專利名稱:滌綸高速紡予取向絲整理劑的制作方法
本發(fā)明是屬于合成纖維整理劑的范疇。
隨著滌綸長(zhǎng)絲工藝技術(shù)的發(fā)展，其整理劑也相應(yīng)地有所發(fā)展，但僅限于少數(shù)的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。由于予取向絲(Pre-oriented yarn簡(jiǎn)稱poy)在高速牽伸過(guò)程中有卷繞成型;在加彈過(guò)程中有耐熱、白粉、起毛現(xiàn)象;而在摩擦假捻時(shí)有平滑、集束、抗靜電等問(wèn)題。要克服這些問(wèn)題，就必須在生產(chǎn)過(guò)程中使用一定數(shù)量的卷繞油劑，我們稱之為poy油劑。該油劑涉及面廣，其難度很大，這就是poy油劑發(fā)展緩慢的原因所在。
我們從日本特許公報(bào)1981年165071等文獻(xiàn)及引進(jìn)的這類油劑來(lái)看，有聚醚類型、聚酯與聚醚復(fù)配型、嵌段和無(wú)規(guī)聚醚混合型等。但后者要封閉端基，工藝繁雜。而這些油劑雖然能適應(yīng)于高速紡予取向絲的加工整理及摩擦假捻加工工藝，但在實(shí)際應(yīng)用上都存在許多弊端。
我們認(rèn)為研究滌綸高速紡予取向絲整理劑，要面對(duì)工藝流程短，加工速度快及加工溫度高的現(xiàn)實(shí)，除應(yīng)具備普通長(zhǎng)絲油劑的平滑性、耐熱性、抗靜電性和油劑均勻穩(wěn)定性之外，尚須考慮滲透性、集束性與抗結(jié)焦性、油膜強(qiáng)度、油劑各組分之間的相溶性、穩(wěn)定性、油劑的低泡性、消泡快等因素。因?yàn)楦咚偌徥侵冈?000米/分-3500米/分運(yùn)行，要求實(shí)現(xiàn)對(duì)每根纖維表面均勻地上油，這就要求整理劑滲透性能好、潤(rùn)濕速度快，且表面張力要盡可能地小。在高速加彈變形中，纖維還要通過(guò)加熱器進(jìn)入假捻摩擦盤(pán)，纖維上的油劑在離心力的作用下，會(huì)飛濺到加熱器上，從而形成焦?fàn)钗?，?huì)使纖維起毛、斷頭，還會(huì)影響環(huán)境，另外要求油劑有一定的油膜強(qiáng)度，使之白粉產(chǎn)生減少，又要求油劑的顆粒要小，最好相溶性達(dá)到增溶的程度，且均勻穩(wěn)定性要好，而濃度與粘度的關(guān)系曲線不要出現(xiàn)突變點(diǎn)為優(yōu)。上述的因素已構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，必須抓住重點(diǎn)，統(tǒng)籌兼顧，才能克服現(xiàn)在使用油劑的缺欠。
我們的目的是研制一種新型的可設(shè)計(jì)型的具有耐熱、平滑、集束、滲透、潤(rùn)濕和抗結(jié)焦的滌綸予取向絲整理劑。
本發(fā)明的技術(shù)特征是由可設(shè)計(jì)型多支的無(wú)規(guī)聚醚和可設(shè)計(jì)型高分子的無(wú)規(guī)聚醚占90%和抗靜電劑占2-4%及余者為水所組成。而該多支的無(wú)規(guī)聚醚是以多支異構(gòu)醇和多元醇、聚乙二醇和聚丙二醇等為起始基的環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷共聚物。其通式如下
其中R1;R2;R3為H、CH3、C2H5……C17H35催化劑KOH、NaOH
其中m＝3-5n＝0-1ma+nc＝Xmb+nd＝Y(jié)催化劑KOH、NaOH(a、b、c、d為不規(guī)則的變數(shù))
其中a+b＝X+1c＝Y(jié)催化劑KOH、NaOH抗靜電劑為單烷基聚氧乙醚磷酸酯鹽，其通式如下RO(EO)nH+H4P2O7→RO(EO)n-
