CN115992402A - 一种耐磨维纶纤维油剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于维纶纤维加工处理技术领域，具体涉及一种耐磨维纶纤维油剂及其制备方法。一种耐磨维纶纤维油剂，以重量份数计，其功效成分包括脂肪醇聚氧乙烯醚7‑12份、聚乙二醇400单硬脂酸酯11‑13份、木糖醇脂肪酸酯5‑7份、L‑44聚醚5‑10份、蓖麻油聚氧乙烯醚5‑10份和异十三醇磷酸酯18‑23份。本方案的油剂解决耐磨维纶纤维缺少专用油剂导致的其性能不满足应用需求的技术问题，可以应用于耐磨维纶纤维的加工生产的实践操作中，可以消除静电影响，保障使用耐磨维纶纤维进行的纺纱生产的过程平稳进行。
Description
技术领域
本发明属于维纶纤维加工处理技术领域，具体涉及一种耐磨维纶纤维油剂及其制备方法。
背景技术
耐磨维纶纤维是通过湿法加硼纺丝技术制备而成：使聚乙烯醇缩醛纤维表面形成致密层，从而提高了纤维的耐磨性，然后通过长丝束醛化和机械卷曲处理，使得耐磨维纶纤维兼顾高强度和耐热水性，并且提高了纤维的卷曲度和可纺性。耐磨维纶纤维较普通维纶具有强度高、韧性高、耐磨性好的特点，其与涤纶、棉纤维混纺制得的面料，面料的强度及耐平磨次数大幅度提高。目前，耐磨维纶纤维已广泛应用于军、警作训服和油田、坑道施工等专用工作服的制作中。由耐磨维纶纤维制备的服装的廓形挺括，强度、韧性和耐磨性得到了显著提高。
与普通维纶短纤相比，耐磨维纶纤维的动摩擦因数较大，质量比电阻也较大，所以在纺纱过程中容易产生较为严重的静电现象，需要使用油剂处理耐磨维纶纤维以缓解上述现象。但是，现有维纶短纤油剂容易造成缠辊、纱线断头等生产运行异常现象。因此，很有必要开发一种与耐磨维纶纤维相适配的专用油剂，以减少静电、防止丝束磨损、控制抱合力，从而赋予纤维良好的集束性、平滑性和分散性，以满足后续纺纱工序以及下游客户织造加工的需求。
发明内容
本发明意在提供一种耐磨维纶纤维油剂，以解决耐磨维纶纤维缺少专用油剂导致的其性能不满足应用需求的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种耐磨维纶纤维油剂，以重量份数计，其原料包括脂肪醇聚氧乙烯醚7-12份、聚乙二醇400单硬脂酸酯11-13份、木糖醇脂肪酸酯5-7份、L-44聚醚5-10份、蓖麻油聚氧乙烯醚5-10份、异十三醇磷酸酯18-23份和水25-45份。
本发明还提供了一种耐磨维纶纤维油剂的制备方法，先将脂肪醇聚氧乙烯醚与蓖麻油聚氧乙烯醚混合，再加入水，获得混合体系；将混合体系加热至50-70℃，并搅拌混合体系40-70min；最后将聚乙二醇400单硬脂酸酯、木糖醇脂肪酸酯、L-44聚醚和异十三醇磷酸酯加入混合体系，在50-70℃的环境下，搅拌1-2h，获得耐磨维纶纤维油剂。
本发明还提供了一种耐磨维纶纤维油剂在耐磨维纶纤维加工中的应用。
本方案的原理及优点是：本方案利用脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇400单硬脂酸酯、木糖醇脂肪酸酯、L-44聚醚、蓖麻油聚氧乙烯醚和异十三醇磷酸酯作为功效成分制备油剂，几种功效成分协同增效，将该油剂应用于耐磨维纶纤维的生产加工中，较普通维纶短纤油剂，可以消除静电影响，保障使用耐磨维纶纤维进行的纺纱生产运行平稳，产生的断头少。
其中，聚乙二醇400单硬脂酸酯、L-44聚醚为平滑剂，可让纤维表面手感滑爽兼有柔化纤维表面的作用；脂肪醇聚氧乙烯醚为集束剂，可提高纤维的集束性；木糖醇脂肪酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚为乳化剂，可增强油剂中各个成分的相容性；异十三醇磷酸酯为抗静电剂，可赋予油剂以抗静电效果。
