一种油剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种油剂及其制备方法，该油剂至少包括含氟聚醚，含氟聚醚的质量≥油剂的质量的45％；含氟聚醚为环氧乙烷、[(1,1,2,2-四氟乙氧基)甲基]环氧乙烷和环氧丙烷的无规共聚物，其结构式为：本发明专利技术的制备方法：将起始剂和强碱共混，然后升温至105～125℃，再加入混合均匀的环氧乙烷、[(1,1,2,2-四氟乙氧基)甲基]环氧乙烷和环氧丙烷，在保护气氛下聚合反应，即得到含氟聚醚；接着，将含氟聚醚、磷酸酯钾盐和烷基磺酸钠常温混合均匀，然后再将混合物加入到矿物油中，即得到油剂。本发明专利技术增加了体系内的氢键，氢键的增加有利于浊点的提高，在增加油剂的使用浓度的同时仍能保持油剂的品质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
聚酯纤维具有许多优良的纺织性能和服用性能，被人们广泛应用。在聚酯纤维的 生产过程中，需要油剂来对纤维进行一定程度的保护，使其在生产加工过程中出现不要的 性能损伤。 常规使用的聚酯纤维用油剂的使用浓度为10% -15%，其余部分为水，水在经热 盘加热时大多蒸发掉，水的蒸发会带走大量的热，增加了纤维的运行时间，同时增加能耗和 污染环境。使用浓度偏低一个重要因素是在考虑了油剂体系在使用过程中的浊点的问题， 在一定范围内，浓度越高，浊点出现的温度越低，浊点出现后使得上油的匀均性变差，大大 的影响油剂的效果。 浊点是非离子表面活性剂非常重要的物理参数，聚氧乙烯醚上的醚键可以和水分 子形成氢键，使表面活性剂具有亲水性，但当溶液受后热氢键结合力减弱直至消失。在某一 温度之上，非离子表面活性剂不再与水结合，胶束聚集数增加，溶液中出现浑浊，并分离为 富集胶束及贫胶束的两个液相，这一温度即为浊点。非离子型表面活性剂的浊点与氧乙烯 基的质量分数、相对分子质量、引发剂等因素有关。纺丝油剂主要成分是环氧乙烷（EO)/环 氧丙烷（PO)共聚醚，同时聚醚作为一类重要的高分子表面活性剂。性能良好的油剂随着浓 度和温度的改变，乳化液的粘度应变化平稳，粘度的大小直接影响到油剂的平滑性、匀附性 和可纺性。 为了提高纺丝油剂的使用效率，以及油剂随着浓度和温度变化的稳定性，在聚醚 主要成分环氧乙烷（EO)/环氧丙烷（PO)共聚醚的基础上引入环氧乙烷，由于氟元素的存在，与水分子之间形成的氢链数目多将增加，能进一步提高 聚醚水溶液的浊点。 专利CN103469568A中引入了全氟烷基丙烯酸酯，其目的是为了适当减少油剂的 表面张力，形成均匀的连续油膜，满足含氟聚酯生产的需求，但并不能改变油剂中聚醚的浊 点而带来的油剂特性的变化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，油剂由矿物油、含氟聚醚、磷酸酯钾 盐和烷基磺酸钠组成，所述油剂的使用浓度为10~50wt %。本专利技术中使用的含氟聚醚中环 氧乙烷基单体的成分适中，同时引入了 环氧乙烷，增加了 体系内的氢键，氢键的增加有利于浊点的提高，因些在在增加油剂的使用浓度的同时仍能 保持油剂的品质。油剂使用浓度的增加可以大大减少油剂干燥过程中能量的消耗，节约能 量。 -种油剂，至少包括含氟聚醚，含氟聚醚的质量多所述油剂的质量的45% ;所述含 氟聚醚为环氧乙烷、环氧乙烷和环氧丙烷的无规共聚物， 其结构式为：[00091其中，m = 10 ~20, η = 20 ~30, k = 1 ~3。 所述含氟聚醚不仅能够提供良好的平滑、乳化和润湿功能，还能够为油剂体系提 供大量的氛键，提尚池点，有利于油剂使用尚浓度的提尚，节约能量。环氧乙烧（EO)/环氧 丙烷（PO)比例是聚醚最重要的指标之一，对聚醚性能的影响也很大。聚醚分子链由多个EO 和PO链节排列而成，与EO相比，PO链节上有一个侧基，空间位阻较大。Ε0/Ρ0比增大，即 PO链节减少，侧甲基数量下降，分子间空间位阻减少，与水分子之间形成的氢链数目多，所 以浊点也升高。同时聚醚分子链中支链结构的存在会降低表面张力，提高润湿速度，随EO/ PO增大，含支链甲基的PO链节减少，因而表面张力升高，润湿速度减慢，因此聚醚大分子链 中必须含有一定量的P0。但聚醚与水分子所形成的氢键主要依靠醚中的氧原子，所以浊点 升高有限，环氧乙烷的引入，由于氟元素的存在，与水分子 之间形成的氢键数目多将增加，能进一步提高聚醚水溶液的浊点；同时氟元素都处于支链 位置，将进一步降低聚醚的表面张力。