專利名稱：自清潔聚丙烯織物紡織潤滑劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在生產(chǎn)過程中抑制所用潤滑劑粘度增加的組合物.本發(fā)明也涉及在聚烯烴產(chǎn)品制造中所用的潤滑劑和清潔劑。本發(fā)明特別涉及吡咯烷酮作為烯烴加工疏水潤滑劑添加劑的用途。
在加工過程中，要將潤滑劑或整理劑加到聚烯烴中以降低聚烯烴和金屬加工設(shè)備之間的摩擦力。降低摩擦力為防止在加工過程中增加熱。例如，當(dāng)將聚乙烯或聚丙烯模壓成固體零部件或擠壓成厚膜或薄膜時，加入脫模劑或“滑模劑”以防止聚烯烴與設(shè)備接觸時溫度升高。潤滑劑的該特點(diǎn)為防止聚烯烴制成的物質(zhì)熔化或撕裂是很有用的。
整理劑或潤滑劑用于將聚烯烴單紗織、紡或拉伸制成織物的各步驟中。例如在將織物變成成品構(gòu)成物的加工過程中將潤滑劑加入織物中，在將織物進(jìn)行粘合或涂敷的加工過程中，潤滑劑也是有用的，它有助于涂層或粘合劑粘附于聚丙烯上，因?yàn)闈櫥瑒┓乐股赡Σ翢?，避免了織物熔化或撕裂?br>
使用潤滑劑保護(hù)織物的具體實(shí)例是在地毯的加工中。將聚丙烯纖維織成地毯背底織物，地毯表面上的纖維通過栽絨方式栽植于聚丙烯織物上，并將粘結(jié)劑涂敷于聚丙烯/栽絨纖維基體的背面以使纖維固定在該處。高速金屬針將地毯纖維扎入聚丙烯織物背底材料，使得高速針與聚丙烯纖絲接觸。必須將潤滑劑涂于纖維上，否則，針將弄斷纖絲，而使得地毯栽絨碎片不斷掉下，或者，如果織物很密的話，纖絲又將弄斷栽絨針。通常在紡織加工之前向聚烯烴施用潤滑劑。
在上述加工工藝中使用的潤滑劑的一個缺點(diǎn)是，過量的潤滑劑產(chǎn)生膜沉積在加工設(shè)備的各表面上。例如，在地毯加工期間，膜包裹在織機(jī)的表面上。另一個缺點(diǎn)是織機(jī)金屬表面刮削聚烯烴纖絲，產(chǎn)生很細(xì)小的聚烯烴灰塵。這些灰塵通常聚積在潤滑劑膜積累的織機(jī)的同一區(qū)域。在潤滑劑中積累這些灰塵使得潤滑劑的粘度增加且效力降低。
連續(xù)使用這些潤滑劑后，它被所述灰塵飽和并形成糊狀或膠狀物。所述灰塵，膜和糊狀物積累在織機(jī)的關(guān)鍵區(qū)域并弄臟成品織物。因此，工人必須定期對織機(jī)進(jìn)行保潔。為保潔織機(jī)，工人通常要拆卸織機(jī)設(shè)備并用高壓熱水噴霧干燥，以清除不需要的物質(zhì)。所用的水可以含有表面活性劑。另一種保潔方法是用有機(jī)溶劑(例如，140溶劑或石腦油140)噴霧干燥設(shè)備。
這些保潔方法對每臺織機(jī)需占用長至8小時，并且每臺織機(jī)每年至少需保潔數(shù)次。因而，現(xiàn)行的保潔方法會造成本來可有效生產(chǎn)的織機(jī)“停機(jī)”。另外，使用溶劑可能引起火災(zāi)和其它的環(huán)境危害。通常保潔溶劑也要蒸發(fā)到周圍大氣中，結(jié)果造成極大浪費(fèi)。
因而，本發(fā)明目的是減少工業(yè)織機(jī)“停機(jī)”。本發(fā)明的另一目的是減少或消除工人暴露在有害有機(jī)溶劑中。本發(fā)明還有另一個目的是減少與溶劑浪費(fèi)有關(guān)的消耗。通過下面的討論本發(fā)明的這些和其它目的將變得顯而易見。
在此提供一種包括水溶性溶劑和疏水潤滑劑的溶液。該疏水潤滑劑更進(jìn)一步包括一種疏水聚烯烴加工潤滑劑。本文也提供一種自清潔潤滑劑系統(tǒng)，包括(a)疏水聚烯烴加工潤滑劑；(b)能抑制潤滑劑粘度增加的水溶性溶劑；和(c)裝有聚烯烴的聚烯烴加工機(jī)器；在此機(jī)器中潤滑劑和溶劑與聚烯烴混合。還提供一種抑制含聚烯烴和加工潤滑劑的混合物粘度增加的方法，包括(a)將水溶性溶劑加入裝在聚烯烴加工機(jī)器中的聚烯烴中，在此所述溶劑能阻止疏水潤滑劑的粘度增加；(b)將所述潤滑劑加入裝在所述加工機(jī)器中的所述烯烴中。
這樣，本發(fā)明提供了一種抑制不需要的漿狀物構(gòu)成，和其它聚烯烴顆粒物聚積在標(biāo)準(zhǔn)潤滑劑中的溶液、系統(tǒng)和方法。
圖1是描述在聚丙烯存在下本發(fā)明一個具體實(shí)施方案的粘度曲線圖。
圖2是描述在聚丙烯存在下本發(fā)明另一個具體實(shí)施方案的粘度曲線圖。
圖3是描述于39℃時，本發(fā)明一個具體實(shí)施方案的粘度曲線圖。
圖4是描述所用聚烯烴是聚丁烯的本發(fā)明一個具體實(shí)施方案的粘度曲線圖。
潤滑劑溶液和系統(tǒng)包括疏水潤滑劑和水溶性成分。水也可以用作溶液或系統(tǒng)的組成成分。其它成分也可用于完成本發(fā)明，例如有機(jī)硅氧烷或聚硅氧烷化合物，例如增加系統(tǒng)中的潤滑劑性能的化合物?？捎糜诒景l(fā)明實(shí)踐的其它添加成分包括降低表面張力劑，例如表面活性劑或潤濕劑，它們通常或者溶于水溶性溶劑(或水)中，或者溶于疏水成分中。
