CN103409855A

CN103409855A - 一种聚苯硫醚短纤维纺丝油剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103409855A
Application number: CN2013103354450A
Authority: CN
Inventors: 徐进云; 孙玉; 郑帼; 周存; 刘燕军; 孙波泉; 张朝
Original assignee: Tianjin Polytechnic University
Current assignee: Tianjin Polytechnic University
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2033-08-02
Also published as: CN103409855B

Abstract

本发明公开了一种聚苯硫醚短纤维纺丝油剂及其制备方法，其复配原料重量百分组成为：抗静电剂25～50%、平滑剂15～25%、抱合剂18～35%、乳化剂5～20%和调整剂2～8%；按所述各原料组分的重量百分比，先将计量准确的抗静电剂、平滑剂、抱合剂和乳化剂抽入到反应釜中，加热至50～80℃，搅拌均匀，然后再将调整剂抽入到反应釜中，搅拌1h～3h后，冷却，过滤，出料，包装即得。本发明的聚苯硫醚短纤维纺丝油剂具有较好的抗静电性、平滑性、抱合性等性能，上油均匀稳定，可保证纺丝生产和后加工工序顺利进行，其纺丝效果和纤维的力学性能均能达到生产要求。

Description

一种聚苯硫醚短纤维纺丝油剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及合成纤维加工技术中的助剂制造领域，具体是一种聚苯硫醚短纤维纺丝油剂及其制备方法。

背景技术

聚苯硫醚短纤维具有优异的热稳定性、耐化学腐蚀性、阻燃性、防辐射性、力学性能、电性能、尺寸稳定性等性能，是一种重要的高性能纤维。它是高技术产业中的新材料，在环境保护、化学工业过滤、国防军工、汽车、航空航天等领域的重要作用尤为突出。

化纤油剂是应用于化学纤维生产和加工过程的助剂，主要起调节纤维摩擦性能，防止或消除静电积累，赋予纤维平滑、易抱合等特性，使化学纤维能顺利进行纺丝、牵伸、纺纱、织造等加工过程。目前，我国聚苯硫醚纤维的生产绝大多数是短纤维，短纤维经过无纺布、纺纱等方式加工后，多用于过滤、除尘、造纸、化工、电子、航空航天等领域。

聚苯硫醚短纤维需要用到油剂的工序主要为纺丝和后加工工序，纺丝工序又包括前纺和后纺，后加工工序主要有无纺布和纺纱工序。这些不同的工序对油剂有不同的要求，有的要求甚至相互矛盾，因此如何满足这些工序的要求，平衡油剂的各项性能指标，对于聚苯硫醚短线维的生产和应用非常关键。我国的聚苯硫醚短纤维工业才刚刚起步，在聚苯硫醚短纤维专用油剂方面还是一片空白，在很大程度上影响了聚苯硫醚纺丝性能和加工性能，限制了我国聚苯硫醚短纤维的快速发展。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种聚苯硫醚短纤维纺丝油剂及其制备方法。该油剂性能优异，可满足聚苯硫醚短纤维纺丝工艺要求。该油剂制备方法简单，操作方便，适于工业化应用。

本发明解决所述油剂技术问题的技术方案是：设计一种聚苯硫醚短纤维纺丝油剂，其特征在于该油剂的复配原料重量百分组成为：抗静电剂25～50%、平滑剂15～25%、抱合剂18～35%、乳化剂5～20%和调整剂2～8%，各组分之和等于100%；

所述的抗静电剂是C₁₂～C₁₈烷基磷酸酯钾盐及两性型表面活性剂中的至少一种；所述的平滑剂是矿物油、双元醇酯或脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种；所述的抱合剂是脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙醚或蓖麻油聚氧乙烯醚中的至少一种；所述的乳化剂是戊醇高分子量无规聚醚、辛醇高分子量嵌段聚醚或失水山梨醇聚氧乙烯醚中的至少一种；所述的调整剂是脂肪醇、脂肪酸或改性硅油中的至少一种；当所述油剂组成原料为两种及以上的混合物时，各组成原料的比例不受限定。

本发明解决所述制备方法技术问题的技术方案是，设计一种聚苯硫醚短纤维纺丝油剂的制备方法，该制备方法采用本发明所述聚苯硫醚短纤维纺丝油剂的重量百分比组成和下述工艺：按所述各原料组分的重量百分比，先将计量准确的抗静电剂、平滑剂、抱合剂和乳化剂抽入到反应釜中，加热至50～80℃，搅拌均匀，然后再将调整剂抽入到反应釜中，搅拌1h～3h后，冷却，过滤，出料，包装即得。

与现有技术相比，本发明聚苯硫醚短纤维油剂及其制备方法具有如下特点：

1.适用于熔融纺丝。本发明油剂在熔融纺丝过程中，能够赋予纤维适宜的抗静电性、平滑性、抱合性等性能；

2.提高产品质量。本发明油剂在纺丝过程中可减少毛丝、断头、乱丝，改善牵伸不匀和卷曲效果，并使纺丝过程顺利进行；

3.增强聚苯硫醚短纤维在下游无纺布和纺纱过程中的梳理性和成纱性。

具体实施方式

下面结合实施例进一步叙述本发明。

本发明设计的聚苯硫醚短纤维纺丝油剂（简称油剂），其复配原料重量百分组成为：抗静电剂25～50%、平滑剂15～25%、抱合剂18～35%、乳化剂5～20%和调整剂2～8%，各组分之和等于100%；

本发明所述各原料组分的重量百分比优选为：抗静电剂30～50%、平滑剂16～22%、抱合剂20～30%、乳化剂6～17%和调整剂3～7%，各组分之和等于100%。

本发明所述各原料组分实施例做如下优选：所述抗静电剂中的两性型表面活性剂是C₈～C₁₈烷基二甲基甜菜碱；所述平滑剂中，矿物油是60N～250N的矿物油，双元醇酯是C₈～C₁₈脂肪酸聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚是C₈～C₁₈无规型聚醚；所述乳化剂中，戊醇高分子量无规聚醚的分子量为1000-6000，辛醇高分子量嵌段聚醚的分子量为1500～4500；所述调整剂中，脂肪醇是C₄～C₂₀的高级醇，高级酸是C₈～C₂₆的高级酸。

本发明同时设计了聚苯硫醚短纤维纺丝油剂的制备方法，该制备方法采用本发明所述聚苯硫醚短纤维纺丝油剂的重量百分比组成和下述工艺：按所述各原料组分的重量百分比，先将计量准确的抗静电剂、平滑剂、抱合剂和乳化剂抽入到反应釜中，加热至50～80℃，搅拌均匀，然后再将所述调整剂抽入到反应釜中，搅拌1h～3h后，冷却，过滤，出料，包装即得。所述的冷却，过滤，出料和包装工序均为现有技术。

本发明实施例将所述不同重量含量及组分的抗静电剂、平滑剂、抱合剂、乳化剂和少量调整剂按照所述制备方法进行纺丝油剂的制备，然后将所得纺丝油剂应用在聚苯硫醚短纤纺丝工艺中，然后观察纺丝工艺的稳定性，测试所得纤维的含油率、线密度、回潮率、断裂强度和断裂伸长率（参见表1-4）。

下面给出本发明的具体实施例。但本发明权利要求保护范围不受具体实施例的限制。

实施例1

将35%重量百分比（下同）的抗静电剂C₁₈烷基磷酸酯钾盐、20%的平滑剂150N、25%的抱合剂C₁₂脂肪醇聚氧乙烯醚、15%的乳化剂辛醇高分子量嵌段聚醚（M约为3000）抽入到反应釜中，加热至60℃，搅拌均匀，然后再将5%重量百分比的调整剂C₅脂肪醇抽入到反应釜中，搅拌2h后，冷却，出料，包装，即得到聚苯硫醚短纤维纺丝油剂。

将该油剂进行纺丝应用试验，其结果参见表1。

表1实施例1所得油剂的纺丝应用试验数据表

实施例2

将46%重量百分比（下同）的双组份抗静电剂（其中，C₁₈烷基磷酸酯钾盐30%，C₁₈烷基二甲基甜菜碱16%）混合搅拌升温至35℃，然后加入22%的平滑剂C₈脂肪酸聚氧乙烯醚、18%的抱合剂C₁₈脂肪胺聚氧乙烯醚、9%的乳化剂戊醇高分子量嵌段聚醚（M约为3000）抽入反应釜中，加热至65℃，搅拌均匀，然后再将5%的调整剂C₅脂肪酸抽入反应釜中，搅拌3h后，冷却，出料，包装，得到聚苯硫醚短纤维纺丝油剂。

将该油剂进行纺丝应用试验，其结果参见表2。

表2实施例2所得油剂的纺丝应用试验数据表

实施例3

将28%重量百分比（下同）的双组份抗静电剂（其中，C₁₂烷基磷酸酯钾盐25%，C₁₂烷基二甲基甜菜碱3%）混合搅拌升温至35℃，然后加入22%的平滑剂，该平滑剂组分为18%的C₈脂肪醇聚氧乙烯醚和4%的C₈脂肪酸聚氧乙烯醚组成的混合物，继续搅拌升温至45℃，加入32%抱合剂蓖麻油聚氧乙烯醚（EO为20）、10%的乳化剂失水山梨醇聚氧乙烯醚抽入反应釜中，加热至70℃，搅拌均匀，然后再将8%的调整剂改性硅油抽入反应釜中，搅拌1h后，冷却，出料，包装，得到聚苯硫醚短纤维纺丝油剂。

