一種以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑的制作方法
【專利摘要】一種以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑，屬于合成纖維的加工用油劑。其特征在于：它由碳酸酯、平滑劑、乳化劑、集束劑和抗靜電劑組成，各成份重量份數(shù)為：碳酸酯2～15份，平滑劑45～60份，乳化劑20～25份，集束劑7～15份，抗靜電劑2～5份；并按如下制備方法制備：即將上述各成份重量份數(shù)混合原料，升溫70～85℃，以550～950rpm速度攪拌均勻，恒溫0.5～1h時間后冷卻降溫，即配制成以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑。本發(fā)明不含有APEO類物質(zhì)，所以油劑無毒，生物降解性好，環(huán)保安全；而且能滿足滌綸分子鏈特性和滌綸長絲的紡絲工藝要求。
【專利說明】一種以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑，屬于合成纖維的加工用油 劑【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 在化纖生產(chǎn)過程中，紡絲油劑在化纖表面形成一層油膜，用于調(diào)節(jié)纖維與其解除 部件之間的摩擦性能，防止或消除靜電積累，賦予纖維平滑、抱合、潤濕、抗靜電等性能，保 護(hù)纖維強(qiáng)度，減少斷頭率，使化學(xué)纖維順利通過紡絲、拉伸、卷繞和織造等工序。我國化纖油 劑的發(fā)展比較緩慢，研制出的油劑產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、存在復(fù)配分層、耐熱性差、發(fā)煙、易腐敗 等問題，而且也沒有油劑好壞性的評價手段，所以國產(chǎn)油劑主要用于部分中低端化纖生產(chǎn)。 隨著差別化纖維生產(chǎn)設(shè)備的引進(jìn)，與其配套的油劑也依賴進(jìn)口，雖然進(jìn)口油劑成本較高，但 一些高檔紡織化纖生產(chǎn)商仍采用進(jìn)口的高端化纖油劑，因為國產(chǎn)油劑除了使用效果不理想 之外，還含有烷基酚聚氧乙烯醚（APEO)類物質(zhì)。APEO中，壬基酚聚氧乙烯醚（NPEO)和辛基 酚聚氧乙烯醚（OPEO)是主要成分。
[0003] 烷基酚聚氧乙烯醚（APEO)是目前廣泛使用的非離子表面活性劑的主要代表，由于 其具有良好的滲透、乳化、擴(kuò)散及潤濕等作用，在紡織產(chǎn)業(yè)如洗滌劑、涂層整理劑、各種紡織 整理助劑以及紡絲油劑中的使用非常普遍。但由于它存在生物毒性、較弱的生物降解性、 致畸變形和生產(chǎn)過程致癌性，APEO的使用受到嚴(yán)格的限制。據(jù)綠色和平組織的調(diào)研報告表 明，由我國生產(chǎn)加工的服裝中存在較大比例樣品NPEO含量偏高，說明我國部分助劑生產(chǎn)廠 家仍在使用ΝΡΕ0,進(jìn)而對我國的助劑、印染和服裝行業(yè)造成了較大的負(fù)面影響。
[0004] 鑒于APEO的危害性，各個國家紛紛出臺了一系列對APEO的限制要求。2003年歐 盟委員會發(fā)布的"2003/53/EC指令"明確規(guī)定，出口歐洲的紡織品和服裝其APEO的限量不 得超過0. 1%。美國服裝鞋類產(chǎn)品協(xié)會以及2014版本的Oeko-Tex Standard 100都對產(chǎn)品 中ΝΡΕ0、ΝΡ、0Ρ等含量進(jìn)行了限定。我國作為世界上最大的服裝生產(chǎn)加工國，出口額占全球 服裝出口總額的四分之一。但由于服裝中的有毒有害物質(zhì)超標(biāo)，尤其是紡織品中表面活性 劑APEO含量檢測量超標(biāo)，導(dǎo)致我國出口服裝屢遭國外通報和召回，給我國服裝生產(chǎn)和貿(mào)易 企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。雖然相關(guān)的紡織服裝品牌公司的內(nèi)部質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)對APEO 的含量進(jìn)行了一定的限制，但我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)中尚沒有APEO的限制要求，而且大 部分企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)仍在研制的油劑中使用APEO類物質(zhì)。如專利號為201210013233. 6中 發(fā)明了一種用于易染滌綸BCF地毯紗的紡絲油劑，該油劑穩(wěn)定性好，揮發(fā)小，結(jié)焦少，紡絲 過程中張力穩(wěn)定，斷頭少，降低了廢絲率的產(chǎn)生，顯著提高了滌綸BCF地毯紗的質(zhì)量和生產(chǎn) 效率。但該油劑中含有APEO類物質(zhì)，限制了其推廣和使用。