疏水潤滑劑優(yōu)選聚烯烴加工潤滑劑或聚烯烴纖維紡織潤滑劑。潤滑劑可以是天然存在的植物或種子油，例如(但不限于)，豆油、花生油、葵花籽油、Canola油、玉米油、或橄欖油。疏水潤滑劑也包括環(huán)氧化花生油或豆油，或丙氧基化油。優(yōu)選的疏水潤滑劑包括環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷聚合物。實(shí)施本發(fā)明最優(yōu)選的潤滑劑是STANTEX 0332(由Henkel公司生產(chǎn)的以乙氧基化植物油為基礎(chǔ)的聚丙烯織物紡織潤滑油)，CF-0802油(Henkel公司生產(chǎn)的環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷聚合物合成油)和PM-003-10(Henkel公司)。
本發(fā)明的水溶性溶劑包括選自烷基或烷氧基取代的吡咯烷酮化合物。優(yōu)選的烷基或烷氧基取代的吡咯烷酮，選自包括2-吡咯烷酮的化合物，例如N-甲基-2-吡咯烷酮、N-環(huán)己基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-丙基-2-吡咯烷酮、N-羥乙基-2-吡咯烷酮、N-烴丙基-2-吡咯烷酮或N-丁基-2-吡咯烷酮。
水溶性溶劑也可以包括乙醇、乙二醇、丙二醇?？捎糜诒景l(fā)明的其它水溶性溶劑包括甲基、乙基或丙基醚。代表性的化合物是丁氧基乙醇、乙二醇-單甲基醚、乙二醇-單乙基醚、乙二醇-單丙基醚、一縮二丙二醇-單甲基醚、丙二醇-單甲基醚、丙二醇-單乙基醚、丙二醇-單丁基醚、一縮二丙二醇-單乙基醚、一縮二丙二醇-單丙基醚、一縮二丙二醇-單甲基醚、二縮三丙二醇-單甲基醚、單丙基和單丁基醚。
水溶性溶劑任意可包括兩種或多種水溶性溶劑的混合物。同樣，疏水溶劑也可以包括兩種或多種疏水溶劑。
各組分的量根據(jù)不同應(yīng)用可以變化，并容易由常規(guī)試驗(yàn)決定，例如下面列出的試驗(yàn)所示。然而，所述水溶性溶劑必須含能抑制疏水潤滑劑粘度增加之量。該溶劑也可以用于溶解所述疏水潤滑劑。
在本發(fā)明的一個具體實(shí)施方案中，疏水潤滑劑的量在約10％至約99％(重量)范圍，而水溶性組分在約99％至約1％范圍。優(yōu)選范圍包括約25％至約76％的疏水潤滑劑，和約75％至24％的水溶性溶劑。最優(yōu)選的范圍包括約55％至約65％疏水組分和約35％至約45％水溶性組分。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案含水。在這些實(shí)施方案中，以重量計的各組分含量范圍為約25％至約76％疏水潤滑劑，約40％至約5％水；和約40％至約5％水溶性溶劑。優(yōu)選的范圍包括約55％至約65％(重量)疏水潤滑劑；約10％至約25％(重量)水，和約10％至約25％(重量)水溶性組分。優(yōu)選水溶性溶劑的量(重量)大約與本發(fā)明中存在的水的重量相同。
本發(fā)明的優(yōu)選配方含有約17％NMP、約17％水；和約66％疏水潤滑劑PM-003-10 STANTEX，在此各組分的總重量是100％。
用于完成本發(fā)明的溶液，通過在合適的容器中將疏水潤滑劑、水溶性溶劑和水進(jìn)行混合而形成。簡單的攪拌(例如，以混合葉片螺旋槳于約60至120rpm下操作)就足夠。并于室溫下進(jìn)行各組分的混合。當(dāng)存在烷基或烷氧基吡咯烷酮時，發(fā)現(xiàn)溶液的溫度急劇上升。
盡管不與任何理論相關(guān)，顯然在吡咯烷酮化合物和水之間出現(xiàn)了氫鍵而大量放熱。這種放熱結(jié)果，可以預(yù)料溶液溫度會增高。根據(jù)存在的水和吡咯烷酮的量，升溫范圍在5℃至20℃。雖然在乙二醇或乙二醇醚組分和水之間出現(xiàn)某些氫鍵，但將它們混合在一起時未觀察到明顯的放熱。疏水潤滑劑與水溶性溶劑配合會影響聚烯烴灰塵落到疏水潤滑劑中去的親合力，即抑制所述灰塵落到疏水潤滑劑去的親合力，可使得潤滑劑保持流動液體狀態(tài)。
本發(fā)明還提供了聚烯烴產(chǎn)品制造工藝中抑制潤滑劑粘度增加的方法。優(yōu)選的制備工藝實(shí)例包括聚烯烴(例如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯)的模壓、擠壓和紡織。本發(fā)明提供了自清潔潤滑劑、系統(tǒng)和方法，它們供連續(xù)保潔生產(chǎn)設(shè)備，例如織機(jī)使用。例如， 將NMP加到疏水潤滑劑中，用于清潔模壓、擠壓或紡織工藝中生成的聚烯烴“膠”或“糊”，提供了自清潔溶液，該溶液抑制“膠”或“糊”的形成。
