本發(fā)明涉及低熔點(diǎn)滌綸復(fù)合短纖維油劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、低熔點(diǎn)滌綸復(fù)合短纖維是將低熔點(diǎn)聚酯和常規(guī)聚酯兩種不同的聚合物熔融后，從噴絲板擠出成型的復(fù)合纖維，有皮芯、并列、海-島、齒輪、多層并列等排列方式。低熔點(diǎn)聚酯熔點(diǎn)為110～180℃，目前市場上用于生產(chǎn)低熔點(diǎn)短纖維的聚酯熔點(diǎn)多為110℃左右。低熔點(diǎn)聚酯和常規(guī)聚酯相容性較好，在較低的加工溫度下低熔點(diǎn)聚酯熔化，而常規(guī)聚酯保持原有物理結(jié)構(gòu)，因此在纖維網(wǎng)中起到粘連作用，減少傳統(tǒng)膠水的使用，具有剝離強(qiáng)度較高、熱熔加工溫度低、黏合速度快的優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生用品、紡織用品、汽車內(nèi)飾、家庭用品等領(lǐng)域，且在民用領(lǐng)域比重越來越大。

2、在常規(guī)滌綸短纖維的生產(chǎn)過程中，滌綸短絲紡絲油劑均勻鋪展于纖維表面，起到平滑、抗靜電、集束的作用。低熔點(diǎn)滌綸復(fù)合短纖維由于低熔點(diǎn)聚酯的低熔點(diǎn)特性，前紡上油為后紡回流油劑乳液，一般后紡采用油槽浸軋一次上油的方式，不再設(shè)噴淋上油。油槽溫度設(shè)置較低一般為20～60℃，大多數(shù)化纖廠為常溫；烘干溫度不超過70℃，為了便于烘干且不影響它的粘連應(yīng)用，上油率不宜太高控制在0.08％～0.15％。目前，市場上常用的用于普通滌綸短絲的油劑以烷基磷酸酯(鉀鹽)為主，復(fù)配高級脂肪酸聚氧乙烯酯，或少量兩性表面活性劑、陽性或弱陽性表面活性劑，但將普通滌綸短絲油劑用作低熔點(diǎn)滌綸復(fù)合短纖維油劑時(shí)，容易出現(xiàn)纖維毛絲、斷頭多、飛花等問題，因此低熔點(diǎn)滌綸復(fù)合短纖維對油劑提出了更高的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是，提供低熔點(diǎn)滌綸復(fù)合短纖維油劑，具有油膜強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。

2、為解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、低熔點(diǎn)滌綸復(fù)合短纖維油劑，以重量計(jì)，包括：

4、高環(huán)氧乙烷加成數(shù)脂肪醇聚氧乙烯醚，40～80份；

5、二醇單烷基醚，1～20份；

6、抗靜電劑，5～20份。

7、本發(fā)明油劑作為低熔點(diǎn)滌綸復(fù)合短纖維油劑，油膜強(qiáng)度高。

8、上述技術(shù)方案中，所述低熔點(diǎn)滌綸復(fù)合短纖維油劑優(yōu)選進(jìn)一步包括低環(huán)氧乙烷加成數(shù)脂肪醇聚氧乙烯醚，5～30份，低環(huán)氧乙烷加成數(shù)脂肪醇聚氧乙烯醚的使用，提高了油劑在纖維表面潤濕性。

9、上述技術(shù)方案中，高環(huán)氧乙烷加成數(shù)脂肪醇聚氧乙烯醚的份數(shù)例如但不限于為45、50、55、60、65、70、75等等。

10、上述技術(shù)方案中，低環(huán)氧乙烷加成數(shù)脂肪醇聚氧乙烯醚的份數(shù)例如但不限于為6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29等等。

11、我們發(fā)現(xiàn)，高環(huán)氧乙烷加成數(shù)脂肪醇聚氧乙烯醚與低環(huán)氧乙烷加成數(shù)脂肪醇聚氧乙烯醚在提高油劑的油膜強(qiáng)度方面具有相互促進(jìn)作用。

12、上述技術(shù)方案中，二醇單烷基醚的份數(shù)例如但不限于為2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18等等。

13、我們發(fā)現(xiàn)，低環(huán)氧乙烷加成數(shù)脂肪醇聚氧乙烯醚與二醇單烷基醚在提高油劑在纖維表面潤濕性能方面相互增效。

14、上述技術(shù)方案中，抗靜電劑的份數(shù)例如但不限于為6、7、8、9、10、11、12、13、14、16、18等等。

15、上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，高環(huán)氧乙烷加成數(shù)脂肪醇聚氧乙烯醚符合如下式1：