[0005] 針對APEO的危害和限制，我們必須要在紡織品生產(chǎn)過程中減少甚至杜絕企業(yè)使 用APEO類原料，充分發(fā)揮科研機(jī)構(gòu)的研發(fā)力度，尋求合適的物質(zhì)有效替代APEO在紡織印染 的各道工序中所起的作用。
[0006] 與礦物油或合成酯類潤滑油相比，碳酸酯具有較優(yōu)的水溶性和突出的可生物降解 性，碳酸酯的熱穩(wěn)定性高，粘度低，揮發(fā)小，殘留物形成少，且殘留物清洗容易。本發(fā)明中用 碳酸酯替代油劑中的APEO類物質(zhì)，合成安全環(huán)保的紡絲油劑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是要提供一種以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑，油劑中的碳酸 酯一方面能減低油劑的粘度，減少油劑因粘度過大造成的膨體長絲上油不勻和上油過量， 改善紗線性能，減少油劑浪費(fèi)；另一方面，碳酸酯具有良好的生物降解性且無毒，可滿足生 態(tài)環(huán)保的要求，較好的耐熱性不僅能滿足膨體長絲復(fù)雜的紡絲工藝要求，而且對操作環(huán)境 無污染。以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑，由于油劑粘度較低，紗線上的油劑附著量 均勻，在使用過程中紡絲張力穩(wěn)定，揮發(fā)小，結(jié)焦殘留少，且殘留物易清洗，紡絲過程中斷頭 少，大大提高了紗線的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
[0008] 上述發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲 油劑，其要點(diǎn)在于：它由碳酸酯、平滑劑、乳化劑、集束劑和抗靜電劑組成，各成份重量份數(shù) 為：碳酸酯2?15份，平滑劑45?60份，乳化劑20?25份，集束劑7?15份，抗靜電劑 2?5份；并按如下制備方法制備：即將上述各成份重量份數(shù)混合原料，升溫70?85°C，以 550?950rpm速度攪拌均勾，恒溫0. 5?Ih時間后冷卻降溫，S卩配制成以碳酸醋為基礎(chǔ)原 料的滌綸紡絲油劑。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的碳酸酯為碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯或甘油碳酸酯中的一種或多 種的混合物。
[0010] 作為優(yōu)選，所述的平滑劑為聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物、月桂酸聚氧乙烯（9)酯 及蓖麻油聚氧乙烯（40)醚中的任意一種或多種的混合物。
[0011] 作為優(yōu)選，所述的乳化劑為正癸醇及聚醚改性的聚硅氧烷中的一種或多種的混合 物。
[0012] 作為優(yōu)選，所述的集束劑為聚乙二醇硬脂酸酯、聚乙二醇月桂酸酯、聚乙二醇油酸 酯及聚乙二醇單硬脂酸中的一種或多種的混合物。
[0013] 作為優(yōu)選，所述的抗靜電劑為十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽、烷基醚磷酸酯 鉀鹽、烷基醚磷酸酯銨鹽中的一種或多種的混合物。
[0014] 本發(fā)明的有益效果它不含有APEO類物質(zhì)，能滿足滌綸分子鏈特性和滌綸長絲的 紡絲工藝要求，與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1) 以碳酸酯替代油劑中的APEO類物質(zhì)，油劑無毒，生物降解性好，環(huán)保安全； (2) 油劑粘度低，纖維上油劑附著均勻且附著量適宜，紡絲過程中張力波動較小，紗線 質(zhì)量穩(wěn)定； (3) 耐熱性好，纖維通過高溫?zé)岚鍟r，發(fā)煙少，揮發(fā)而吸附在熱板表面的油劑少，部分滴 落在熱板上的油劑能很快分解揮發(fā)掉，且結(jié)焦殘留物易于清除，避免結(jié)焦物影響纖維在熱 板上的受熱均勻性和熱板的傳熱效率，導(dǎo)致絲束拉伸性能不佳，造成張力波動，進(jìn)而引起斷 頭。另外，其操作環(huán)境干凈、污染小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1 :4個實(shí)施例和對照例的粘度、揮發(fā)性、結(jié)焦殘留及力學(xué)性能測試結(jié)果比較表

