[发明专利]一种芳香族聚酰胺纤维用短纤油剂

说明书

技术领域

本发明涉及以含氧高分子混合物作添加剂为特征的润滑油组合物，特别涉及一种用于芳香族聚酰胺纤维短纤油剂。

背景技术

芳香族聚酰胺纤维(Aromatic polyamide fibers)即芳纶，其分子是由酰胺键直接与两个芳环连接而成的线形聚合物，主要有两种，一种是芳纶1313(杜邦公司的商品名称为Nomex)，化学名称为聚间苯二甲酰间苯二胺(Poly-m-phenylene isophthalamide，PMIA)纤维，分子式为：

它具有良好的耐热、耐燃性能，可在220℃下使用十年以上，260℃织物不变形，370℃以上才会逐步炭化而不熔融，可制作宇航服、赛车服、消防服、耐热防腐滤布或衬布等，又被称为防火纤维或阻燃纤维；另一种是芳纶1414(杜邦公司的商品名称为Kevlar，凯夫拉)，化学名称为(Poly-p-phenyleneterephthalamide，PPTA)纤维，分子式聚对苯二甲酰对苯二胺为：

它具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560℃下，不分解，不融化，具有良好的绝缘性和抗老化性能，在高性能帘子线、防护材料、复合材料的增强纤维、高强绳索等方面用途十分广泛，又被称为金属纤维。芳纶的发现，被认为是材料界一个非常重要的历史进程，两种芳纶由美国杜邦公司分别于1960年代、1970年代研制成功，因主要应用于国防工业及高新技术产业，使其生产技术严格保密，现产能主要集中在美国、日本和欧洲，目前全世界产量约10万吨，价格达30美元/Kg，而2008年世界需求量将达到50万吨以上，全球对芳纶的需求呈现迅速增长的态势，芳纶作为一种新兴的高性能纤维进入了飞速发展的时期。

我国的芳纶研发尽管起步较晚，但芳纶纤维的开发已被列为国家“十.五”、“十一.五”期间化纤行业重点攻关与鼓励发展的产业化项目，发展十分迅速，目前国内已有数家公司自行开发的具有完全知识产权的芳纶工业装置在稳定生产，其中有中国石化仪征化纤股份有限公司、山东烟台氨纶厂、广东彩艳股份有限公司等企业，产量由2000年的10吨/年迅速发展到目前的11000吨/年，芳纶1313的生产技术已基本掌握，其它多家公司也在计划建设。芳纶1414的生产技术正在攻关，目前已完成了100吨/年的对位芳纶聚合体制备中试研究项目，由于芳纶的独特性能，使其在纺丝过程中所用的油剂不同于其它的化纤纺丝油剂，其研究生产在国内尚属空白，芳纶生产企业现用油剂主要由美国杜邦公司，日本竹本公司、帝人公司等提供，不仅价格昂贵，且使用效果尤其是纺丝及后续过程中的抗静电性能、抱和性能与平滑性能不甚理想，在后加工的纺纱工艺中易出现缠辊现象，油剂单体种类较单一，且不可生物降解，难以满足国内现有的生产工艺及产品质量，厂家需要一种综合性能优异的纺丝油剂，以适应国内开发的芳纶生产工艺，提高其产品质量，满足芳纶不同用途的需求。

由于芳纶纤维的独特性能及用途，使它的生产工艺与技术一直处于垄断地位与保密状态，包括所用油剂。USP5139873公开的芳纶油剂由平滑剂、乳化剂、抗静电剂等组成，主要成分是：低粘度酯类润滑剂、不饱和脂肪酸聚氧乙烯酯和不饱和脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或烷基磷酸盐等，该油剂的特点是乳液易乳化，纤维与纤维、纤维与金属之间的摩擦系数低，所纺芳纶纤维具有持久的抗静电性。但所发明油剂的耐热性差，芳纶纤维若高温使用时颜色发黄，有异味。针对USP5139873所公开油剂的不足，本发明油剂主要使用了耐热性能优良的多元醇脂肪酸酯、无规聚醚等，以提高油剂的耐热性，特点是有效降低油剂的焦油化性、高温黄变性、且油剂在高温下无异味。

JP11172577公开了一种芳纶油剂，该油剂由有机磷酸盐、氨基硅油及非离子表面活性剂等组成，其特点是油剂的抗静电性能优良，所纺芳纶丝表面滑爽，后加工工艺中易于梳理，但其平滑性及抱和性能较差。针对JP11172577的不足之处，本发明油剂采用多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯、无规聚醚及聚醚改性硅油等多种平滑剂单体，有效提高油剂的平滑性及抱和性，改善油剂的后加工性。