本发明属于干法纺丝油剂技术领域，更具体是涉及一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂组合物，还涉及此组合物的制备方法。
技术背景
氨纶是现代纺织服装工业必不可少的纺织原料，可用于一切需要良好弹性恢复率的织物，因此被广泛应用于各种内衣、运动衣、健美服、游泳衣、高弹袜、紧身衣、尿不湿等领域。氨纶的纺丝方法包括干纺、熔融纺、湿纺等方法。干法纺丝技术是当前氨纶工业生产中应用最广泛的方法，占世界氨纶总产量的80％以上。
与国内氨纶生产的快速增长相比，氨纶纺丝油剂作为氨纶在纺丝过程中的润滑剂，虽然已实现国产化，但在进一步取代进口产品及保持产品质量的稳定性和一致性方面还存在不足。并且，在高端油剂和经编用途油剂的研发方面尚有空白。
目前的氨纶纺丝油剂配方中主要以二甲基硅油和改性硅油为主，其具有较好的防粘、隔离性和平滑性。但缺点是：油剂的可去除性差，导致纺丝后不易清洗，影响后道的染色、复合、贴合等工序。
随着氨纶产品应用范围的扩大和氨纶在织物中占比的增加，以及产品高端化的需要，近几年行业内比较关注氨纶染色、粘合、复合等问题。氨纶丝本就不易染色，现在虽然通过使用添加剂来改善氨纶丝的可染性，但与其它纤维相比还是较差，且色牢度也差。用含有机硅油剂生产的氨纶丝，由于硅油不好去除，更是直接影响到了氨纶丝的着色率；再如，近些年氨纶丝在纸尿裤上的应用也正高速增长，市场潜力很大，用于纸尿裤的氨纶丝要求要有较高的贴合、复合度，但目前用含有机硅油剂生产的氨纶丝，贴合和复合程度都存在明显的不足。另外，近几年像汽车配套内饰等特殊行业，对所使用的氨纶产品已经开始明确提出无硅要求。因此，急需开发一种不含有机硅的氨纶纺丝油剂，来解决氨纶丝在市场应用方面存在的问题和局限性。
综上所述，氨纶纺丝油剂产品向不含有机硅方向发展将是必然的研究方向和发展趋势。
技术实现要素：
本发明针对现有氨纶干法纺丝用油剂存在的不足，提供一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂，按重量分数计，包括如下组分：
其中：
所述酯类化合物的碳原子数为11-87；
所述的高级脂肪酸盐分子式为：(rcoo)nm,其中n＝1或2，m为一价或二价金属元素，r为碳原子数10-24的烷基；
所述的润湿剂是表面张力为20-27mn/m的非离子表面活性剂；
所述的助溶剂为异构脂肪醇或异构脂肪酸中的一种或二者的复配，异构脂肪醇或异构脂肪酸的碳原子数为16、18、20、22、24；
所述抗静电剂为阴离子抗静电剂或非离子抗静电剂中的一种或者多种的复配。
进一步，所述酯类化合物替换为酯类化合物与白油的混合物，其中白油在所述纺丝油剂中的重量分数≦50％，所述的白油的碳原子数为15-30，并且在40℃下粘度在5.0-40.0mm2/s。
本发明的油剂组合物中各个物质所发挥的作用如下：
通常的氨纶油剂组成中包括了二甲基硅油、改性硅油、矿物油、硬脂酸盐、抗静电和分散组分等物质成份。
本发明方案中不含有二甲基硅油等有机硅油，而是使用酯类化合物或酯类与白油的混合物来代替二甲基硅油。酯类化合物或酯类与白油的混合物作为替代品后油剂的防粘、隔离、平滑性较差。为解决这个问题，本发明中配合使用了分散的非常好的高级脂肪酸盐，来弥补不含有机硅后油剂在防粘、隔离性和平滑性等方面出现的不足，效果通过实验数据完全可以证实。这样既能避免有机硅的不利影响，又能保持产品良好的防粘、隔离、平滑等特性。
本发明中使用了高级脂肪酸盐，可以提高油剂整体的防粘、隔离和平滑性。由于高级脂肪酸盐是固体，不溶于酯类化合物或者白油，所以需要使用润湿剂、分散剂、助溶剂等添加剂帮助进行充分的分散，才能均匀地分散溶解于酯类化合物或者白油中，发挥应有的作用,润湿剂、分散剂和助溶剂的配比合理，缺一不可，其核心作用在于帮助固态的高级脂肪酸盐进行充分完全的分散，使其能够均匀溶解于酯类化合物或白油中，否则，高级脂肪酸盐无法发挥其应有的作用。