【具體實(shí)施方式】 以下結(jié)合圖1和四個實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不只限于這 些實(shí)施例。
[0016] 實(shí)施例1 本實(shí)施例由各成份重量份數(shù)為12份碳酸酯，45份平滑劑，23份乳化劑，13份集束劑，3 份抗靜電劑組成；其中碳酸酯為碳酸丙烯酯和甘油碳酸酯的混合物，且碳酸丙烯酯的重量 份數(shù)為4份，甘油碳酸酯的重量份數(shù)為8份；平滑劑為聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物；乳化 劑為正癸醇；集束劑為聚乙二醇硬脂酸酯；抗靜電劑為烷基醚磷酸酯鉀鹽；將按上述重量 配比的各成份混合，升溫81°C，以攪拌速度780rpm攪拌均勻，恒溫45min后冷卻降溫，即配 制成以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑。
[0017] 實(shí)施例2 本實(shí)施例由各成份重量份數(shù)為60份平滑劑，18. 5份乳化劑，15份集束劑，2. 5份抗靜電 劑，4份碳酸酯組成；其中平滑劑為聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物與月桂酸聚氧乙烯（9)酯 的混合物，且聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物的重量份數(shù)為42份，月桂酸聚氧乙烯（9)酯的 重量份數(shù)為18份；乳化劑為正癸醇；集束劑為聚乙二醇油酸酯；抗靜電劑為烷基醚磷酸酯 銨鹽；碳酸酯為碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯的混合物，且碳酸乙烯酯的重量份數(shù)為2份，碳酸 丙烯酯的重量份數(shù)為2份；將按上述重量配比的各成份混合，升溫80°C，以攪拌速度850rpm 攪拌均勻，恒溫35min后冷卻降溫，即配制成以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑。
[0018] 實(shí)施例3 本實(shí)施例由各成份重量份數(shù)為57份平滑劑，21份乳化劑，13份集束劑，4. 5份抗靜電 劑，2份碳酸酯組成；其中平滑劑為月桂酸聚氧乙烯（9)酯；乳化劑為聚醚改性的聚硅氧烷； 集束劑為聚乙二醇單硬脂酸；抗靜電劑為十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽與烷基醚磷酸 酯鉀鹽的混合物，且十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽的重量份數(shù)為1. 5份，烷基醚磷酸 酯鉀鹽的重量份數(shù)為3份；碳酸酯為碳酸丙烯酯；將按上述重量配比的各成份混合，升溫 85°C，以攪拌速度700rpm攪拌均勻，恒溫40min后冷卻降溫，即配制成以碳酸酯為基礎(chǔ)原料 的滌綸紡絲油劑。
[0019] 實(shí)施例4 本實(shí)施例由各成份重量份數(shù)為53份平滑劑，15. 5份乳化劑，15份集束劑，4. 5份抗靜 電劑，8份碳酸酯組成；其中平滑劑為蓖麻油聚氧乙烯（40)醚與月桂酸聚氧乙烯（9)酯的混 合物；乳化劑為正癸醇與聚醚改性的聚硅氧烷的混合物；集束劑為聚乙二醇月桂酸酯；抗 靜電劑為烷基醚磷酸酯鉀鹽與烷基醚磷酸酯銨鹽的混合物，且烷基醚磷酸酯鉀鹽的重量份 數(shù)2. 5份，烷基醚磷酸酯銨鹽的重量份數(shù)為2份；碳酸酯為碳酸乙烯酯和甘油碳酸酯的混合 物，且碳酸乙烯酯的重量份數(shù)為5份，甘油碳酸酯的重量份數(shù)為3份；將按上述重量配比的 各成份混合，升溫83°C，以攪拌速度900rpm攪拌均勻，恒溫40min后冷卻降溫，即配制成以 碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑。
[0020] 對照例 本對照例由各成份重量份數(shù)為59份平滑劑，21份乳化劑，13份集束劑，4. 5份抗靜電劑 組成；其中平滑劑為烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚與月桂酸聚氧乙烯（9)酯的混合物，且烷 基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚的質(zhì)量份數(shù)為2份，月桂酸聚氧乙烯（9)酯的重量份數(shù)為57份； 乳化劑為聚醚改性的聚硅氧烷；集束劑為聚乙二醇單硬脂酸；抗靜電劑為十八烷基二甲基 羥乙基季銨硝酸鹽與烷基醚磷酸酯鉀鹽的混合物，且十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽的 重量份數(shù)為1. 5份，烷基醚磷酸酯鉀鹽的重量份數(shù)為3份；將按上述重量配比的各成份混 合，升溫85°C，以攪拌速度700rpm攪拌均勻，恒溫40min后冷卻降溫，即配制成以碳酸酯為 基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑。