在油剂形成油膜时，氟元素会在表面富集，由于氟元 素的特性，使油剂的平滑性得到进一步提高。 如上所述的一种油剂，所述含氟聚醚的相对分子量为1000~4000 ;所述含氟聚醚 的浊点为50~100°C。 如上所述的一种油剂，所述含氟聚醚的表面张力25~40dyn/cm。 如上所述的一种油剂，所述油剂中还包括矿物油、磷酸酯钾盐和烷基磺酸钠；矿物 油有着良好的耐热性，与其它组分有不错的相容性，其具有上油均匀，油膜强度高的特点， 还能有效的减少纤维与金属的摩擦系数，增加纤维的抱合力，有利于集束。采用阴离子型抗 静电剂，能够实现表面亲水化，磷酸酯钾盐的耐热性比较好，良好的抗静电性，能够增强纤 维的抗静电效果，有利于纤维的集束。烷基磺酸钠的加入能够提高油剂的渗透能力，使得油 剂可以在较短的时间内均匀的附着在丝束上，能有效的减少毛丝、断头的出现。 按重量份计：矿物油为25~35份；含氟聚醚为50~70份；磷酸酯钾盐为8~15 份；烷基磺酸钠为2~7份； 所述的矿物油为9#~17#的矿物油中的一种；所述的磷酸酯钾盐为十二烷基磷酸 酯钾盐、异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐和十二十四醇磷酸酯钾盐中的一种；所述的烷 基磺酸钠为十二烷基磺酸钠、十五烷基磺酸钠和十六烷基磺酸钠中的一种。 本专利技术还提供一种油剂的制备方法，步骤为：将起始剂和强碱共混，然后升温至 105~125°C，再加入混合均匀的环氧乙烷、环氧乙烷和环 氧丙烷，在保护气氛下进行聚合反应，反应压力小于〇. 4MPa，达到预定分子量后即得到含氟 聚醚； 接着，将含氟聚醚、磷酸酯钾盐和烷基磺酸钠常温混合均匀，然后再将混合物加入 到矿物油中，温度控制为40-55Γ，搅拌1~3h，即得到所述油剂； 按重量份计： 矿物油 25~35份； 含氟聚醚 50~70份； 磷酸酯钾盐 8~15份； 烷基磺酸钠 2~7汾。 如上所述的一种油剂的制备方法，所述起始剂为丁醇，所述丁醇的量为环氧乙烷、 环氧乙烷和环氧丙烷总质量的1-5%。；所述强碱为氢氧化 钾或氢氧化钠；所述强碱的量为环氧乙烷、环氧乙烷和环 氧丙烷总质量的1-5%。。 如上所述的一种油剂的制备方法，所述环氧乙烷、 环氧乙烷和环氧丙烷的用量按摩尔比为10~20:1~3:20~30。 如上所述的一种油剂的制备方法，所述保护气氛为氮气气氛或惰性气体气氛；所 述预定分子量是指产物的相对分子量为1000~4000。 如上所述的一种油剂的制备方法，所述达到预定分子量后的产物还进行中和、吸 附、真空脱水、干燥和过滤。 如上所述的一种油剂的制备方法，所述油剂在使用时，用水配置成油剂浓度为 10~50wt%的乳化液。 有益效果： 1.含氟聚醚中环氧乙烷基单体的成分适中，同时引入了 环氧乙烷，增加了体系内的氢键，氢键的增加有利于浊点的提高，因些在在增加油剂 的使用浓度的同时仍能保持油剂的品质。 2.在纺丝油剂形成油膜时，氟元素会在表面富集，由于氟元素的特性，使油剂的平 滑性得到进一步提高，减少了纤维在运行过程中的损伤。同时氟元素都处于支链位置，将进 一步降低聚醚的表面张力。 3.油剂使用浓度的增加可以大大减少油剂干燥过程中能量的消耗，节约能量。 4.提高了纺丝油剂的使用效率，以及油剂随着浓度和温度变化的稳定性。【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本发 明而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术 人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限 定的范围。 -种油剂，至少包括含氟聚醚，含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油剂，其特征是：至少包括含氟聚醚，含氟聚醚的质量≥所述油剂的质量的45％；所述含氟聚醚为环氧乙烷、[(1,1,2,2‑四氟乙氧基)甲基]环氧乙烷和环氧丙烷的无规共聚物，其结构式为：其中，m＝10～20，n＝20～30，k＝1～3。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柳敦雷，韦开顺，王永锋，陆佳颖，
申请(专利权)人：江苏恒科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32