一种间位芳纶前纺油剂及其制备和使用方法与流程

本发明涉及纺织油剂，尤其涉及一种间位芳纶前纺油剂及其制备和使用方法。

背景技术：

1、聚间苯二甲酰间苯二胺poly(m-phenylene isophthalamide)，缩写为pmia，又称间位芳纶，我国命名为芳纶1313，pmia作为一种特种纤维，以其优异的耐高温性能而被誉为特种纤维，在众多领域中有着非常广阔的发展前景，如易燃易爆环境下工作人员使用的防护服，这种耐高温防护服在国外已广泛用于电力、铁矿、石油、核工业、金属、钻井、化学等领域，也用于赛车服、工作手套、宇航服等；交通运输工具或公共建筑中的室内用品，如pmia地毯已用于波音飞机；制作工业滤材、填料，我国已广泛应用于化工行业、电力和燃煤锅炉、黑色冶金行业、铝行业、建材行业等。

2、由于pmia电绝缘性大，容易产生静电、抱合性差，不利于后期捻线和加工；同时，pmia相比于其他化纤在加工过程中更容易磨损出毛屑。因此，在生产过程中必须使用油剂对纤维进行后处理，增加纤维之间饱和力和平滑度，降低纤维与机械间的摩擦系数，减少静电效应，提高纤维的后续应用加工性能。由于芳纶的热处理温度达到320-350℃，在热处理炉之前目前还没有合适的油剂，然而，没有油剂的保护，纤维被氧化变黄，产品性能降低。同时干燥的芳纶纤维的静电大，丝束中由于各种原因已经断头的单丝，在静电的作用下会竖立起来，离开正常的温度控制区，更靠近发热板，在没有张力控制的情况下变粗或者被烧焦，形成纤维疵点。芳纶高温油剂是行业内迫切的需要。

3、目前市面上的pmia前纺油剂，耐高温性能差，成分组成不合理，在热定型使用过程中挥发产生黑烟，影响纤维性能。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种间位芳纶前纺油剂及其制备和使用方法，用以解决现有的pmia前纺油剂耐高温性能差、成分组成不合理、在后续纤维热定型过程中挥发产生黑烟，影响纤维性能等问题中的至少一个。

2、本发明公开了一种间位芳纶用前纺油剂，所述前纺油剂的组分按质量百分比计为：润滑剂60～80％，乳化剂3～5％，抗静电剂10～15％，渗透剂5～8％，抗氧化剂4～12％。

3、优选的，所述前纺油剂的组分按质量百分比计为：润滑剂60～72％，乳化剂3～5％，抗静电剂12～15％，渗透剂5～8％，抗氧化剂4～10％。

4、具体的，所述润滑剂为硬脂酸异辛酯(沸点437.9℃)、三乙醇胺单硬脂酸酯(沸点529.2℃)、壬基酚聚氧乙烯醚(沸点423℃)中的一种或几种。

5、具体的，所述乳化剂为月桂醇聚氧乙烯醚(沸点960℃)、烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐(沸点643℃)、山梨醇酐十二酸酯(沸点401℃)、聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯(沸点583℃)中的一种或几种。

6、具体的，所述抗静电剂为十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐(沸点480℃)或硬脂胺聚氧乙烯醚(沸点285℃)中的一种。

7、具体的，所述渗透剂为琥珀辛酯磺酸钠(沸点173℃)。

8、具体的，所述抗氧化剂为双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯亚磷酸三(4-壬基苯酯)(沸点560℃)。

9、具体的，所述前纺油剂为淡黄色油状液体。

10、本发明还公开了一种上述前纺油剂的制备方法，包括以下步骤：

11、s1：根据预设组分量取各种助剂，将润滑剂、抗静电剂、渗透剂和抗氧化剂混合并搅拌均匀，获得混合料；

12、s2：在混合料中加入乳化剂继续搅拌，得到间位芳纶用前纺油剂。

13、本发明还公开了一种上述前纺油剂的使用方法，根据所需质量浓度量取前纺油剂和水，将油剂与水混合并乳化，得到可用于间位芳纶纤维干燥后表面上油处理的油剂乳液。

14、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

15、1、在行业普遍采用间位芳纶后处理(即后纺油剂)的固有观念的基础上，本发明创造性地提供了一种前纺油剂，开拓了间位芳纶性能优化的思路，具有开创性。相对于后纺油剂，芳纶1313中前纺油剂的使用更利于其后续的加工，后纺油剂的作用是在纺丝结束后丝束的开松、成条以及拉伸等环节去除静电提升丝束的抱合性等性能；而芳纶1313纺前油剂的使用，在芳纶1313的成型过程中，去除丝束定型过程中的静电，降低与机械之间的摩擦系数，减少毛屑的产生，有效的提高抱合力，有利于丝束的定型、短切以及打包工作。丝束的优化处理不再局限于后整理加工区域，从定型初期就加入纺前油剂，实现了工艺的显著优化，如与后纺油剂结合使用能进一步提升丝束的各项性能。