[0021] 上述4個實(shí)施例和對照例測試了能反映油劑實(shí)際應(yīng)用性的指標(biāo)，具體測試方法如 下：4個實(shí)施例和對照例是在某BCF生產(chǎn)線上做的上機(jī)應(yīng)用測試，其生產(chǎn)工藝流程： 聚酯切片一干燥一擠壓機(jī)熔化一噴絲板一冷卻輥一上油噴嘴一預(yù)網(wǎng)絡(luò)一喂入輥一預(yù) 牽伸輥一主牽伸輥一變形一冷卻一導(dǎo)絲輥I -網(wǎng)絡(luò)箱一導(dǎo)絲輥II-卷繞 (1)粘度一一油劑的粘度要嚴(yán)格控制，粘度過低，油膜強(qiáng)度低，絲束加工性能差；粘度過 高，油劑脫落物粘附并堵塞上油噴嘴，影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。
[0022] 測試步驟：稱取30g油劑原液，測定試樣在40°C下的粘度。粘度計采用SNB-I數(shù) 字旋轉(zhuǎn)粘度計。
[0023] (2)揮發(fā)性一一揮發(fā)性反映了高速紡絲過程中油劑經(jīng)過高溫時絲上殘油多少，耐 熱性優(yōu)良的紡絲油劑要求其短時間揮發(fā)少，長時間揮發(fā)大，此值適中為好，不能太大，否則 纖維之間的抱合性將變差，不利于厚道加工。同時考察燒杯壁上所掛焦油的高度及其量的 多少，可以反映出油劑的飛濺情況。
[0024] 測試步驟：稱取一定試樣5. Og(稱準(zhǔn)至0. OOOlg)于50ml燒杯中，放置于105°C烘 箱中烘干1小時，放置于干燥器中干燥冷卻后稱重Wtl，再于200°C烘箱中烘干5小時，干燥 冷卻后稱重W 1,則

【權(quán)利要求】
1. 一種以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑，其特征在于：它由碳酸酯、平滑劑、乳化 劑、集束劑和抗靜電劑組成，各成份重量份數(shù)為：碳酸酯2?15份，平滑劑45?60份，乳化 劑20?25份，集束劑7?15份，抗靜電劑2?5份；并按如下制備方法制備：即將上述各 成份重量份數(shù)混合原料，升溫70?85°C，以550?950rpm速度攪拌均勻，恒溫0. 5?lh時 間后冷卻降溫，即配制成以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑，其特征在于：所 述的碳酸酯為碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯或甘油碳酸酯中的一種或多種的混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑，其特征在于：所 述的平滑劑為聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物、月桂酸聚氧乙烯（9)酯及蓖麻油聚氧乙烯 (40)醚中的任意一種或多種的混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑，其特征在于：所 述的乳化劑為正癸醇及聚醚改性的聚硅氧烷中的一種或多種的混合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑，其特征在于：所 述的集束劑為聚乙二醇硬脂酸酯、聚乙二醇月桂酸酯、聚乙二醇油酸酯及聚乙二醇單硬脂 酸中的一種或多種的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以碳酸酯為基礎(chǔ)原料的滌綸紡絲油劑，其特征在于：所 述的抗靜電劑為十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽、烷基醚磷酸酯鉀鹽、烷基醚磷酸酯銨 鹽中的一種或多種的混合物。
【文檔編號】D06M13/292GK104499289SQ201410781010
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】茍明霞, 王誠, 陳革新, 任靜, 王金梅, 姚彩蘭, 趙培慶 申請人:義烏市金通化工有限公司, 義烏市中科院蘭州化物所功能材料中心, 中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所