本发明中选择异构脂肪醇或异构脂肪酸或二者的复配作为助溶剂，主要是异构脂肪醇或异构脂肪酸可以提高油剂配方中各组分之间的相容性。
本发明中的抗静电剂可以有效降低氨纶纤维的丝与丝之间以及丝与金属、陶瓷之间的摩擦系数。
进一步，一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂，按重量分数计，包括如下组分：
进一步，所述的酯类化合物是指在25℃下为无色至微黄色透明油状液体，粘度≦100.0mpa.s的酯类化合物。
进一步，所述酯类化合物为硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸丁酯、硬脂酸异辛酯、硬脂酸异十三醇酯、硬脂酸异十六醇酯、三羟甲基丙烷单油酸酯、三羟甲基丙烷三油酸酯、季戊四醇单油酸酯、季戊四醇四油酸酯、油酸甲酯、油酸乙酯、油酸丁酯、油酸异辛酯、油酸月桂酯、丙二醇单油酸酯、聚乙二醇单油酸酯、聚乙二醇硬脂酸酯、新戊二醇双油酸酯、棕榈酸异辛酯、月桂酸甲酯、月桂酸丁酯、月桂酸异辛酯、月桂酸油醇酯、月桂酸甘油酯、月桂醇油酸酯、月桂醇已二酸酯、辛癸酸甲酯、新癸酸油醇酯等酯类化合物中的任意一种或几种的混合。
进一步，所述的润湿剂为异构十三醇的聚氧乙烯醚、高级脂肪醇的聚氧乙烯醚或高级脂肪酸的聚氧乙烯酯中的一种或几种的混合。
进一步，所述抗静电剂为高级脂肪醇聚氧乙烯醚、高级脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、高级脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯中的一种或多种的复配。
进一步，所述的其他添加剂包括抗氧剂、热稳定剂、抗菌剂、消泡剂、纳米二氧化硅中的一种或多种；所述的抗氧剂选自苯酚类抗氧剂、磷类抗氧剂、硫类抗氧剂中的一种；所述的热稳定剂选自受阻胺类热稳定剂；所述的抗菌剂选自无机抗菌剂或有机抗菌剂中的一种。
进一步，所述的分散剂选自:聚羧酸铵盐、聚羧酸钠盐、聚氧亚乙基烷基醚、聚氧亚乙基亚丙基烷基醚、聚氧亚乙基烷基苯基醚和聚氧亚乙基脂肪酸酯、聚氧亚乙基辛基醚、聚氧亚乙基壬基醚、聚氧亚乙基葵基醚、聚氧亚乙基亚丙基葵基醚、聚氧亚乙基月桂基醚、聚氧亚乙基亚丙基月桂基醚、聚氧亚乙基十三烷基醚、聚氧亚乙基亚丙基十三烷基醚、聚氧亚乙基肉豆蔻基醚、聚氧亚乙基硬脂基醚、聚氧亚乙基辛基苯基醚、聚氧亚乙基壬基苯基醚和聚氧亚乙基苯乙烯化苯基醚、十二烷基聚乙二醇醚硫酸钠、磺酸钠、月桂酸钠、油酸三乙醇胺、松香酸三乙醇胺、聚丙烯马来酸酐共聚物中的任意一种或几种的混合。
本发明中的纳米二氧化硅的加入，不是必须的，加入纳米二氧化硅主要是利用其粒径很小、比表面积大，吸附力强的特点，使高级脂肪酸盐中的金属离子分散很小，可以达到纳米级别，不会造成颗粒沉淀，进一步增加了分散性、防粘性、隔离性、退绕性和稳定性。
本发明的氨纶纺丝油剂的优点如下：
①附着在纤维上的油剂容易去除，上油后的氨纶丝，可贴合、可复合、可粘连、易染色且染色均匀。
②配方的搭配和工艺的优化能够使金属镁分散的很小，可达到纳米级别。因此使得氨纶纤维具有了良好的防粘、隔离性，抗粘和防粘连效果好，内、外层的退绕性优良；还具有适度的平滑性。
本发明还要求保护上述不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂的制备方法包括如下步骤：
1)将高级脂肪酸盐和润湿剂混合后，充分搅拌或研磨10-40min，再逐步加入分散剂和助溶剂，升温到90-130℃，搅拌20-50min,使其得到充分、完全的分散和溶解，之后再降温至40-90℃,制得a物质；
2)将酯类化合物或酯类化合物和白油的混合物升温至40-70℃,再加入a物质进行混合，并降温到30-50℃，加入抗静电剂，选择性加入其他添加剂，混合后就得到一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