其中n＝3-10R＝C5-C13M＝K NH4上面所述的可設(shè)計(jì)型的多支無(wú)規(guī)聚醚和高分子多支無(wú)規(guī)聚醚是將市售的環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷按眾所周知的方法除去其中之水份和醛酮、重金屬等雜質(zhì)。其一是為了使產(chǎn)品的色澤良好，其二是為了控制付產(chǎn)物在一定的范圍內(nèi)，然后將已精制到的原料按照所需的設(shè)計(jì)投入聚合反應(yīng)釜，這個(gè)反應(yīng)釜，必須帶有外夾套噴淋降溫，內(nèi)有環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的加入管，攪拌，并裝有溫度計(jì)、放空節(jié)門(mén)、真空裝置系統(tǒng)，真空度達(dá)740mm/Hg以上，反應(yīng)中有氮?dú)獗Ｗo(hù)，反應(yīng)溫度控制在100-200℃之間，反應(yīng)時(shí)間應(yīng)控制在3-4小時(shí)為宜。聚合完畢后隨即降溫出料，即可得到所需的產(chǎn)品。
實(shí)施例如下例1)起始基 分子量 EO/PO(mol) 配比(%)R11200 70/30 25R21000 50/50 5R312000 45/55 15R4800 45/55 45抗靜電劑 2-3水 余量其中R1＝C3-C10異構(gòu)醇R2＝C2-C4醇R3＝多元醇(丙三醇、山梨醇、季戊四醇……)R4＝C11-C17異構(gòu)醇例2)起始基 分子量 EO/PO(mol) 配比(%)R11100 55/45 34R38000 65/35 6R41500 40/60 50抗靜電劑 1-2水 余量例3)起始基 分子量 EO/PO(mol) 配比(%)R1800 70/30 25R21800 40/60 5R315000 45/55 10R41600 30/70 50抗靜電劑 3水 余量例4)起始基 分子量 EO/PO(mol) 配比(%)R11500 55/45 35R2600 45/55 10R320000 40/60 17R4700 40/60 28抗靜電劑 2-4水 余量本發(fā)明整理劑由于研制出多支無(wú)規(guī)聚醚，所以其滲透性和潤(rùn)濕整性能優(yōu)異，能極其迅速地使整理劑均勻潤(rùn)濕絲束中每根纖維表面，該理劑在0.2%濃度下，用自由沉降法測(cè)得其潤(rùn)濕速度在50秒以內(nèi)，而其他熟知的整理劑均在1-3分鐘之間。
本發(fā)明研制出的多元醇高分子無(wú)規(guī)聚醚，分子量聚合準(zhǔn)確度高，其粘度大，集束性強(qiáng)，降低了絲的斷頭率，提高了絲的強(qiáng)度，把它配伍到復(fù)配油劑中，可使粘度-濃度關(guān)系曲線沒(méi)有突變點(diǎn)出現(xiàn)，而且該曲線隨濃度下降，粘度繼續(xù)呈現(xiàn)平滑下降趨勢(shì)，突破國(guó)外油劑不敢加入集束劑，或加入集束劑后粘度-濃度變化曲線有突變點(diǎn)，而造成解舒張力大，纏羅拉和發(fā)煙、結(jié)焦等不良現(xiàn)象。
本發(fā)明以調(diào)整EO/PO比例和分子量的不同，達(dá)到相近的HLB值，使其相互增溶性好。一般熟知的整理劑在應(yīng)用時(shí)油槽濃度控制在15-16%條件下，纖維上油量為0.25-0.34%。而本發(fā)明整理劑在應(yīng)用時(shí)油槽濃度在8%條件下，纖維上油率在0.3%以上，這就提高了整理劑有效應(yīng)用率，降低了油耗，保證每根纖維都能均勻地附著所要求的上油量，使在操作加工中絲的斷頭率下降，在染色中提高了染色率，此外由于各組份之間相溶性很好，從而使表面張力下降，其粘度最高值≤100厘泊。在220℃的加工過(guò)程中，加熱器上不會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象，這就保證了加工操作順利，從而提高了生產(chǎn)效率。另外整理劑穩(wěn)定性好，在高溫?zé)岱纸庵袥](méi)有煙霧，僅分解為二氧化碳和水，改善了生產(chǎn)車間環(huán)境，由于整理劑油膜強(qiáng)度高，減少了白粉產(chǎn)生量，而它的抗靜電性也是十分理想的，它的毒性極微，其化學(xué)耗氧量(COD)比無(wú)毒可食性表面活性劑低一倍，而生物耗氧量(BOD)僅是可食性表面活性劑(如蔗糖酯)的1/100。本發(fā)明原料易于獲得，生產(chǎn)成本是進(jìn)口價(jià)格的一半。
上述的特征是由于我們研制了新的整理劑品種，開(kāi)拓了簡(jiǎn)單可行的新工藝才獲得在高速牽伸(3000-3500米/分)及摩擦假捻(500-600米/分)加工工藝上比以往的整理劑有著更卓越的成效，我們認(rèn)為本發(fā)明是一種理想的滌綸高速紡予取向絲整理劑。
