一种丙纶长丝油剂及其使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于合成纤维辅助油剂领域，涉及一种丙纶长丝油剂，具体涉及一种丙纶 长丝油剂及其使用方法。
【背景技术】
[0002] 丙纶纤维具有质轻、强韧性好、化学稳定性好、传热性慢、导湿性好、织品缩水率 小、湿态时强度不变化、织物轻盈保暖，弹性好，制造成本低、来源丰富，价格低廉，再循环加 工简便等特点，虽然其本身不吸湿，但由于具有良好的芯吸效应，能通过织物中的毛细管把 水分传递出去，使皮肤保持干爽，故除大量应用于过滤材料、无纺布、土工布等产业用纺织 品外，近年来细旦丙纶更应用于制造国际流行的功能性运动服、时装面料，很长一段时间里 保持高速增长。
[0003] 丙纶是四大合成纤维中发展潜力最大的，前景十分广阔的品种。目前世界上90% 的地毯底布和25 %地毯面纱是由丙纶制作的，日本的丙纶功能纺织品占全部纺织品的 39%，美国先后研制出抗菌、阻燃、抗静电、防污等多种功能性丙纶及茂金属催化体系的聚 丙烯，西欧各国对丙纶研究与开发也相当活跃，已成功开发出导电、电热、生物吸收降解丙 纶。根据加工的需要，合成纤维纺织时需要使用油剂，在纤维表面上形成一层油膜，改善纤 维的平滑性，降低丝束的摩擦系数，增强可纺性，改善成品的质量。
[0004] 合成纤维所使用的油剂一般由降低纤维之间摩擦系数的平滑柔软剂、消除静电并 增强纤维间抱合力的抗静电剂和对油剂起乳化稳定作用的乳化剂组成。丙纶长丝油剂作 为聚丙烯原料转化为纺织品的过程中的一种重要的中间介质，主要用于调节纤维的摩擦特 性，防止或消除静电积聚，赋予纤维平滑柔软等特性，使化学纤维顺利通过纺丝、拉伸、加弹 纺纱、织造等工序，确保生产的顺利进行，油剂对生产的稳定性、产品质量起着至关重要的 作用，是我国油剂开发的热门课题。生产中，正确选择油剂及使用油剂是非常重要的，因为 油剂的选择可直接影响到加工性能及产品的质量。因丙纶长丝的加工过程经历高温，发生 摩擦，同时加工速度高，需要油剂具备耐高温稳定性，良好的抗静电性及良好的润湿性。
[0005] 油剂本身应具有良好的热稳定性和化学稳定性。丙纶纤维后处理工序要求油剂赋 予纤维优良的集束性，增加其抱合力，使丝束整齐而不发生乱丝，避免超倍长丝的产生。同 时使纤维在卷曲过程中获得合适的卷曲度和卷曲数。此外还要求油剂给丝束一定的抗静电 性和润湿性。减少纤维与设备间的摩擦和产生静电，即使产生了静电，也能使其迅速传导出 去，防止静电的积聚，消除纺织加工中因静电而产生的绕辊、断头等现象。后纺油剂还需赋 予纤维一定的平滑性，使获得的纤维柔软、光滑、手感好。目前使用的纺丝油剂一般由以下 物质组成：各种高低粘度矿物油（白油、机油）、乳化剂〇^-4，1乂-10^￡0-3^￡0-9，油酸环 氧乙烷）、抗静电剂（烷基磷酸钾盐）、硅油、抗飞溅剂等组成。为了达到好的乳化能力及清 洗能力，在油剂中添加了各种烷基酚聚氧乙烯醚APEO(TX系列或NP系列），而这系列产品对 环境潜在的危害已经被广泛的研究和论证，欧州一些国家自1976年制定了法规限制生产 和使用APEO。
[0006] 专利号为201010244575.X的中国发明专利公开了一种环保型丙纶长丝油剂的生 产方法，包括以下步骤：按重量份计，将脂肪醇醚磷酸酯钾盐40~60份、聚硅氧烷聚醚共 聚物2~8份、季戊四醇油酸酯3~12份、脂肪醇聚氧乙烯醚4~10份、环氧乙烷-环氧 丙烷嵌段聚醚2~12份、聚乙二醇脂肪酸月桂酸酯20~45份、牛油醇酰胺磷酸酯盐10~ 20份和高碳异构醇磷酸酯钾盐5~10份，加热升温至40~80°C，搅拌反应后，再加入乳化 剂EL-40 20~40份、甲基-1-羟基乙基-2-硬脂基咪唑啉硫酸甲酯铵1~5份、二甲基硅 油5~15份、去离子水2~40份和防腐剂0.001~0.02份，在50~70°C搅拌反应，分离 得到产品环保型丙纶长丝油剂。该油剂虽然能够满足环保要求，但仍不能克服使用后聚丙 烯长丝不发黄的缺陷。
【发明内容】
[0007] 本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种丙纶长丝油剂。
[0008] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种丙纶长丝油剂，它由下述组分按 重量百分比组成：
[0009]
