘。然后將這塊布放在180℃烘箱中。將該布脫膜，并肉眼檢查彈性損失。
表1 1)未測(cè)定2)觀測(cè)到布未發(fā)黃3)在去除礦物油或硅氧烷Si-200后觀測(cè)到布發(fā)黃使實(shí)施例1的聚醚多醇與水或二丙二醇二甲醚以不同比率混合，按上述方法測(cè)定混合物不潤(rùn)滑性并列于下表2。
表2實(shí)施例1 二丙二醇 水 粘度 耐磨性/Scar的聚醚多醇二甲醚 (J40℃ (150 )(%) (%) (%) (ST) 表2說(shuō)明了本發(fā)明方法中多醚多醇具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性，即使當(dāng)與水或水混溶性稀釋劑混合時(shí)亦如此。
實(shí)施例9混合35份一丙二醇、30份三丙二醇甲醚和35份多醚多醇(山梨醇與環(huán)氧乙烷以1∶18摩爾比反應(yīng)的產(chǎn)物)?；旌衔锏恼扯扔?0℃為22cSt。
實(shí)施例10混合35份一丙二醇、35份三丙二醇甲醚和30份實(shí)施例1的多醚多醇?；旌衔锏恼扯扔?0℃為22cSt。
按上述實(shí)施例1-8和比較的A-G的方法評(píng)估實(shí)施例9和10的混合物的降低聚氨基甲酸乙酯彈性體彈性的趨勢(shì)。觀察到非常小的拉伸損失。這種拉伸損失遠(yuǎn)低于比較例A-G潤(rùn)滑劑觀測(cè)到的拉伸損失。
在可由OPTIMOL公司(德國(guó))購(gòu)得的SRV(Schwingreibungsverschleiss)設(shè)備上評(píng)估實(shí)施例9和10的混合物的潤(rùn)滑性及其高溫耐磨性。金屬球在金屬盤(pán)上擺動(dòng)。金屬球承載200N。1小時(shí)后，兩種混合物仍為液體，這說(shuō)明其耐磨性優(yōu)良。
權(quán)利要求
1.一種潤(rùn)滑彈性纖維材料的方法，該方法包括在聚合材料紡成彈性纖維材料之前或之中，使纖維質(zhì)材料的聚合起始物與一種含聚醚多醇的潤(rùn)滑劑接觸，其中所述聚醚多醇是i)一種或多種C2-4烯化氧和ii)為戊五醇、己糖醇、單糖或二糖的多羥基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
2.權(quán)利要求1的方法，其中該纖維質(zhì)材料的聚合起始物包括聚氨基甲酸乙酯彈性體。
3.一種潤(rùn)滑彈性纖維質(zhì)材料的方法，該方法包括使彈性纖維質(zhì)材料與一種含多醚多醇的潤(rùn)滑劑接觸，其中所述多醚多醇是一種ⅰ)一種或多種C2-4烯化氧和ⅱ)為戊五醇、已糖醇、單糖或二糖的多羥基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
4.權(quán)利要求3的方法，其中在彈性纖維質(zhì)材料經(jīng)捻線工藝之前或之中，使彈性纖維質(zhì)材料與潤(rùn)滑劑接觸。
5.權(quán)利要求3的方法，其中在彈性纖維質(zhì)材料經(jīng)機(jī)織或針織工藝之前或之中，使彈性纖維質(zhì)材料與潤(rùn)滑劑接觸。
6.權(quán)利要求3的方法，其中彈性纖維質(zhì)材料至少部分由聚氨基甲酸乙酯彈性體材料制成。
7.權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其中烯化氧和多羥基化合物之間的摩爾比6∶1-18∶1。
8.權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其中多羥基化合物是山梨醇、甘露醇、已醛糖、已酮糖或蔗糖。
9.權(quán)利要求7的方法，其中多羥基化合物是山梨醇、甘露醇、已醛糖、已酮糖或蔗糖。
10.一種混有潤(rùn)滑劑的彈性纖維質(zhì)材料，它含有一種多醚多醇，該多醚多醇是ⅰ)一種或多種C2-4烯化氧和ⅱ)多羥基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，其中該多羥基化合物是戊五醇、已糖醇、單糖或二糖。
11.權(quán)利要求10的彈性纖維質(zhì)材料，它至少部分由聚氨基甲酸乙酯彈性體材料制成。
12.權(quán)利要求10或11的彈性材料，其中烯化氧和多羥基化合物之間的摩爾比為6∶1-18∶1。
13.權(quán)利要求10或11的彈性材料，其中所述多羥基化合物是山梨醇、甘露醇、已醛糖、已酮糖或蔗糖。
全文摘要
公開(kāi)了一種潤(rùn)滑彈性纖維質(zhì)材料的方法，其中所用的潤(rùn)滑劑含一種多醚多醇，后者是i)一種或多種C
文檔編號(hào)D06M15/03GK1106873SQ9410136
公開(kāi)日1995年8月16日 申請(qǐng)日期1994年2月8日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月10日
發(fā)明者J·J·茲溫塞爾曼 申請(qǐng)人:陶氏化學(xué)公司