[发明专利]一种油剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种油剂及其制备方法，制备方法为：将冠醚与磷酸酯钾盐、三羟甲基丙烷月桂酸酯和烷基磺酸钠混合均匀后加入到矿物油中搅拌均匀得到油剂，本发明的油剂制备方法，工艺简单，制备流程合理。制得的油剂中含有冠醚，且冠醚的含量为67.30～85.58wt％，油剂的耐热性能好，在200℃加热处理2h后热失重小于15wt％，油剂的粘度较低，在(50±0.01)℃时，运动粘度为27.5～30.1mm²/s，油剂用水配置成浓度为10wt％的乳液后的运动粘度0.93～0.95mm²/s，油剂的油膜强度为121～127N。本发明的油剂具有耐热性能好、粘度低、油膜强度高、平滑性能好和抗静电性能强等优点。

技术领域

本发明属于纺丝油剂领域，涉及一种油剂及其制备方法。

背景技术

由于大多数化学纤维的介电常数较小、回潮率较低且摩擦系数较高，纺丝过程中必须使用纺丝油剂。油剂主要成分为表面活性剂，能在化学纤维表面形成定向吸附层，即油膜。一方面，油膜的亲水基团朝向空间，会吸附空气中的湿气，在纤维表面上形成连续的水膜，使带电离子在其上发生泳移，减少了因摩擦所产生的静电荷积聚，从而降低纤维表面电阻，增加导电性能；另一方面，油膜隔离纤维又可对纤维产生一定的亲和力，使其存在一定的集束性而不致于散乱；除此之外，油膜还赋予了纤维一定的平滑性，使纤维在摩擦过程中不受到损伤，并具有良好的手感，在纺丝时能顺利通过卷绕、拉伸、干燥等操作工序，消除了纺织加工过程中的静电作用，不致发生绕皮圈、罗拉、锡林等不良现象，减少了毛丝及断头的产生，保证纤维产品的质量。

目前的聚酯FDY纤维加工工艺的纺丝速度一般为4000～5000m/min，其关键技术在于纺丝与热辊拉伸在同一设备上完成。由于纺丝工艺速度高，纤维与纤维、纤维与金属之间有较大的摩擦，容易引起静电产生，导致毛丝和断头，因此油剂必须具备良好的平滑性能和抗静电性能。同时在热辊拉伸过程中，第二热辊的温度在130～190℃，此处油剂受热挥发后易结垢，纤维丝与油垢之间不仅传热效果差，而且摩擦力增大，容易导致毛丝增多，另外，在热辊高速旋转作用下，增大的摩擦力易使单丝断裂绕辊，因此对油剂的耐热性提出了一定的要求，所以选择油剂时在兼顾其他指标的同时还要考虑耐热性能。而油剂的耐热性能取决于油剂各组分热分解性能的好坏。通常，如果油剂原料单体的分子量较小，油剂就不容易结焦，但容易挥发，冒烟也偏多，反过来说当油剂原料单体的分子量较大时，冒烟就少，但结焦明显偏多。因此，在油剂配方设计上需要综合考虑油剂发烟与结焦的问题。

现有的油剂中的平滑剂主要有三种：矿物油、酯类化合物和聚醚。矿物油的粘度和热稳定性均随着分子量的增加而增加。矿物油具有价格便宜，且低温下平滑性较好，被广泛应用于化纤纺丝油剂中，但耐热性较差，随着温度的升高，容易冒烟导致结焦。天然酯类化合物滑性较好，冒烟较少，油膜强度较高，氧化稳定性不佳，容易产生结焦；合成脂肪酸酯类平滑性好，耐热性及耐磨性适中，能满足一定品种的需要。聚醚种类齐全，热稳定性优良，耐磨特性适宜，但热稳定性和粘度随着分子量的提高而增加。

由于纤维表面的油膜在高温、高速和一定压力下破裂后，会改变纤维的摩擦行为，致使摩擦力增大，导致纤维出现毛丝、断头等其它问题，油膜强度越高，越不易破裂，越有利于FDY的可纺性，当油剂均匀地吸附在纤维表面上时，表面形成分布较均匀的油膜，油膜在纤维受到拉伸后迅速而均匀延展，若油剂的粘度过高，不利于油剂的分散，形成均匀的油膜。因此得到一种强度高的油膜显得较为重要。

随着涤纶长丝的高速、超高速化及多功能型纤维的发展，易润湿、低摩擦及超耐热等性能成为纺丝油剂的发展方向。而冠醚类相对于线性聚酯具有更强润湿能力、更低的运动粘度、更佳的耐热性的特点，将是当下纺丝油剂开发的方向。

因此，开发一种耐热性能好、粘度低、油膜强度高、平滑性能好和抗静电性能强的油剂极具现实意义。

发明内容