一种用于延长热箱结焦周期的涤纶高速纺POY油剂及其制备方法与流程

本发明属于涤纶油剂领域，具体涉及一种用于延长热箱结焦周期的涤纶高速纺poy油剂及其制备方法。

背景技术：

1、涤纶高速纺生产工艺包括高速纺丝和高速拉伸变形两个阶段，即预取向丝或部分取向丝（poy，pre-oriented yarn or partially oriented yarn）和拉伸变形丝（dty，drawtexturing yarn）两步，简称为poy-dty工艺；在高速纺丝过程中，需要将油剂喷在纤维表面，以赋予纤维良好的平滑性和抱合性，避免在生产过程中出现毛丝、断头、缠绕等纺丝异常现象，从而确保顺利纺丝，作为高速纺丝油剂，不仅要求其具有基础的平滑、集束、抗静电性能及润湿性，能够实现在纤维表面快速、均匀地铺展和润湿，快速均匀上油，而且还要求其具有良好的耐热性能，能够在高温拉伸变形过程中稳定存在，不易受热结焦，具有低发烟量。

2、目前，涤纶poy油剂主要由平滑剂、乳化剂、抗静电剂和稳定剂等组成，其中平滑剂作为主要成分，影响着油剂的综合性能，一般选用矿物油、聚醚、脂肪醇、多元醇酯等，由于聚醚的耐热性好、难以挥发，应用最为广泛；为了实现多功能化涤纶纤维的生产，一些具有特殊功能如抗菌性油剂的开发也尤为重要，通常向油剂中加入具有抗菌作用的添加剂，实现油剂的抗菌效果。

3、申请号为cn202310342965.8的中国专利申请公开了一种抗菌涤纶poy油剂、制备方法及其应用，涤纶poy油剂包括平滑剂、油膜增强剂、乳化剂、抗静电剂、添加剂，油膜增强剂中包括具有协同作用的硬脂酸聚氧丙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯，两者组合形成的油膜增强剂，能够显著提升油膜强度，减少纤维纺丝时出现的毛丝、断头等异常状况，添加剂中含有苯乙酮类化合物抗菌剂赋予了油剂一定的抗菌性能。

4、申请号为cn202311751182.1的中国专利申请公开了一种抗菌纤维专用poy油剂及其制备方法，以eo/po无规共聚月桂醇聚醚为主要成分，平滑剂、乳化剂、抗静电剂、集束剂和添加剂为辅助成分，通过向油剂内加入含纺丝油防腐杀菌剂的添加剂，实现了在很好的保护油剂质量的同时，也能够在抗菌纤维表面形成抗菌保护。

5、上述专利中均通过添加抗菌物质，以提升油剂的抗菌性能，但抗菌效果较差，而且油剂的高温稳定性不足，仍然存在轻微发烟量、微量结焦量及白粉；因此，需要开发出一种耐高温的功能性poy油剂，以满足市场需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于延长热箱结焦周期的涤纶高速纺poy油剂及其制备方法，本发明所制得的涤纶高速纺poy油剂，其具有良好物化性能、稳定性、渗透性，尤其抗菌性能、耐高温性优异，用于纺丝时，使用效果好，粘温粘浓特性稳定，纺丝时几乎没有发烟量、加热器上几乎没有结焦，能够延长热箱结焦周期。

2、本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

3、一种用于延长热箱结焦周期的涤纶高速纺poy油剂，包括如下重量份组分：平滑剂50-60份；乳化剂15-20份；抗静电剂6-10份；集束剂5-8份；添加剂10-15份；

4、进一步地，所述平滑剂由质量比为5-6:2-3:2的聚醚、矿物油、改性亚麻油组成；所述聚醚为脂肪酸无规聚氧乙烯聚氧丙烯醚、脂肪醇无规聚氧乙烯聚氧丙烯醚、双烷基封端聚醚中的一种或几种混合。

5、进一步地，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯胆固醇醚、脂肪酸聚乙二醇酯、月桂醇聚氧乙烯醚中的一种或几种混合。

6、进一步地，所述抗静电剂为烷基磷酸酯盐、烷基聚氧乙烯醚磷酸酯盐、烷基硫酸酯盐中的一种或几种混合。

7、进一步地，所述集束剂为脂肪酸三乙醇胺盐、油酸三乙醇胺盐、月桂基聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的一种或几种混合。