本方法可用于以聚丙烯制造薄膜的工藝中，這種薄膜用于制備包裝材料，例如裝食品的袋子或垃圾袋。在一種方法中，將聚乙烯模壓成消耗液體產(chǎn)品容器，例如塑料奶瓶和液體洗滌劑瓶。本發(fā)明也可在使聚乙烯和聚丙烯擠壓成厚膜(1/8至1英吋厚)以制造結(jié)構(gòu)材料，例如裝配式貯罐這樣一些應(yīng)用領(lǐng)域采用。這些方法使?jié)櫥瑒┰诰巯N顆粒高濃度下仍保持流動液體狀態(tài)，防止膠或糊生成。
本發(fā)明的一個具體實(shí)施方案，包括將聚烯烴紗一數(shù)根通過裝有潤滑劑的浴槽的方法。用旋轉(zhuǎn)“接觸輪”裝置將潤滑劑和溶劑涂在每根聚烯烴紗線上，所述裝置中潤滑劑和水溶性溶劑裝在一個槽中，這樣紗線借助旋轉(zhuǎn)裝置以100英尺/分速度移動，通過所述液槽。
雖然潤滑劑和水溶性溶劑能作為混合物直接加入聚烯烴，或者可以一次加一種物質(zhì)，但優(yōu)選的方法包括首先將疏水潤滑劑與水溶性溶劑混合，然后在紡或織工藝開始之前，直接將混合物加入聚烯烴紗中。
因而，本發(fā)明是對現(xiàn)存的紗線加工潤滑劑的一種改進(jìn)，并且可作為任何聚烯烴紗線或織物加工的潤滑劑系統(tǒng)使用。
下面的實(shí)施例僅僅是說明，并不意味以任何方式限制本發(fā)明。實(shí)施例1將二百(200)克STANTEX 0332(以乙氧基化植物油為基礎(chǔ)的聚丙烯織物紡織潤滑劑；HENKEL公司生產(chǎn))和200克N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)加入600nil燒杯中。將燒杯放到磁攪拌裝置上，并將速度調(diào)至中間位置。將兩種組分混合5分鐘直至生成清澈的淡黃色溶液。于24℃下進(jìn)行混合。實(shí)施例2將一百(100)克NMP和約2克從聚丙烯織物紡織機(jī)金屬表面上取得的硬聚集殘留物加到250nil燒瓶中。所述聚集物是STANTEX 0332潤滑油和紡織織物上存在的聚丙烯灰塵增稠的結(jié)果。聚集塊立即開始分散。實(shí)施例3將一百二十(120)克STANTEX 0332油和40.0克N-甲基-2-吡咯烷酮加到250nil燒瓶中以生成溶液，在此于中等速度將該溶液攪拌(磁攪拌裝置)約5分鐘。將四十(40)克水加入該溶液中。溶液的溫度由24℃升至41℃。將溶液再攪拌5分鐘。使其冷至24℃。
從聚丙烯織物紡織機(jī)上得到的聚丙烯灰塵大塊樣品(聚集在聚丙烯織物上的灰塵的典型代表)。將該聚丙烯灰塵，以2％的增量，加到100％STANTEX 0332油樣品中以及上述混合物中。試驗(yàn)進(jìn)行約24小時。用DV-II型Brookfield粘度計測量樣品的粘度(測量軸SC4-34；測量室13R；速度6)。所得結(jié)果列于表1并在圖1中用曲線表示。
將二百(200)克STANTEX 0332(以乙氧基化植物油為基礎(chǔ)的聚丙烯織物紡織潤滑油；HENKEL公司生產(chǎn))和200克N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)加入600nil燒瓶中。將燒瓶置于磁攪拌裝置上，并將速度調(diào)至中間位置。將兩種組分混合5分鐘直至出現(xiàn)清澈的淺黃色溶液?；旌嫌?4℃進(jìn)行。
表I
結(jié)果表明34％聚丙烯灰塵加到100％STANTEX 0332油后，該混合物變成固體膠，而對于NMP/水/STANTEX 0332的混合物來說，直至40％聚丙烯灰塵加入該混合物后，仍然是流動的液體并不形成固體膠。實(shí)施例4除用CF-0802替代STANTEX 0332外，如實(shí)施例3一樣完成相同試驗(yàn)。CF-0802油是Henkel公司生產(chǎn)的環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷高分子合成油。所得結(jié)果列于表2并在圖2中用曲線表示。
表2
實(shí)施例5將一百(100)克STANTEX 0332潤滑油和40克NMP加入250nil燒瓶中并攪拌(磁攪拌器，于中等速度)。如上述實(shí)施例2和3一樣，加入40克水并混至STANTEX 0332/NMP混合物中。然而，將樣品保持于39℃。未混水的STANTEX混合物也加熱至39℃。獲取每個樣品的粘度數(shù)據(jù)。
將磨細(xì)的高分子量聚乙烯灰塵以2％增量加到該溶液中。所得結(jié)果如圖3所示表明未混水的STANTEX 0332油膠化點(diǎn)上，所述混合物卻仍然是流動的液體。實(shí)施例6除了使用聚丁烯灰塵外，如實(shí)施例4中所述完成試驗(yàn)過程。同樣如圖4中所述，在未混合的油膠化點(diǎn)上該混合物仍然是流動的液體。
現(xiàn)已參照各具體實(shí)施方案、描述了本發(fā)明。然而，可以做出許多變化和改進(jìn)，這些同時保留在本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種含有疏水聚烯烴加工潤滑劑和水溶性溶劑的溶液。
2.如權(quán)利要求1中所述的溶液，其中疏水潤滑劑的量為約10％至約99％(重量)，而水溶性溶劑的量為約90％至1％(重量)。
3.如權(quán)利要求1中所述的溶液，其中疏水潤滑劑的量為約25％至約76％(重量)，而水溶性溶劑的量為約75％至約24％(重量)。
4.如權(quán)利要求1中所述的溶液，其中疏水潤滑劑的量為約55％至約65％(重量)，而水溶性溶劑的量為約35％至約45％(重量)。
5.如權(quán)利要求1中所述的溶液，進(jìn)一步還含有水。
6.如權(quán)利要求2中所述的溶液，進(jìn)一步還含有水。
7.如權(quán)利要求3中所述的溶液，進(jìn)一步還含有水。
8.如權(quán)利要求4中所述的溶液，進(jìn)一步還含有水。
9.如權(quán)利要求5中所述的溶液，其中疏水潤滑劑的量為約25％至約76％(重量)；水的量為40％至約5％(重量)；而水溶性溶劑的量為約40％至約5％(重量)。
10.如權(quán)利要求5中所述的溶液，其中疏水潤滑劑的量為約55％至約65％(重量)；水的量為10％至約25％(重量)；和水溶性溶劑的量為約10％至約25％(重量)。
11.如權(quán)利要求5中所述的溶液，其中以重量計水溶性溶劑的量與水的量大約相同。
12.如權(quán)利要求1中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括烷基或烷氧基取代的吡咯烷酮。
13.如權(quán)利要求2中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括烷基或烷氧基取代的吡咯烷酮。
14.如權(quán)利要求3中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括烷基或烷氧基取代的吡咯烷酮。
15.如權(quán)利要求4中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括烷基或烷氧基取代的吡咯烷酮。
16.如權(quán)利要求5中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括烷基或烷氧基取代的吡咯烷酮。
17.如權(quán)利要求6中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括烷基或烷氧基取代的吡咯烷酮。
18.如權(quán)利要求7中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括烷基或烷氧基取代的吡咯烷酮。
19.如權(quán)利要求8中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括烷基或烷氧基取代的吡咯烷酮。
20.如權(quán)利要求9中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括烷基或烷氧基取代的吡咯烷酮。
21.如權(quán)利要求10中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括烷基或烷氧基取代的吡咯烷酮。
22.如權(quán)利要求11中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括烷基或烷氧基取代的吡咯烷酮。
23.如權(quán)利要求1中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
24.如權(quán)利要求2中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
25.如權(quán)利要求3中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
26.如權(quán)利要求4中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
27.如權(quán)利要求5中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