16、

17、其中，r1為c12～c18的烴基，例如但不限于c12的烴基、c13的烴基、c14的烴基、c15的烴基、c16的烴基、c17的烴基、c18的烴基)，優(yōu)選烷基，可以是直鏈烷基或支鏈的烷基，可是伯烷基也可以是仲烷基；若非特別指明，僅為同比，實(shí)施例和比較例中r1均為直鏈的伯烷基。a為環(huán)氧乙烷加成數(shù)，a為50～100，例如但不限于，a為55、60、65、70、75、80、85、90、95等等。僅為同比，實(shí)施例和比較例中采用的高環(huán)氧乙烷加成數(shù)脂肪醇聚氧乙烯醚均為c16-18脂肪醇為起始劑引發(fā)環(huán)氧乙烷聚合得到的產(chǎn)物，c16～18脂肪醇為c16脂肪醇與c18脂肪醇的任意重量比的混合物，但市場上常用c16～18脂肪醇中c16脂肪醇與c18脂肪醇的重量比均落在1∶10至10∶1之間，更常見的c16脂肪醇與c18脂肪醇的重量比有三個(gè)規(guī)格，7∶3、5∶5和3∶7，也僅為同比，本發(fā)明實(shí)施例和比較例中的c16～18脂肪醇均采用3∶7的規(guī)格。市場上，以c16～18脂肪醇為起始劑合成的脂肪醇聚氧乙烯醚習(xí)慣被稱為平平加o-系列，比如c16～18脂肪醇聚氧乙烯(80)醚，市場上被習(xí)慣稱為平平加o-80，c16～18脂肪醇聚氧乙烯(60)醚，市場上被習(xí)慣稱為平平加o-60。

18、上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，低環(huán)氧乙烷加成數(shù)脂肪醇聚氧乙烯醚符合如下式2：

19、

20、其中，r2為c12～c18的烴基，例如但不限于c12的烴基、c13的烴基、c14的烴基、c15的烴基、c16的烴基、c17的烴基、c18的烴基，優(yōu)選所述烴基為烷基，可以是直鏈烷基或支鏈的烷基，可是伯烷基也可以是仲烷基；若非特別指明，僅為同比，實(shí)施例和比較例中r2均為直鏈的伯烷基。為同比，實(shí)施例和比較例中采用的低環(huán)氧乙烷加成數(shù)脂肪醇聚氧乙烯醚均為c12-14脂肪醇為起始劑引發(fā)環(huán)氧乙烷聚合得到的產(chǎn)物，c12～14脂肪醇為c12脂肪醇與c14脂肪醇的任意重量比的混合物，但市場上常用c12～14脂肪醇中c12脂肪醇與c14脂肪醇的重量比均落在1∶10至10∶1之間，更常見的c12脂肪醇與c14脂肪醇的重量比為7∶3這種規(guī)格，也僅為同比，本發(fā)明實(shí)施例和比較例中的c12～14脂肪醇中c12脂肪醇與c14脂肪醇重量比為7∶3的規(guī)格。市場上，以c12～14脂肪醇為起始劑合成的脂肪醇聚氧乙烯醚習(xí)慣被稱為aeo系列，比如c12～14脂肪醇聚氧乙烯(3)醚，市場上被習(xí)慣稱為aeo3，c12～14脂肪醇聚氧乙烯(5)醚，市場上被習(xí)慣稱為aeo5，c12～14脂肪醇聚氧乙烯(7)醚，市場上被習(xí)慣稱為aeo7等等。

21、b為環(huán)氧乙烷加成數(shù)，b為3～10，例如但不限于，b為4、5、6、7、8、9等等，更優(yōu)選b為3～7。

22、上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，二醇單烷基醚符合如下式3：

23、

24、其中r3為c1～c6的烴基，例如但不限于c1的烴基、c3的烴基、c3的烴基、c4的烴基、c5的烴基、c6的烴基，優(yōu)選烷基，可以是直鏈烷基或支鏈的烷基，可是伯烷基也可以是仲烷基；c為環(huán)氧乙烷加成數(shù)，c為2～5。

25、上述技術(shù)方案中，抗靜電劑的選擇沒有特別要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以合理選擇且不必付出創(chuàng)造性勞動(dòng)。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，烷基磷酸酯鉀鹽和烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鉀鹽常被用作抗靜電劑，本發(fā)明所述抗靜電劑因此可為烷基磷酸酯鉀鹽和烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鉀鹽中的至少一種。僅為同比，本發(fā)明實(shí)施例和比較中的抗靜電劑均為上海多綸化工有限公司生產(chǎn)，牌號為抗靜電劑as-2202，有效成分是aeo3pk，為aeo3pk水乳液，有效物質(zhì)量含量為25％。aeo3pk是采用aeo3與磷?；噭┻M(jìn)行反應(yīng)，然后用氫氧化鉀水溶液中和得到。

26、上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述油劑包括水。

27、上述技術(shù)方案中，水以外的那些組分，有的組分有時(shí)并非以純物質(zhì)的形式供應(yīng)，而是以有效物分散于溶劑中的形式供應(yīng)，此時(shí)，發(fā)明中各組成的計(jì)量仍以有效物的形式進(jìn)行，比如抗靜電劑as-2202，有效成分是aeo3pk，為aeo3pk的水乳液，有效物質(zhì)量含量為25％，則抗靜電劑是以有效物aeo3pk計(jì)量，而不是以as-2202商品形式計(jì)量。