将该油剂进行纺丝应用试验，其结果参见表3。

表3实施例3所得油剂的纺丝应用试验数据表

实施例4

将42%重量百分比（下同）的三组份抗静电剂（其中，C₁₂烷基磷酸酯钾盐22%，C₁₈烷基磷酸酯钾盐15%，C₁₈烷基二甲基甜菜碱5%）混合搅拌升温至35℃，然后加入16%的平滑剂C₈脂肪醇聚氧乙烯醚、22%的抱合剂C₁₂脂肪胺聚氧乙烯醚以及16%的乳化剂，该乳化剂组分为4%的戊醇高分子量无规聚醚（M约为4500）和12%的辛醇高分子量嵌段聚醚（M约为3000）的混合物，加热至75℃，搅拌均匀，然后再将4%的调整剂改性硅油抽入反应釜中，搅拌1h后，冷却，出料，包装，得到聚苯硫醚短纤维纺丝油剂。

将该油剂进行纺丝应用试验，其结果参见表4。

表4实施例4所得油剂的纺丝应用试验数据表

由上述结果可见，四个实施例合成的聚苯硫醚短纤维纺丝油剂具有较好的抗静电性、平滑性和抱合性等性能，上油均匀稳定，可保证纺丝生产和后加工工序顺利进行，其纺丝效果和纤维的力学性能均能达到生产要求。

根据本发明所述的油剂配方组成及制造方法所生产的聚苯硫醚短纤维纺丝油剂可达到如下质量指标：

1、外观（25℃）：淡黄色透明液体；

2、pH值（重量1%的水溶液，25℃）：9～11；

3、有效成分含量（重量%）：39～41；

4、乳液稳定性（重量1%的水溶液，72h，25℃）：稳定不分层。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims

1.一种聚苯硫醚短纤维纺丝油剂，其特征在于该油剂的复配原料重量百分比组成为：抗静电剂25～50%、平滑剂15～25%、抱合剂18～35%、乳化剂5～20%和调整剂2～8%，各组份之和为100%；

所述的抗静电剂是C₁₂～C₁₈烷基磷酸酯钾盐及两性型表面活性剂中的至少一种；所述的平滑剂是矿物油、双元醇酯、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种；所述的抱合剂是脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙醚、蓖麻油聚氧乙烯醚中的至少一种；所述的乳化剂是戊醇高分子量无规聚醚、辛醇高分子量嵌段聚醚、失水山梨醇聚氧乙烯醚中的至少一种；所述的调整剂是脂肪醇、脂肪酸、改性硅油中的至少一种；当所述油剂组成原料为两种及以上的混合物时，各组成原料的比例不受限定。

2.按权利要求1所述的聚苯硫醚短纤维纺丝油剂，其特征在于所述的各组分重量百分比优选为：抗静电剂30～50%，平滑剂16～22%，抱合剂20～30%，乳化剂6～17%，调整剂3～7%。

3.按权利要求1所述的聚苯硫醚短纤维纺丝油剂，其特征在于所述的抗静电剂中的两性型表面活性剂是C₈～C₁₈烷基二甲基甜菜碱。

4.按权利要求1所述的聚苯硫醚短纤维纺丝油剂，其特征在于所述的平滑剂中，矿物油是60N～250N的矿物油，双元醇是C₈～C₁₈脂肪酸聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚是C₈～C₁₈无规型聚醚。

5.按权利要求1所述的聚苯硫醚短纤维纺丝油剂，其特征在于所述的乳化剂中，戊醇高分子量无规聚醚的分子量为1000-6000，辛醇高分子量嵌段聚醚的分子量为1500～4500。

6.按权利要求1所述的聚苯硫醚短纤维纺丝油剂，其特征在于所述的调整剂中，脂肪醇是C₄～C₂₀的高级醇，高级酸是C₈～C₂₆的高级酸。

7.一种聚苯硫醚短纤维纺丝油剂制备方法，该制备方法采用权利要求1-6任一项所述聚苯硫醚短纤维纺丝油剂的复配原料重量百分比组成和下述工艺方法：先将计量准确的抗静电剂、平滑剂、抱合剂、乳化剂抽入反应釜中，加热至50～80℃，搅拌均匀，然后再将调整剂抽入反应釜中，搅拌1h～3h后，冷却，过滤，出料，包装即得。