[0010] 优化地，所述高级脂肪酸酯为硬脂酸丁酯、十二烷基油酸酯、二辛基葵二酸酯、二 油酸基己二酸酯、二月桂基壬二酸酯、甘油三油酸酯、甘油三（十二烷基酸酯）、新戊基乙二 醇（十二烷酯）中的一种或多种组成的混合物，所述天然脂肪酸酯为菜籽油、椰子油和橄榄 油中的一种或多种组成的混合物。
[0011] 优化地，它由下述组分按重量百分比组成：
[0012]
[0013] 本发明的又一目的在于提供一种上述丙纶长丝油剂的使用方法，它包括以下步 骤：
[0014] (a)将配方量的各组分溶于20~30°C的去离子水中，搅拌30~45分钟配成总质 量浓度为10~30 %的水溶液；
[0015] (b)将所述水溶液加入上油辊或计量栗中，按上油率为纤维重量的1~2%进行上 油。
[0016] 优化地，当所述丙纶长丝为拉伸加捻扁平丝时，所述水溶液的总质量浓度为12~ 17%，上油率为纤维重量的1~1. 5% ;当所述丙纶长丝为膨化地毯丝时，所述水溶液的总 质量浓度为30%，上油率为纤维重量的2%。
[0017] 由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明丙纶长丝 油剂，一方面在原料配方中加入油酸铵盐、油酸聚氧乙烯醚、油酸咪唑啉等成分，另一方面 精确控制各组分的质量分数，这样制得的油剂对丙纶长丝具有良好的湿润性、集束性、平滑 性和防静电性，改善了纤维对金属的润滑性，还具有意想不到的效果：具有一定的杀菌性， 可以防止喷水织造中脱落的油剂引起微生物的繁殖；其脱落物不会附在生坯上，减少了生 坯的玷污；重要的是具有良好的耐热性和避免了丙纶长丝的发黄，在149~154°C的温度下 加热棍和加热板上产生沉积物极少。
【具体实施方式】
[0018] 本发明丙纶长丝油剂，它由下述组分按重量百分比组成：异辛基十八烷基酸酯 20~25% ;高级脂肪酸酯10~15% ;油酸铵盐12~18% ;油酸聚氧乙烯醚12~18% ;蓖 麻油聚氧乙烯醚12~18% ;烷基咪唑啉甜菜碱钠盐8~15% ;油酸咪唑啉10~15% ;天 然脂肪酸酯3~8% ;十二烷基磺酸酯盐2~8% ;聚氧乙烯2~5%。一方面在原料配方 中加入油酸铵盐、油酸聚氧乙烯醚、油酸咪唑啉等成分，另一方面精确控制各组分的质量分 数，这样制得的油剂对丙纶长丝具有良好的湿润性、集束性、平滑性和防静电性，改善了纤 维对金属的润滑性，还具有一定的杀菌性，可以防止喷水织造中脱落的油剂引起微生物的 繁殖；其脱落物不会附在生坯上，减少了生坯的玷污；重要的是具有良好的耐热性和避免 了丙纶长丝的发黄，在149~154°C的温度下加热棍和加热板上产生沉积物极少。此处的 高级脂肪酸酯特指人工合成的高级脂肪酸酯，优选硬脂酸丁酯、十二烷基油酸酯、二辛基葵 二酸酯、二油酸基己二酸酯、二月桂基壬二酸酯、甘油三油酸酯、甘油三（十二烷基酸酯）、 新戊基乙二醇（十二烷酯）中的一种或多种组成的混合物；天然脂肪酸酯则优选为菜籽油、 椰子油和橄榄油中的一种或多种组成的混合物。烷基咪唑啉甜菜碱钠盐中的烷基为甲基、 乙基、丁基、月桂基等常见基团。十二烷基磺酸酯盐一般为十二烷基磺酸钠或十二烷基磺酸 钾。丙纶长丝油剂优选由下述组分按重量百分比组成：异辛基十八烷基酸酯20% ;高级脂 肪酸酯12% ;油酸铵盐12% ;油酸聚氧乙烯醚12% ;蓖麻油聚氧乙烯醚13% ;烷基咪唑啉 甜菜碱钠盐10% ;油酸咪唑啉10% ;天然脂肪酸酯3% ;十二烷基磺酸酯盐5% ;聚氧乙烯 3%。本发明组成油剂的各个组份均是已知的，均通过商购获得。本发明的油剂利用的是各 组份的通性，不受具体的结构限制。
[0019] 上述丙纶长丝油剂的使用方法，它包括以下步骤：（a)将配方量的各组分溶于 20~30°C的去离子水中，搅拌30~45分钟配成总质量浓度为10~30%的水溶液；(b)将 所述水溶液加入上油辊或计量栗中，按上油率为纤维重量的1~2%进行上油。这样使用能 够减少油剂的使用量，降低成本。当所述丙纶长丝为拉伸加捻扁平丝时，所述水溶液的总质 量浓度为12~17%，上油率为纤维重量的1~1. 5%;当所述丙纶长丝为膨化地毯丝时，所 述水溶液的总质量浓度为30%，上油率为纤维重量的2%。
[0020] 本发明聚丙烯长丝油剂能够改善纤维对金属的润滑性、抗静电性和纤维间的抱合 力，并降低纤维对纤维的摩擦力。它可以用在各种纤度的长丝上，以进行拉伸加捻或膨化加 工制作毯纱，它能在不利的环境条件下防止发黄，尤其适用于进行拉伸变形加工的细旦尼 尔聚丙稀长丝；还能在高速下使