一种莫来石纤维原丝油剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及莫来石纤维技术领域，具体提供一种莫来石纤维原丝油剂及其制备方法。


背景技术：

2.连续莫来石纤维作为重要的国际战略物资，其进口一直受到国外的限制。优质的莫来石纤维原丝是制备高品质莫来石纤维的关键，原丝的性能直接决定着最终纤维的性能。国内连续莫来石纤维的生产技术仍未突破，基本停留在实验研究或中试阶段，得到的纤维性能尚未达到应用部门的使用要求。
3.在原丝制备工艺中，上油工艺是极其重要的一步。高品质的油剂能够解决在纺丝过程中出现的丝束粘连问题；缓解干燥过程中产生的丝束热粘连带来的纤维表面缺陷；同时油剂成膜可以减小丝束与机械设备之间摩擦引起的起毛、断丝和表面缺损。
4.但是目前国内市场上性能优良的莫来石纤维原丝油剂却非常少见，甚至国产莫来石纤维原丝油剂的生产厂家都很少。


技术实现要素：

5.在制备连续莫来石纤维的过程中，由于没有合适的原丝油剂，无法在多孔纺丝时集束，由于原丝的并丝与粘连导致最终纤维表面缺陷多，性能差。因此，制备出性能优异、稳定性好的莫来石纤维原丝油剂是当前急需解决的难题。
6.本发明的技术任务是针对上述存在的问题，提供一种莫来石纤维原丝油剂及其制备方法。
7.一种莫来石纤维原丝油剂，所述莫来石纤维原丝油剂的组分包括：乳化剂、集束剂、抗静电剂、有机硼酸酯、有机醇、改性硅油，其中，各组分的重量百分比为：乳化剂5～10％，集束剂5～10％，抗静电剂1.5～6％，有机硼酸酯0.5～1％，有机醇10～30％，改性硅油43～87％。
8.所述乳化剂为油酸聚氧乙烯酯、蓖麻油聚氧乙烯醚、三羟甲基丙烷聚氧乙烯醚、十二醇聚氧乙烯醚中的一种或多种的组合。
9.所述集束剂为山梨醇酐油酸酯聚氧乙烯醚、十二烷基月桂酸二乙醇胺盐、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐中一种或多种的组合。
10.所述抗静电剂为十二醇聚氧乙烯磷酸酯甲盐、十六醇硫酸酯甲盐、十八烷基二羟乙基甜菜碱中一种或多种的组合。
11.所述有机硼酸酯为硼酸三乙酯、硼酸三丙酯、硼酸三异丙酯、硼酸三丁酯、硼酸三异丁酯中的一种。
12.所述有机醇为c1～c12一元醇中一种或多种的组合。
13.所述改性硅油为氨基改性聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、环氧改性聚二甲基硅氧烷，乙烯基改性聚二甲基硅氧烷中一种或多种的组合。
14.一种莫来石纤维原丝油剂制备方法，所述莫来石纤维原丝油剂组分的重量百分比为：乳化剂5～10％，集束剂5～10％，抗静电剂1.5～6％，有机硼酸酯0.5～1％，有机醇10～30％，改性硅油43～78％，所述方法的实现工艺包括步骤如下：
15.(1)按各组分的重量百分比，将有机硼酸酯与有机醇混合均匀加入反应设备中，搅拌；
16.(2)随后将乳化剂、集束剂、抗静电剂加入反应设备中，均匀搅拌；
17.(3)最后将改性硅油加入到反应设备中，搅拌；
18.(4)将所得混合液过滤，得到的乳液即为莫来石纤维原丝油剂。
19.所述步骤(1)中搅拌时间为30～60min，所述步骤(2)中加热至35℃～45℃并保持该温度，搅拌时间为60～120min，所述步骤(3)搅拌时间为60～90min。
20.所述乳化剂为油酸聚氧乙烯酯、蓖麻油聚氧乙烯醚、三羟甲基丙烷聚氧乙烯醚、十二醇聚氧乙烯醚中的一种或多种的组合；所述集束剂为山梨醇酐油酸酯聚氧乙烯醚、十二烷基月桂酸二乙醇胺盐、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐中一种或多种的组合；所述抗静电剂为十二醇聚氧乙烯磷酸酯甲盐、十六醇硫酸酯甲盐、十八烷基二羟乙基甜菜碱中一种或多种的组合；
21.所述有机硼酸酯为硼酸三乙酯、硼酸三丙酯、硼酸三异丙酯、硼酸三丁酯、硼酸三异丁酯中的一种；所述有机醇为c1～c12一元醇中一种或多种的组合；所述改性硅油为氨基改性聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、环氧改性聚二甲基硅氧烷，乙烯基改性聚二甲基硅氧烷中一种或多种的组合。
22.与现有技术相比，本发明一种莫来石纤维原丝油剂及其制备方法及处理方法具有以下突出的有益效果：
23.本发明方法制备油剂工艺简单、稳定性好，通过使用本发明莫来石纤维原丝油剂，
24.⑴
在纺丝过程中，可以提高莫来石纤维原丝的集束性与抗静电性能；油剂成膜可以减小丝束与机械设备之间摩擦引起的起毛、断丝和表面缺损；
25.⑵
在干燥过程中能很好地保护纤维，大大降低单丝粘连和并丝现象，方便纤维退丝，减少纤维的表面缺陷，提高纤维综合性能；
26.⑶
有机硼酸酯在高温下分解为b
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，为莫来石相的形成提供动力，促进纤维莫来石化，提高纤维力学性能。
附图说明
27.图1是油剂使用前纤维表面sem图；
28.图2是油剂使用后纤维表面sem图。
具体实施方式
29.下面将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
30.实施例1
31.取1份硼酸三乙酯(重量份1％)，溶于25份丙醇(c3一元醇中的其中一种)(25％)，搅拌时间60min，得到透明无色溶液；
32.随后加入5份三羟甲基丙烷聚氧乙烯醚(5％)，5份十二烷基月桂酸二乙醇胺盐
(5％)，2份十二醇聚氧乙烯磷酸酯甲盐(2％)，加热至40℃并保持该温度，搅拌120min；
33.最后加入62份氨基改性聚二甲基硅氧烷(62％)，搅拌60min；
34.过滤后，所得乳液即为莫来石纤维原丝油剂。
35.如图1所示，未使用莫来石纤维原丝油剂制备的莫来石纤维的sem(扫描电子显微镜)图，图2为使用本实施例制得的莫来石纤维原丝油剂制备的莫来石纤维sem图，两者表面缺陷具有明显差别，使用本实施例油剂制备的纤维原丝的缺陷明显少于未使用油剂制备的纤维缺陷；
36.油剂使用前后纤维原丝力学性能对比结果如下表所示：
[0037][0038]
实施例2
[0039]
取0.5份硼酸三丙酯(重量份0.5％)，溶于10份乙醇(c2一元醇中的其中一种)(10％)，搅拌时间45min，得到透明无色溶液；
[0040]
随后加入5份蓖麻油聚氧乙烯醚(5％)，5份山梨醇酐油酸酯聚氧乙烯醚(5％)，1.5份十六醇硫酸酯甲盐(1.5％)，加热至45℃并保持该温度，搅拌60min；
[0041]
最后加入78份聚醚改性聚二甲基硅氧烷(78％)，搅拌90min；
[0042]
过滤后，所得乳液即为莫来石纤维原丝油剂。
[0043]
实施例3
[0044]
取1份硼酸三异丙酯(重量份1％)，溶于30份仲丁醇(c4一元醇中的其中一种)(30％)，搅拌时间30min，得到透明无色溶液；
[0045]
随后加入10份油酸聚氧乙烯酯(10％)，10份月桂醇聚氧乙烯醚硫酸(10％)，6份十八烷基二羟乙基甜菜碱(6％)，加热至35℃并保持该温度，搅拌60min；
[0046]
最后加入43份环氧改性聚二甲基硅氧烷(43％)，搅拌75min；
[0047]
过滤后，所得乳液即为莫来石纤维原丝油剂。
[0048]
在上述实施例中，所述有机硼酸酯也可选择硼酸三丁酯或硼酸三异丁酯，使用效果相近似；
[0049]
所述有机醇也可选择c1-12一元醇中的一种或多种的组合，性质相近，使用效果相近似；
[0050]
所述改性硅油也可选择乙烯基改性聚二甲基硅氧烷中跟以上实施例中改性硅油的组合，使用效果相近似。
[0051]
以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。