16、经本发明所提供的前纺油剂处理后的芳纶1313的上油率为0.2wt.％～0.8wt.％，比电阻(20℃)为7.1×107ω～14.5×107ω，摩擦系数0.055～0.068，油膜强度740n～970n；丝束强度2.5g/d～4.7g/d，毛丝为2～3个/km。

17、2、本发明所提供的前纺油剂耐高温性能好。基于芳纶1313在热定型环节中会经受350℃左右的高温这一具体情况，本发明所提供的前纺油剂的各个组成皆选用挥发点高，耐温性好的化合物，如占比组成最高的润滑剂组分，硬脂酸异辛酯沸点437.9℃、三乙醇胺单硬脂酸酯沸点529.2℃、壬基酚聚氧乙烯醚沸点423℃，这些组分都满足了芳纶1313在300～350℃热定型的使用条件。

18、3、发烟量适中，无异味；无毒无害，环境友好。油剂在使用过程中产生黑烟是由于油剂耐温性能不佳，在热定型的高温处理条件下，油剂在丝束表面挥发导致的，油剂的挥发不仅会污染环境，而且会导致丝束表面黄变，影响后续的加工使用，本发明的前纺油剂使用的各个组分多为耐高温物质(参见有益效果2)，在使用过程中，发烟量小，不会对丝束产生影响以及污染环境。

19、4、制备和使用方法简单，且油剂本身易于保存，适于规模化推广。油剂的使用方法简单易于推广，将油剂与去离子水混合，然后将油剂水溶液置于乳化机中，在转速为3000～5000r/min的条件下，乳化15～25min，根据使用效果配制不同浓度的油剂溶液，油剂本身稳定性强，可长时间保存无分层现象。

20、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种间位芳纶用前纺油剂，其特征在于：所述前纺油剂的组分按质量百分比计为：润滑剂60～80％，乳化剂3～5％，抗静电剂10～15％，渗透剂5～8％，抗氧化剂4～12％。

2.根据权利要求1所述的前纺油剂，其特征在于：所述前纺油剂的组分按质量百分比计为：润滑剂65～72％，乳化剂3～5％，抗静电剂12～15％，渗透剂5～8％，抗氧化剂4～10％。

3.根据权利要求1所述的前纺油剂，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸异辛酯、三乙醇胺单硬脂酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的前纺油剂，其特征在于：所述乳化剂为月桂醇聚氧乙烯醚、烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐、山梨醇酐十二酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的前纺油剂，其特征在于：所述抗静电剂为十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐或硬脂胺聚氧乙烯醚中的一种。

6.根据权利要求1所述的前纺油剂，其特征在于：所述渗透剂为琥珀辛酯磺酸钠。

7.根据权利要求1所述的前纺油剂，其特征在于：所述抗氧化剂为双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯亚磷酸三(4-壬基苯酯)。

8.根据权利要求1所述的前纺油剂，其特征在于：所述前纺油剂为淡黄色油状液体。

9.一种权利要求1～8任一项所述的前纺油剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种权利要求1～8任一项所述的前纺油剂或权利要求9所述制备方法制得的前纺油剂的使用方法，其特征在于：根据所需质量浓度量取前纺油剂和水，将油剂与水混合并乳化，得到可用于间位芳纶纤维干燥后表面上油处理的油剂乳液。

技术总结本发明涉及一种间位芳纶前纺油剂及其制备和使用方法，属于纺织油剂技术领域，解决了现有技术中前纺油剂耐高温性能差、易产生黑烟、尤其不适用于间位芳纶加工的问题。本发明公开了一种间位芳纶用前纺油剂，所述前纺油剂的组分按质量百分比计为：润滑剂60～80％，乳化剂3～5％，抗静电剂10～15％，渗透剂5～8％，抗氧化剂4～12％。所述前纺油剂耐高温性能好，发烟量适中无异味，能够显著提高间位芳纶纤维的抗静电性、平滑性和白度，减少毛丝、缠辊和黄变，有利于后续的加工，且无毒无害，环境友好，适于规模化生产和广泛推广。技术研发人员：张鹏飞,刘庆备,梅李超,张林,王玉萍,赵润,高欢受保护的技术使用者：江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13