本实施例中配方组分如下：
①先加入硬脂酸镁和润湿剂月桂醇聚氧乙烯醚，在高速分散机上分散20min，然后逐步加入异构十八醇和异构二十酸，再加入分散剂聚羧酸铵盐，升温到120℃后搅拌30min，再降温至80℃，得a物质；
②将硬脂酸异辛酯升温至60℃，再加入a物质，混合后降温到40℃，再加入抗静电剂异构十三醇聚氧乙醚和c8-10醇聚氧乙醚，加入抗氧剂，混合均匀，即得。
本实施例制得一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂产品为近似透明的液体，25℃下粘度为14.0mpa.s。
实施例2：
本实施例中配方组分如下：
①先加入硬脂酸钙和润湿剂c10-12脂肪酸聚氧乙烯酯，在高速分散机上分散20min，然后逐步加入异构十六醇和异构二十酸，再加入聚羧酸钠盐，升温到120℃后搅拌40min，再降温至70℃，得a物质；
②将硬脂酸异十三醇酯升温至60℃，再加入a物质，混合后降温到40℃，再加入抗静电剂和纳米二氧化硅，混合均匀后即得。
本实施例制得一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂产品，产品为清澈透明的液体，25℃下粘度为13.0mpa.s。
实施例3：
本实施例中配方组分如下：
①先加入硬脂酸锌和润湿剂月桂醇聚氧丙烯醚，在高速分散机上分散20min，然后逐步加入异构十六醇和异构二十四酸，再加入分散剂十二烷基聚乙二醇醚硫酸钠，升温到120℃后搅拌30min，再降温至70℃，即得a物质；
②将硬脂酸异十六醇酯升温至60℃，再加入a物质，混合后降温到40℃，再加入抗静电剂异构十三醇聚氧乙烯醚和c10-12醇聚氧乙烯醚磷酸酯、消泡剂，混合均匀后即得。
本实施例制得一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂产品，产品为近似透明的液体，25℃下粘度为13.5mpa.s。
实施例4：
本实施例中配方组分如下：
①先加入棕榈酸钙和润湿剂月桂酸聚氧乙烯酯，在高速分散机上分散20min，然后逐步加入异构二十醇和异构二十酸，再加入分散剂聚氧亚乙基月桂基醚，升温到110℃后搅拌40min，再降温至60℃，即得a物质；
②将硬脂酸异辛酯和三羟甲基丙烷三油酸酯混合后，升温至65℃，再加入a物质，混合后降温到40℃，再加入抗静电剂异构十三醇聚氧乙烯醚和抗菌剂，混合均匀后即得。
本实施例制得一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂产品，产品为近似透明的液体，25℃下粘度为12.5mpa.s。
实施例5：
本实施例中配方组分如下：
①先加入棕榈酸钠和润湿剂月桂醇聚氧丙烯醚，在高速分散机上分散20min，然后逐步加入异构二十二醇和异构十六酸，再加入聚丙烯马来酸酐共聚物，升温到110℃后搅拌40min，再降温至60℃，即得a物质；
②将硬脂酸异辛酯和季戊四醇单油酸酯混合后，升温至60℃，再加入a物质，混合后降温到40℃，再加入抗静电剂异构十三醇聚氧乙烯醚和抗氧剂有机亚磷酸酯，混合均匀后即得。
本实施例制得一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂产品，产品为近似透明的液体，25℃下粘度为13.5mpa.s。
实施例6：
本实施例中配方组分如下：
①先加入硬脂酸镁和润湿剂c15-20醇聚氧乙烯酯，在高速分散机上分散20min，然后逐步加入异构二十酸和分散剂聚氧亚乙基硬脂基醚，升温到120℃后搅拌30min，再降温至80℃，即得a物质；
②将硬脂酸异辛酯和白油混合升温至60℃，再加入a物质，混合后降温到40℃，再加入抗静电剂和热稳定剂，混合均匀后即得。