補(bǔ)正 86104188文件名稱 頁(yè) 行 補(bǔ)正前 補(bǔ)正后說(shuō)明書(shū) 3 16 M＝K，NH4此類酸性酯可用KOHNH4水、有機(jī)胺類中和
權(quán)利要求
1.一種具有平滑抗靜電和潤(rùn)濕而耐熱的滌綸高速紡予取向絲整理劑，本發(fā)明的特征是由可設(shè)計(jì)型多支無(wú)規(guī)聚醚和可設(shè)計(jì)型高分子的多支無(wú)規(guī)聚醚占90%和抗靜電劑占2-4%及余者為水所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所稱的可設(shè)計(jì)型多支無(wú)規(guī)聚醚是根據(jù)需要而設(shè)計(jì)EO與PO的比例及支鏈的多少與長(zhǎng)度，在催化劑的作用下即可制成多支無(wú)規(guī)聚醚。EO/PO為30/70-75/25，而支鏈可以是氫、甲基、乙基、丙基、丁基，直至高碳烷基。起始基如異丁醇、異戊醇、異壬醇……異十一醇、異十二醇、異十三醇、直至異十七醇，以異戊醇以上為好。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所稱的可設(shè)計(jì)型高分子無(wú)規(guī)聚醚是根據(jù)需要而設(shè)計(jì)EO與PO比例及選取多元醇，在催化劑的作用下即可制成，EO/PO為40/60-65/35，而多元醇是多羥基醇，如丙三醇、季戊四醇、山梨醇等。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2和3所稱的催化劑是氫氧化鉀或氫氧化鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所稱的可設(shè)計(jì)型多支無(wú)規(guī)聚醚和可設(shè)計(jì)型高分子無(wú)規(guī)聚醚，其特征是必須對(duì)所用原料進(jìn)行精制，再加入反應(yīng)器，而該反應(yīng)器必須帶有外夾套噴淋降溫、內(nèi)有環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的加入管，并裝有攪拌、溫度計(jì)、放空節(jié)門(mén)及真空裝置系統(tǒng)。聚合反應(yīng)時(shí)，抽真空至740-750mm/Hg，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，溫度應(yīng)控制在100-200℃，反應(yīng)時(shí)間應(yīng)控制在3-4小時(shí)為宜。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所稱的抗靜電劑，其特征是多支醇聚氧乙烯醚與焦磷酸直接反應(yīng)而得的單烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鹽，其烷基為C5-C13;n為3-10，M為K、NH4。
7.根據(jù)要求5所稱的焦磷酸，可以是焦磷酸，亦可以是五氧化二磷。
專利摘要
本發(fā)明是由可設(shè)計(jì)型的多支無(wú)規(guī)聚醚和可設(shè)計(jì)型的高分子無(wú)規(guī)聚醚與抗靜電劑及水所組成。制造成本低、不產(chǎn)生煙霧可以避免環(huán)境污染。在滌綸予取向絲高速紡中，可在8％油濃下纖維上油率高達(dá)0.3％以上。有優(yōu)異的滲透、潤(rùn)濕、平滑、集束、抗靜電、耐熱、抗結(jié)焦性，滿足紡紗生活，降低白粉，避免結(jié)焦，減少斷頭率，提高了染色率，是一種理想的滌綸高速紡予取向絲整理劑。
文檔編號(hào)D06M15/53GK86104188SQ86104188
公開(kāi)日1987年9月23日 申請(qǐng)日期1986年6月26日
發(fā)明者鄭文均, 陳振東, 翁蕊, 姚蕾, 張?jiān)Ｓ? 楊躍華 申請(qǐng)人:天津市輕工業(yè)化學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan