一种涤纶短纤维亲水纺丝油剂

摘要

通过现有油剂生产的短纤维都是拒水的，无法适用于那些对纤维有亲水要求的领域。本发明提供了一种涤纶短纤维亲水纺丝油剂，其含有组份A：聚醚改性硅油，组份B：异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐，组份C：脂肪胺聚醚，各组份的重量百分比为A：70-80％，B：10-20％，C：5-10％，上述三种组份用水配制成乳液，乳液的有效浓度为0.3-2.5％，乳液的pH值调节到8.0-10.0。本发明不仅适用于短纤维纺丝的各个工序，而且生产出来的纤维具有良好的亲水性，可直接用于有亲水需求的无纺布织造领域。

说明书

技术领域

本发明涉及合成纤维加工领域，具体地说是一种涤纶短纤维加工用的亲水纺丝油剂。

背景技术

众所周知，用于常规涤纶短纤维纺丝油剂的技术已经非常成熟，大量的资料及专利文献都对此进行了详尽的报道。随着纤维生产的差异化及功能化发展，用于无纺布领域的短纤维产量越来越大，无纺布在后续加工过程(比如水刺、上浆等)中经常会有亲水要求，而在纺丝过程中赋予纤维良好的亲水性无疑是最经济最便捷的方式，这就对纺丝加工过程中使用的油剂提出了亲水要求。

现有技术中，短纤油剂一般都以直链烷基磷酸酯盐或直链烷基聚醚磷酸酯盐为主要成分，并配以一些高级脂肪酸酯、脂肪醇聚醚、烷基酚聚醚等作为平滑剂和集束剂，这些涤纶短纤油剂能适用于各种规格和各种工艺的纺丝要求。然而，通过现有油剂生产的短纤维都是拒水的，无法适用于那些对纤维有亲水要求的领域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种适用于短纤维生产过程中的亲水纺丝油剂，使生产出来的短纤维具有良好的亲水性，以便直接用于有亲水需求的无纺布织造领域。

为此，本发明采用的技术方案为：一种涤纶短纤维亲水纺丝油剂，其含有组份A：聚醚改性硅油，组份B：异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐，组份C：脂肪胺聚醚，各组份的重量百分比为A：70-80％，B：10-20％，C：5-10％。

所述的组份A聚醚改性硅油的通式如下：

其中，X为支链中带有聚氧烯基长链的单甲基硅氧烷重复单元数，取数为5-20；

Y为分子中二甲基硅氧烷重复单元数，取数为200-350；

n为聚氧乙烯基重复单元数，取数为15-25；

m为聚氧丙烯基重复单元数，取数为5-10。

所述的组份B异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐是单、双酯的混合物，其通式为：

其中R为异构脂肪醇，碳原子数为10-18；

n为聚氧乙烯基重复数，取数为3-5；

M为碱金属。

在现有技术中，短纤油剂组份中起到平滑作用的是直链脂肪醇磷酸酯或直链脂肪醇聚醚磷酸酯，依靠较长碳链的柔顺性赋予了纤维良好的平滑性，但是碳链在纤维上形成的拒水薄膜使纤维丧失了亲水性能。本发明中的聚醚改性硅油由于其异常柔顺的硅氧烷主链结构使得其具有良好的平滑性，能保证纤维在纺丝过程中不会因摩擦大而产生短头，缺少聚醚改性硅油组份将无法顺利生产；同时，通过聚醚对硅氧烷的接枝改性，聚醚链段在纤维表面形成亲水薄膜，为纤维提供了良好的亲水性能，同时还可以将纺丝过程中产生的静电荷导走，具有辅助的抗静电性能，它与组份B异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐配合使用，可以增加磷酸酯的抗静电性能，具有较好的增效作用，两者的协同增效关系见表1。表1中油剂配方仅考虑抗静电性能(为比较抗静电性能，暂不考虑其他纺丝性能)，油剂使用按常规纺丝工序进行。

纤维比电阻测试按照国标《合成短纤维比电阻比电阻试验方法》GB/T14342-93进行，纤维比电阻越小，说明油剂的抗静电性能越好。

表1组份A与组份B对抗静电性能的协同增效

 油剂成分  前纺用量  后纺用量纤维比电阻(Ω) 组份A  0.3％  2.0％ 2.1*10¹⁰ 组份B  0.3％  2.0％ 3.2*10⁸ 组份A/组份B＝1∶1  0.3％  2.0％ 3.8*10⁶

从表1中可以看出，组份A与组份B进行组合后，在同样用量的情况下，抗静电性能明显好于单个组份的抗静电性能。

磷酸酯类表面活性剂具有良好的抗静电性能，纺丝过程中能吸附在纤维表面，增加纤维的吸湿性，减少静电的积累。在现有 技术中，采用的磷酸酯抗静电剂都是直链脂肪醇类的，普通的直链结构虽然能赋予油剂良好的抗静电性能，但是无法为纤维提供亲水性能。本发明中的异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐采用支链化的长链结构，支链化的碳链具有较低的表面张力，可以提高油剂在纤维上的渗透性铺展性，有利于聚醚改性硅油在纤维表面的吸附和铺展。因此，支链脂肪醇聚醚磷酸酯盐不仅保证了油剂良好的抗静电性，还能够促使聚醚硅油对纤维亲水改性的良好发挥。也就是说，支链化的脂肪醇聚醚磷酸酯盐与聚醚硅油相互作用，发挥出来的亲水作用超过单个组份的亲水性能，详细对比情况见表2。

表2组份A与组份B对亲水性能的协同增效

 油剂成分  前纺用量  后纺用量 纤维沉降时间(S) 组份A  0.3％  2.0％  8 组份B  0.3％  2.0％  18 组份A/组份B＝1∶1  0.3％  2.0％  2

纤维沉降时间测试方法：在150ml烧杯中加入100ml去离子水，称取1g成品涤纶短纤维，用镊子夹取纤维垂直轻放入去离子水表面，同时用秒表计时，记录纤维沉降到杯底所用的时间，即沉降时间，其值越小，则纤维亲水性能能越好。平行测试10次，去除最大和最小值，然后取平均值即可。

从表2可以看出，组份A和组份B组合使用，在同样用量的情况下，组合配方对纤维亲水性能的改善明显好于单个组份的配方。

所述的组份C脂肪胺聚醚为十二胺聚氧乙烯(10)醚、十六胺聚氧乙烯(10)醚、十八胺聚氧乙烯(10)醚中的一种或二种以上混合物，脂肪胺聚醚可以对纤维提供良好的集束性和抱合性。

上述三种组份与水配制成乳液，乳液的有效浓度为0.3-2.5％，乳液的pH值调节到8.0-10.0。至于油剂的调配方法以及在调配过程中需要加入防腐剂等都是本领域普通技术人员熟知的，这里不再叙述。

与现有技术相比，利用本发明生产得到的涤纶短纤维具有良好的亲水性，而且能适用于常规涤纶短纤维纺丝的各种规格和各个工序，可纺性良好，能直接用于有亲水要求的无纺布领域，为纤维生产的差异化和功能化提供了有力的支持。

以下结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。

具体实施方式

实施例1

下面各组份的比例为重量百分比：

1.聚醚改性硅油(结构如下)        70份

其中X＝15，Y＝350，n＝20，m＝10。

2.异构醇聚醚磷酸酯(结构如下)    20份

其中，R为异构脂肪醇，碳数为10；n为3；M为钾元素。

3.十八胺聚氧乙烯(10)醚      10份

用纯水将上述三组份调配成0.3％(前纺)、2.0％(后纺)的乳化液，调节pH＝8-10。

实施例2

下面各组份的比例为重量百分比：

1.聚醚改性硅油(结构如下)    75份

其中X＝8，Y＝300，n＝15，m＝8。

2.异构醇聚醚磷酸酯(结构如下)16份

其中，R为异构脂肪醇，碳数为15；n为3；M为钾元素。

3.十六胺聚氧乙烯(10)醚      9份

用纯水将上述三组份调配成0.3％(前纺)、2.0％(后纺)的乳化液，调节pH＝8-10。

实施例3

下面各组份的比例为重量百分比：

1.聚醚改性硅油(结构如下)    80份

其中X＝5，Y＝200，n＝25，m＝5。

2.异构醇聚醚磷酸酯(结构如下)    13份

其中，R为异构脂肪醇，碳数为18；n为5；M为钠元素。

3.十二胺聚氧乙烯(10)醚          7份

用纯水将上述三组份调配成0.3％(前纺)、2.0％(后纺)的乳化液，调节pH＝8-10。