本实施例制得一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂产品，产品为近似清澈透明的液体，25℃下粘度为12.5mpa.s。
实施例7：
本实施例中配方组分如下：
①先加入油酸钠和润湿剂月桂酸聚氧乙烯酯，在高速分散机上分散20min，然后逐步加入异构二十酸、十二烷基聚乙二醇醚硫酸钠，升温到120℃后搅拌40min，再降温至80℃，即得a物质；
②将硬脂酸异十三醇酯和白油混合升温至60℃，再加入a物质，混合后降温到40℃，再加入抗静电剂c16-18醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯和有机亚磷酸酯抗氧剂，混合均匀后即得。
本实施例制得一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂产品，产品为近似清澈透明的液体，25℃下粘度为13.5mpa.s。
实施例8：
本实施例中配方组分如下：
①先加入棕榈酸锌和润湿剂月桂醇聚氧乙烯醚，在高速分散机上分散20min，然后逐步加入异构二十四酸、油酸三乙醇胺，升温到120℃后搅拌40min，再降温至80℃，即得a物质；
②将硬脂酸异十六醇酯和白油混合升温至60℃，再加入a物质，混合后降温到40℃，再加入抗静电剂异构十三醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯和抗菌剂，混合均匀后即得。
本实施例制得一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂产品，产品为近似清澈透明的液体，25℃下粘度为12.0mpa.s。
实施例9：
本实施例中配方组分如下：
①先加入硬脂酸钙和润湿剂月桂醇聚氧丙烯醚，在高速分散机上分散20min，然后逐步加入异构十六酸、松香酸三乙醇胺，升温到120℃后搅拌40min，再降温至80℃，即得a物质；
②将硬脂酸异辛酯、三羟甲基丙烷三油酸酯和白油混合升温至60℃，再加入a物质，混合后降温到40℃，再加入抗静电剂异构十三醇聚氧乙烯醚和硫类抗氧剂，混合均匀后即得。
本实施例制得一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂产品，产品为近似透明的液体，25℃下粘度为13.5mpa.s。
实施例10：
本实施例中配方组分如下：
①先加入棕榈酸镁和润湿剂月桂酸聚氧乙烯酯，在高速分散机上分散20min，然后逐步加入异构二十二酸、分散剂月桂酸钠，升温到120℃后搅拌30min，再降温至80℃，即得a物质；
②将硬脂酸异辛酯、季戊四醇单油酸酯和白油混合升温至60℃，再加入a物质，混合后降温到40℃，再加入抗静电剂异构十三醇聚氧乙烯醚和纳米二氧化硅，混合均匀后即得。
本实施例制得一种不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂产品，产品为近似透明的液体，25℃下粘度为13.0mpa.s。
为了验证本发明所得不含有机硅的氨纶干法纺丝油剂的使用效果，我们将实施例1-10所得的油剂分别与日本进口的氨纶纺丝油剂和国产含硅的氨纶纺丝油剂都用在40d的氨纶干法纺丝中，将所得的氨纶丝进行实验对比，结果如表1、表2所示。
对比例1：日本进口的氨纶纺丝油剂；
对比例2：国内其他厂家生产的氨纶纺丝油剂；
对比例3：我公司生产的有机硅类氨纶纺丝油剂；
表1纺丝后直接测试的数据
表2恶化实验后测试的数据(恶化实验在60℃×72h的条件下进行)
说明：通过表1和表2的数据对比可以看出，10个实施例即使经过恶化实验后依然保持较低的退绕性和退绕张力值，说明其具有较好的防粘隔离性和退绕性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。