28、為兼顧便于貯存和便于現(xiàn)場稀釋，優(yōu)選油劑中水的質(zhì)量含量為40～80％；或者所述油劑中有效物的質(zhì)量濃度為20～60％。例如但不限于所述油劑中有效物的質(zhì)量濃度為25％、35％、40％、45％、50％、55％等等。

29、為便于纖維上油現(xiàn)場使用，此時(shí)油劑以乳液的形式存在，優(yōu)選油劑乳液中水的質(zhì)量含量為95.0～99.9％；或者所述油劑乳液中油劑有效物的質(zhì)量含量為0.1～5.0％。例如但不限于，所述油劑乳液中油劑有效物的質(zhì)量含量為0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％等等。

30、油劑中的有效物是油劑中水以外的各組分的總稱。

31、本發(fā)明油劑的技術(shù)關(guān)鍵是上述油劑中各組分的選擇，可以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，將油劑所需的各組分混合均勻即可，且不必付出創(chuàng)造性勞動(dòng)。

32、例如但不限于所述油劑的調(diào)配方法，包括如下步驟：

33、在調(diào)配釜中加入計(jì)量的水，升溫至40～70℃；

34、開啟攪拌，按份數(shù)加入高環(huán)氧乙烷加成數(shù)脂肪醇聚氧乙烯醚、抗靜電劑、低環(huán)氧乙烷加成數(shù)脂肪醇聚氧乙烯醚、二醇單烷基醚。在設(shè)定的溫度下攪拌均勻，降溫至20～50℃出料。

35、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供上述油劑的應(yīng)用。

36、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：上述技術(shù)問題之一的技術(shù)方案中任一項(xiàng)所述的油劑在低熔點(diǎn)滌綸復(fù)合短纖維生產(chǎn)中的應(yīng)用。

37、本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵是油劑組分的選擇，至于應(yīng)用于低熔點(diǎn)滌綸復(fù)合短纖維生產(chǎn)中的具體工藝條件，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以合理選擇且不必付出創(chuàng)造性勞動(dòng)。

38、僅作為舉例，低熔點(diǎn)滌綸復(fù)合短纖維生產(chǎn)中上油，后紡一般采用油槽浸軋一次上油的方式。聚酯原料熔融后經(jīng)噴絲頭進(jìn)入甬道冷卻，經(jīng)過油槽浸軋上油，一般設(shè)定為20～60℃，大多數(shù)化纖廠為常溫，后續(xù)依次經(jīng)過拉伸、定型、卷曲、干燥、切斷打包等工序；其中烘干溫度不超過70℃，為了便于烘干且不影響纖維的粘連應(yīng)用，上油率不宜太高控制在0.08％～0.15％。

39、本發(fā)明油劑的測試

40、1、油膜強(qiáng)度的測試

41、采用gb/t3142-2019潤滑劑承載能力測定法(四球法)測試油劑成品的油膜強(qiáng)度，以最大無卡咬負(fù)荷pb表征，采用mrs-10a四球摩擦試驗(yàn)機(jī)(濟(jì)南華試試驗(yàn)機(jī)有限公司制)，在25℃下，以1450r/min的轉(zhuǎn)速球磨10s測試。最大無卡咬負(fù)荷pb越大，表示油劑的油膜強(qiáng)度越高。測試用的油劑是有效物的質(zhì)量濃度為30％的油劑乳液。

42、2、接觸角的測試

43、2.1、纖維試樣

44、將揚(yáng)州天富龍集團(tuán)有限公司規(guī)格為lcf110-02的低熔點(diǎn)滌綸復(fù)合短纖維(纖度4d，長度51mm)先用純水清洗4次，再用乙醇超聲清洗5min，洗去表面灰塵與油脂等雜質(zhì)。取出纖維經(jīng)過40℃的鼓風(fēng)烘干箱中干燥后，放置于溫度為20℃、相對濕度為65％rh的恒溫恒濕箱中放置24小時(shí)以上，作為纖維試樣。

45、2.2、測試液體

46、將油劑配制成有效物的質(zhì)量濃度為0.10％的油劑水乳液，作為測試液體。

47、2.3、測試儀器

48、kruss?dsa100接觸角測量儀。

49、2.4測試方法

50、通過脈沖將10pl體積的油劑乳液液滴噴射到已固定在樣品臺上的水平伸直的單纖維試樣上，ccd記錄液滴與纖維試樣接觸全過程，采用量角法計(jì)算單纖維的靜態(tài)接觸角，實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件為：溫度(20±2)℃，相對濕度35％±5％。實(shí)驗(yàn)過程中禁止采用同一根纖維進(jìn)行重復(fù)性測試。

51、2.5、接觸角的涵義

52、接觸角為0°時(shí)，表明測試液體在纖維試樣表面完全潤濕，完全濕潤也稱為鋪展；接觸角在0°和90°之間，表明測試液體在纖維試樣表面可潤濕，接觸角大于90°固體，表明測試液體在纖維試樣表面不可潤濕；接觸角接近極限值180°時(shí)，屬于超不可濕潤情況，即所謂荷葉效應(yīng)情況。

53、下面通過具體實(shí)施方式和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)舉例說明。