一种丝线加弹油剂及其制备方法与流程

本发明涉及化工，具体为一种丝线加弹油剂及其制备方法。

背景技术：

1、据报道，纤维油剂作为纤维生产过程中必不可少的重要成分，对纤维产品的质量起着重要的作用。油剂能够赋予纤维良好的平滑性、集束性、抗静电性、耐磨性等性能，确保纤维纺丝、加弹及后道织造等工序的顺利进行。

2、现阶段加弹油剂中，有些产品由于配方或者体系稳定性问题，使得加弹油剂在丝线上表现出的抗静电效果不稳定，导致纤维容易产生静电和粘连，非常影响加工和使用效果。并且一些加弹油剂的耐高温效果也不好，在纤维输入热箱进行加工处理时，一些抗静电剂、抗飞溅剂容易在高温环境下变质或者失效，影响纤维的性能和使用寿命。

3、由于加弹油剂中，碳纳米管、坚硬的非金属氧化物等抗静电剂会被引入被加工纤维中，使得纤维在后续加捻、卷绕工序中出现毛丝、僵丝等问题，降低被加工纤维质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种丝线加弹油剂及其制备方法，以解决背景技术中提出的问题。使用钛酸四丁酯和碳纳米管混合后共同热处理，制备了负载了碳纳米管的tio2材料，得到抗静电剂a，可以增加纤维的疏水效果，增加纤维对油分的吸收，达到纤维易加工、易整理和加弹效果。使用导电高分子材料作抗静电剂b、以纤维素纳米晶和儿茶酚胺改性菠萝叶纤维作为组分，制备油凝胶，体系中各组分通过氢键、π-π堆积和疏水相互作用等分散在体系中，达到纤维易加工、易整理、防静电和加弹效果。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种丝线加弹油剂，包括以下质量份原料：

4、2-3份抗静电剂a、2-3份抗静电剂b、18-20份纤维素纳米晶、5-10份改性菠萝叶纤维、88-92份加弹基油、1-3份油凝胶剂和若干份去离子水。

5、进一步地，抗静电剂a由以下步骤制得：

6、将10ml无水乙醇与10ml的钛酸四丁酯混合磁力搅拌30分钟，随后使用盐酸调节体系ph值至2-3，搅拌至均匀后加入0.5g碳纳米管，继续搅拌至均匀后，静置4-5小时后置于马弗炉中煅烧，即得抗静电剂a。

7、进一步地，煅烧的具体操作为从室温起以5℃/分钟的速率升温至400-600℃，保持两小时后继续升温至600-800℃，随后自然冷却。

8、进一步地，改性菠萝叶纤维由以下步骤制得：

9、a1、将5.85g 0.1mol/l 2-吗啉乙磺酸和0.876g 0.05mol/l nacl加入300ml无菌去离子水中，使用naoh溶液调节体系ph值为5.1，得到2-吗啉乙磺酸缓冲液，备用；

10、a2、收集菠萝叶片，使用去离子水洗涤干净后，对菠萝叶片进行刮青处理，随后再次使用去离子水洗涤，自然风干后将叶片置于1％纤维酶溶液中，调节体系ph值为4-6，在40℃下处理5小时后，去除叶肉，取出纤维，在烘箱中以50-80℃干燥至含水量低于3％，随后研磨3小时后，得到菠萝叶粗纤维；将菠萝叶粗纤维使用70-100目筛网筛选，再使用去离子水将筛选出的纤维洗涤干净，随后置于干燥设备中，在100℃下干燥，直至含水量低于3％，密封保存，得到菠萝叶纤维；

11、a3、将40g菠萝叶纤维加入500ml去离子水中，在室温下以270rpm速率搅拌至均匀后与a1步骤中获得的2-吗啉乙磺酸缓冲液混合，随后加入0.192g1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、0.115g n-羟基琥珀酰亚胺和5-10g儿茶酚胺，在室温和惰性气体氛围下充分搅拌24小时，随后置于冻干机中冷冻干燥，得到改性菠萝叶纤维。

12、上述反应中，儿茶酚胺上含有的氨基通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺/n-羟基丁二酰亚胺体系和菠萝叶纤维中的羧基发生反应，形成酰胺键。

13、进一步地，a3步骤中，菠萝叶纤维和儿茶酚胺的质量比为40：(5-10)。

14、进一步地，所述抗静电剂b为导电高分子材料。

15、进一步地，所述导电高分子材料为聚吡咯、聚苯胺和噻吩中的至少一种。

16、进一步地，油凝胶剂由卵磷脂、食品级蜡和甘油单酯以3：1：1的质量比混合得到的。

17、一种丝线加弹油剂的制备方法，包括以下步骤：

18、将加弹基油与纤维素纳米晶混合，搅拌均匀后加入改性菠萝叶纤维、抗静电剂a和抗静电剂b，搅拌至均匀后加入油凝胶剂，将体系温度升温至50℃并搅拌处理1小时，随后自然冷却至室温，即得一种丝线加弹油剂。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、(1)本发明技术方案中，将钛酸四丁酯和碳纳米管混合后共同热处理，制备了负载了碳纳米管的tio2材料，得到抗静电剂a。tio2纳米颗粒具有优异的电学性能，可以有效地传递和收集电子，从而降低织物表面的电阻。并且所制备的抗静电剂a材料可以增加纤维的疏水效果，增加纤维对油分的吸收，达到纤维易加工、易整理和加弹效果。此外，可以避免在加弹处理后向纤维中引入杂质，降低纤维质量。