28.如權(quán)利要求6中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
29.如權(quán)利要求7中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
30.如權(quán)利要求8中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
31.如權(quán)利要求9中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
32.如權(quán)利要求10中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
33.如權(quán)利要求11中所述的溶液，其中水溶性溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
34.如權(quán)利要求33中所述的溶液，其中N-甲基-2-吡咯烷酮的量是約17％(重量)，疏水潤滑劑的量是約66％(重量)，而水的量是約17％(重量)，其中三種成分的總量，以重量計是100％。
35.自清潔潤滑系統(tǒng)，包括(a)疏水聚烯烴加工潤滑劑；(b)能抑制潤滑劑粘度增加的水溶性溶劑；和(c)裝有聚烯烴的聚烯烴加工機(jī)器；其中在該機(jī)器中潤滑劑和溶劑與聚烯烴進(jìn)行混合。
36.權(quán)利要求35的系統(tǒng)，其中機(jī)器是織機(jī)。
37.權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中水溶性溶劑包括烷基或烷氧基吡咯烷酮。
38.權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中水溶性溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
39.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，其中聚烯烴選自聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯。
40.權(quán)利要求38的系統(tǒng)，其中聚烯烴包括聚丙烯。
41.權(quán)利要求39的系統(tǒng)，其中聚烯烴是聚丙烯。
42.權(quán)利要求41的系統(tǒng)，其中N-甲基-2-吡咯烷酮的量是約17％(重量)；水的量是約17％(重量)；而潤滑劑的量是約66％(重量)，其中N-甲基-2-吡咯烷酮的結(jié)合重量是約100％。
43.抑制聚烯烴和加工潤滑劑混合物粘度增加的方法，包括(a)將水溶性溶劑加到裝在聚烯烴加工機(jī)器中的聚烯烴中，其中所述的溶劑能抑制所述聚烯烴的粘度增加；和(b)將所述潤滑劑加入所述加工機(jī)器中裝的所述聚烯烴中。
44.權(quán)利要求43的方法，其中所述機(jī)器是織機(jī)。
45.權(quán)利要求44的方法，其中水溶性溶劑包括烷基或烷氧基吡咯烷酮。
46.權(quán)利要求45的方法，其中水溶性溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
47.權(quán)利要求46的方法，其中聚烯烴選自聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯。
48.權(quán)利要求46的系統(tǒng)，其中聚烯烴包括聚丙烯。
49.權(quán)利要求47的系統(tǒng)，其中聚烯烴是聚丙烯。
全文摘要
本文提供含有疏水潤滑劑和水溶性溶劑的組合物、系統(tǒng)和方法。本發(fā)明也可以含有水。具體溶劑包括烷基或烷氧基吡咯烷酮,例如N－甲基－2－吡咯烷酮,將其加入或與織機(jī)潤滑劑混合。也提供了抑制烯烴加工方法中所用的潤滑劑的粘度增加的方法。聚烯烴化合物,例如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯是本發(fā)明中所用的一些化合物。提供了使用聚烯烴的加工方法中所用的溶液、方法和系統(tǒng)。加工方法包括紡織、擠壓和模壓。
文檔編號C10M109/00GK1202211SQ96198282
公開日1998年12月16日 申請日期1996年11月14日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月14日
發(fā)明者W·C·瓦爾斯 申請人:美國Basf公司, Basf公司