8、进一步地，所述添加剂由质量比为1:0.8-1的苯并咪唑衍生物和乙二醇组成；

9、在本发明技术方案中，所述改性亚麻油的制备方法为：向甲苯中加入亚麻油、苯并咪唑衍生物，混合均匀，氮气保护下，维持反应温度为90-100℃，加入过氧化二苯甲酰，继续搅拌反应2-3h，反应完成后，除去甲苯，得到改性亚麻油；

10、进一步地，在改性亚麻油的制备方法中所述亚麻油、苯并咪唑衍生物、过氧化二苯甲酰的质量比为1:0.5-0.6:0.05-0.1。

11、在本发明技术方案中，在添加剂和改性亚麻油的制备方法中所述苯并咪唑衍生物均为：

12、；所述苯并咪唑衍生物的制备方法为：

13、s1、向干燥的三口瓶中加入丙酮、2-乙烯基苯并咪唑、3-氯-2-羟基丙磺酸钠和三乙胺，混合均匀，维持反应温度为50-55℃，搅拌反应5-6h，反应完成后，除去丙酮，加入乙醚，搅拌均匀，静置至无沉淀生成，过滤，产物用乙醚洗涤，干燥后得到苯并咪唑磺酸盐；

14、s2、向干燥的三口瓶中加入甲苯、苯并咪唑磺酸盐、3-氯丙酸和对甲基苯磺酸，混合均匀，维持反应温度为110℃，回流反应3-4h，并使用分水器收集反应生成的水，反应完成后，除去甲苯，加入乙醚，搅拌均匀，静置至无沉淀生成，过滤，产物用乙醚洗涤，干燥后得到氯化-苯并咪唑磺酸盐；

15、s3、向干燥的三口瓶中加入乙醇、氯化-苯并咪唑磺酸盐和十二烷基二甲基叔胺，混合均匀，维持反应温度为80℃，回流反应8-10h，反应完成后，除去乙醇，加入乙醚，搅拌均匀，静置至无沉淀生成，过滤，产物用乙醚洗涤，干燥后得到苯并咪唑衍生物。

16、进一步地，步骤s1中所述2-乙烯基苯并咪唑、3-氯-2-羟基丙磺酸钠、三乙胺的摩尔比为1:1-1.1:1.2-1.3。

17、进一步地，步骤s2中所述苯并咪唑磺酸盐、3-氯丙酸、对甲基苯磺酸的摩尔比为1:1-1.1:0.01-0.02。

18、进一步地，步骤s3中所述氯化-苯并咪唑磺酸盐、十二烷基二甲基叔胺的摩尔比为1:1-1.1。

19、一种用于延长热箱结焦周期的涤纶高速纺poy油剂的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将平滑剂、乳化剂、抗静电剂、集束剂、添加剂加入到反应釜中，维持反应温度为50-60℃，搅拌1-1.5h，得到涤纶高速纺poy油剂。

20、本发明具有如下有益效果：

21、本发明所制得的苯并咪唑衍生物属于两性离子化合物，正负电荷总量相同，具有较好的稳定性，其结构中的苯并咪唑基团、长链季铵盐基团赋予了苯并咪唑衍生物双重抗菌作用；结构中苯并咪唑基团、酯基的耐高温性较好，能够整体提高苯并咪唑衍生物的耐高温性能；结构中的阴离子亲水基、阳离子亲水基及疏水烷基长链，使苯并咪唑衍生物可以作为表面活性剂使用，具备良好的乳化、分散及润湿性能，与油剂中的乳化剂协同作用，提升油剂的稳定性和渗透性。

22、由于亚麻油中含有双键基团，其稳定性、耐高温性能较差，为了改善这些缺陷，本发明在过氧化二苯甲酰引发剂的作用下，将亚麻油与苯并咪唑衍生物通过两者之间的双键进行反应，得到改性亚麻油，能够减少亚麻油中的双键基团、增加支化度，同时苯并咪唑衍生物结构也能够赋予改性亚麻油良好的稳定性、耐高温性能及抗菌性能。

23、本发明所提供的涤纶高速纺poy油剂以由聚醚、矿物油、改性亚麻油组成的平滑剂为主要成分，通过合理配比，制备得到了涤纶高速纺poy油剂，其具有良好物化性能、稳定性、渗透性，尤其抗菌性能、耐高温性优异，用于纺丝时，使用效果好，粘温粘浓特性稳定，纺丝时几乎没有发烟量、加热器上几乎没有结焦，能够延长热箱结焦周期。