21、(2)本发明技术方案中，使用纤维素纳米晶和改性菠萝叶纤维作为加弹油剂的组分，纤维素纳米晶作为一种天然来源的表面活性剂可以降低纤维的表面张力和摩擦系数，有利于防止静电的产生，并且纤维素纳米晶可以在加弹基油表面进行覆盖，形成乳浊液的状态。改性菠萝叶纤维对被加工纤维具有良好的吸附效果，稳定在被加工纤维表面，菠萝叶纤维在体系中可以作为稳定剂，覆盖在分散液滴表面，形成紧密的桥接网络，有利于调节乳液的性能和增加体系的稳定性。

22、(3)本发明技术方案中，将基油使用纤维素纳米晶进行乳化处理后形成乳浊液，加上改性菠萝叶纤维后可以增加乳浊液的储存稳定性，最后再使用油凝胶剂对体系凝胶化，可以降低由于颗粒状抗静电剂a对纤维进行处理后，增加纤维表面粗糙程度，使其本身电阻增加的问题。并且油凝胶剂体系可以促进抗静电剂对纤维的渗透，使得纤维具有更好的抗静电效果。

23、(4)本发明技术方案中，使用儿茶酚胺对菠萝叶纤维进行改性，菠萝叶纤维具有很好的透气性和吸湿性，并且具有很高的强度和耐用性，可以承受大量的摩擦和拉伸，有利于增加加弹油剂在纤维表面的机械性能。儿茶酚胺上含有的氨基通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺/n-羟基丁二酰亚胺体系和菠萝叶纤维中的羧基发生反应，形成酰胺键，从而将邻苯二酚基团接枝在菠萝叶纤维上。改性后的菠萝叶纤维可以与石油基构成的矿物油，通过疏水相互作用，均匀分散在体系内，并且和抗静电剂a中的tio2成分，通过氢键相互作用结合，促进体系的交联。抗静电剂b中导电高分子材料，如聚吡咯上的酮基可以和菠萝叶纤维和被加工纤维产生氢键相互作用，可以和聚苯胺产生π-π堆积作用，从而增加其在体系中的分散效果，具有良好的体系稳定性。

技术特征：

1.一种丝线加弹油剂，其特征在于，包括以下质量份原料：

2.根据权利要求1所述的一种丝线加弹油剂，其特征在于，所述抗静电剂a由以下步骤制得：

3.根据权利要求2所述的一种丝线加弹油剂，其特征在于，煅烧的具体操作为从室温起以5-15℃/分钟的速率升温至400-600℃，保持该温度两小时后继续升温至600-800℃，随后自然冷却。

4.根据权利要求1所述的一种丝线加弹油剂，其特征在于，改性菠萝叶纤维由以下步骤制得：

5.根据权利要求4所述的一种丝线加弹油剂，其特征在于，a3步骤中，菠萝叶纤维和儿茶酚胺的质量比为40：(5-10)。

6.根据权利要求1所述的一种丝线加弹油剂，其特征在于，所述抗静电剂b为导电高分子材料。

7.根据权利要求6所述的一种丝线加弹油剂，其特征在于，所述导电高分子材料为聚吡咯、聚苯胺和噻吩中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种丝线加弹油剂，其特征在于，所述油凝胶剂由卵磷脂、食品级蜡和甘油单酯以3：1：1的质量比混合得到的。

9.一种如权利要求1-8中任意一项所述的丝线加弹油剂的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

技术总结本发明涉及一种丝线加弹油剂及其制备方法，属于化工技术领域，包括以下原料：抗静电剂A、抗静电剂B、纤维素纳米晶、改性菠萝叶纤维、加弹基油、油凝胶剂和去离子水。使用钛酸四丁酯和碳纳米管混合后共同热处理，制备了负载了碳纳米管的TiO2材料，得到抗静电剂A，可以增加纤维的疏水效果，增加纤维对油分的吸收，达到纤维易加工、易整理和加弹效果。使用导电高分子材料作抗静电剂B、以纤维素纳米晶和儿茶酚胺改性菠萝叶纤维作为组分，制备油凝胶，体系中各组分通过氢键、π‑π堆积和疏水相互作用等分散在体系中，达到纤维易加工、易整理、防静电和加弹效果。技术研发人员：顾建锋,顾鑫受保护的技术使用者：安吉竹凯新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/9