综上所述，本方案的油剂所获得的有益效果包括：具有优良的抗静电性，明显降低纤维比电阻，能较好地调整纤维之间的动摩擦系数；可赋予耐磨维纶纤维优异的抗静电性能和后加工可纺性能，从而很大程度上降低了纺纱后加工生产中的缠绕和断头现象。利用本发明的纺丝油剂生产的耐磨维纶纤维的含油率为0.28-0.40wt.％，比电阻为6.3×107-8.4×107Ω/cm。本方案可赋予耐磨维纶纤维优异的纱线后加工性能，且油剂高温下不易挥发，对纱线加工织造设备中的金属部件无腐蚀，也克服了由于油剂因素导致纤维后加工出现掉白粉、可纺性差、等品率低的现象。
进一步，一种耐磨维纶纤维油剂，其工作浓度为8-10wt.％。本方案的油剂在8-10wt.％的工作浓度下，可以实现对耐磨维纶纤维的有效保护，提升纤维后加工性能。
进一步，通过喷淋或者浸泡的方式将耐磨维纶纤维油剂施加在耐磨维纶纤维上，获得油剂处理后的耐磨维纶纤维。通过喷淋或油浸，可以将油剂渗入耐磨维纶纤维中，并对纤维材质进行表面保护，赋予耐磨纤维以更优异的耐磨和抗静电性能。
进一步，油剂处理后的耐磨维纶纤维的含油率为0.2-0.4wt.％。本方案生产的油剂处理后的耐磨维纶纤维含油率为0.2-0.4wt.％，满足耐磨维纶纤维的生产质量要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。若未特别指明，下述实施例所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段；所用的实验方法均为常规方法；所用的材料等，均可从商业途径得到。在本方案中，脂肪醇聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、异十三醇磷酸酯购自江苏省海安石油化工厂；聚乙二醇400单硬脂酸酯购自南通润丰石油化工有限公司、木糖醇脂肪酸酯购自合肥盛润生物制品有限公司、L-44聚醚购自南通锦恒化工有限公司、耐磨维纶纤维由重庆川维化工有限公司生产，耐磨纤维的现有的油剂为重庆华泽公司生产的200#短纤油剂。
实施例1：
耐磨维纶纤维纺丝油剂，以重量份计，其原料组成为：脂肪醇聚氧乙烯醚10份、聚乙二醇400单硬脂酸酯12份、木糖醇脂肪酸酯6份、L-44聚醚10份、蓖麻油聚氧乙烯醚10份、异十三醇磷酸酯20份和去离子水32份。
所述耐磨维纶纤维油剂的制备方法，具体步骤为：
先将脂肪醇聚氧乙烯醚与蓖麻油聚氧乙烯醚加入搅拌釜中，接着加入去离子水,加热至50℃搅拌70分钟；然后将聚乙二醇400单硬脂酸酯、木糖醇脂肪酸酯、L-44聚醚、异十三醇磷酸酯依次加入釜中，保持温度在50℃，搅拌2小时，即得耐磨维纶纤维油剂。
将本实施例制得的耐磨维纶纤维油剂用纯水配成质量分数为10％的溶液，通过喷淋装置对耐磨维纶纤维进行喷淋上油。完成喷淋后，将油榨干，并经烘干处理，将耐磨维纶纤维的含油率控制在0.28-0.40wt.％。
实施例2
耐磨维纶纤维纺丝油剂，以重量份计，其原料组成为：脂肪醇聚氧乙烯醚11份、聚乙二醇400单硬脂酸酯12份、木糖醇脂肪酸酯7份、L-44聚醚5份、蓖麻油聚氧乙烯醚8份、异十三醇磷酸酯22份和去离子水35份。
所述耐磨维纶纤维油剂的制备方法，具体步骤为：
先将脂肪醇聚氧乙烯醚与蓖麻油聚氧乙烯醚加入搅拌釜中，接着加入去离子水,加热至70℃搅拌40分钟；然后将聚乙二醇400单硬脂酸酯、木糖醇脂肪酸酯、L-44聚醚、异十三醇磷酸酯依次加入釜中，保持温度在80℃，搅拌1小时，即得耐磨维纶纤维油剂。
将本实施例制得的耐磨维纶纤维油剂用纯水配成质量分数为9％的溶液，对耐磨维纶纤维进行浸泡上油。完成浸泡后，将油榨干，并经烘干处理，将耐磨维纶纤维的含油率控制在0.28-0.40wt.％。
实施例3
本实施例基本同实施例1，不同点在于原料配比，耐磨维纶纤维纺丝油剂，以重量份计，其原料组成为：脂肪醇聚氧乙烯醚7份、聚乙二醇400单硬脂酸酯11份、木糖醇脂肪酸酯5份、L-44聚醚5份、蓖麻油聚氧乙烯醚5份、异十三醇磷酸酯18份和去离子水25份。
对比例
耐磨纤维现使用的200#短纤油剂作为本发明的对比例，使用方法为用纯水配成质量分数为10％的溶液，通过喷淋装置对耐磨维纶纤维进行喷淋上油。
实验例
耐磨维纶纤维油剂处理过的耐磨维纶纤维进行性能测试，指标包括含油率、比电阻与动摩擦系数。其中，含油率按照《GB/T 6504-2008化学纤维含油率试验方法》进行测定；比电阻采用YG321纤维比电阻仪说明书所述方法进行测定，动摩擦系数采用Y151型纤维摩擦系数测定仪说明书所述方法进行测定。测试结果如表1所示。
表1：性能测试结果
注：表中动摩擦系数的数据为三次检测的“平均值±标准偏差”
由表1可知，实施例1-3制得的耐磨维纶纤维的上油均匀，与对比例相比较，比电阻显著降低两个数量级，动摩擦系数也普遍降低，尤其是对纱线后加工影响较大的纤维与纤维的动摩擦系数明显降低。由此证明，本发明的纺丝油剂对纤维有着很好的保护，赋予耐磨维纶纤维优异的抗静电性能和后加工可纺性能，而且油剂调配以及使用方式与现使用的油剂相同，有效地利用了现有设备，工艺也不会有大的改动，利于推广。
根据对2018年1月-2018年12月湖北纱线生产厂的反馈，使用本发明的耐磨纤维油剂后，耐磨纤维生产纱线过程中的断头率从先前的13％(2017年数据)下降到现在的6％的水平；可纺性大为提升，优等品率从先前的38％(2017年)提升至现在的69％，充分验证了使用本发明后耐磨纤维较好的加工应用性能。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (6)
1.一种耐磨维纶纤维油剂，其特征在于：以重量份数计，其原料包括脂肪醇聚氧乙烯醚7-12份、聚乙二醇400单硬脂酸酯11-13份、木糖醇脂肪酸酯5-7份、L-44聚醚5-10份、蓖麻油聚氧乙烯醚5-10份、异十三醇磷酸酯18-23份和水25-45份。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨维纶纤维油剂，其特征在于：其工作浓度为8-10wt.％。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐磨维纶纤维油剂在耐磨维纶纤维加工中的应用。
4.根据权利要求3所述的一种耐磨维纶纤维油剂在耐磨维纶纤维加工中的应用，其特征在于：通过喷淋或者浸泡的方式将耐磨维纶纤维油剂施加在耐磨维纶纤维上，获得油剂处理后耐磨维纶纤维。
5.根据权利要求4所述的一种耐磨维纶纤维油剂在耐磨维纶纤维加工中的应用，其特征在于：油剂处理后耐磨维纶纤维的含油率为0.2-0.4wt.％。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨维纶纤维油剂的制备方法，其特征在于：先将脂肪醇聚氧乙烯醚与蓖麻油聚氧乙烯醚混合，再加入水，获得混合体系；将混合体系加热至50-70℃，并搅拌混合体系40-70min；最后将聚乙二醇400单硬脂酸酯、木糖醇脂肪酸酯、L-44聚醚和异十三醇磷酸酯加入混合体系，在50-70℃的环境下，搅拌1-2h，获得耐磨维纶纤维油剂。
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