一种嵌段共聚物、化纤油剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种嵌段共聚物、化纤油剂及其制备方法和应用。该嵌段共聚物为对苯二甲酸乙二酯‑环氧丁烷‑缩水甘油嵌段共聚物，具有式(I)所示的结构：

A block copolymer, chemical fiber oil agent and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种嵌段共聚物、化纤油剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及聚合物领域，具体涉及一种嵌段共聚物、化纤油剂及其制备方法和应用。
技术介绍
化纤(化学纤维)如涤纶、腈纶和锦纶等在用单体合成聚合物后的纺丝过程中，为了消除因摩擦产生的静电，降低摩擦系数，赋予纤维平滑性与柔软性，从而使其具有良好的可纺织性和可加工性，使纤维顺利通过纺丝、牵伸、卷绕、加捻、络筒、织造等工序，必须加入适当的化纤油剂。化纤油剂一般由平滑剂、乳化剂、抗静电剂、添加剂等多种组分复配而成。目前平滑剂、乳化剂等的品种越来越多，可供化纤油剂选择的原料也越来越丰富，这样衍生出来的化纤油剂组合不计其数，但是也正是由于化纤油剂原料的丰富性，导致油剂在复配过程中，难免出现质量良莠不齐，效果不理想或者储存稳定性不佳等问题，这样可能会导致即使选择了一种或者多种质量好的原料，但由于其配比性不佳、或者分散工艺不好而得不到理想的化纤油剂。此外，化纤织造后往往都有去油的工序，这是为了更好地进行后续的染色印花或者整理，但有时由于去油不完全会导致织物表面出现油斑或者色疵而造成返工甚至报废，这样无形中就增加了成本和潜在的经济损失。现有技术中化纤制造后的去油工序通常需要在一定温度下进行，且需要额外添加去油剂来进行清洗，成本较高，处理不便。目前本领域更关注如何通过复配来提高化纤油剂的功能性以满足当前高速或者超高速织机的要求，然而在提升化纤油剂功能性的同时往往忽略了化纤油剂是否容易被清除的问题。如中国专利文献CN103603200A公开了一种化纤油剂，由石蜡油、乙醇、棕榈酸酯聚氧乙烯醚、脂肪酸酯聚氧乙烯醚以及烷基胺聚氧乙烯醚组成，使用这种化纤油剂完成织造后，需要额外添加去油剂来进行除油，特别是由于石蜡油的加入，使得化纤油剂不易去除，增加去油成本，为化纤的染色印花或整理造成不便。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的第一个技术问题在于克服现有技术中的化纤油剂需要复配容易造成质量不稳定的缺陷；本专利技术要解决的第二个技术问题在于克服化纤加工与生产的后续去油工序中需要额外添加去油剂增加去油成本、去油不完全容易导致出现油斑和色疵的缺陷。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种嵌段共聚物、化纤油剂及其制备方法和应用。一种嵌段共聚物，所述嵌段共聚物为对苯二甲酸乙二酯-环氧丁烷-缩水甘油嵌段共聚物。进一步地，所述的嵌段共聚物具有式(I)所示的结构：其中，m＝3-5，n＝5-40，z＝15-50。进一步地，m＝5，n＝20-40，z＝30-50。进一步地，所述嵌段共聚物的分子量为1000-10000。一种化纤油剂，包括上述的嵌段共聚物。一种化纤油剂的制备方法，包括：对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应，得到聚对苯二甲酸乙二酯；所述聚对苯二甲酸乙二酯与环氧丁烷开环聚合，得到对苯二甲酸乙二酯-环氧丁烷嵌段共聚物；所述对苯二甲酸乙二酯-环氧丁烷嵌段共聚物与缩水甘油开环聚合，得到所述化纤油剂。进一步地，按摩尔份数计，对苯二甲酸：乙二醇：环氧丁烷：缩水甘油＝(3-5)：(3.3-7.5)：(5-40)：(15-50)。进一步地，按摩尔份数计，对苯二甲酸：乙二醇：环氧丁烷：缩水甘油＝5：(5.5-7.5)：(20-40)：(30-50)。进一步地，在所述酯化反应中，反应温度为170-190℃，反应压力低于0.4MPa。进一步地，在所述酯化反应中，反应至出水量不低于理论值的95％时，泄压至常压，降温至90-100℃。进一步地，所述酯化反应在催化剂A的作用下进行，所述催化剂A为三氧化二锑、氯化亚锡、醋酸锑、乙二醇锑、钛酸四丁酯、钛酸异丙酯中的至少一种。进一步地，按重量计，所述催化剂A的用量为聚对苯二甲酸乙二酯理论产量的0.1-1‰，优选为0.5‰。进一步地，聚对苯二甲酸乙二酯和环氧丁烷在125-135℃的温度下反应至压力恒定，熟化不低于1小时，得到所述对苯二甲酸乙二酯-环氧丁烷嵌段共聚物。进一步地，在制备对苯二甲酸乙二酯-环氧丁烷嵌段共聚物的步骤中，向聚对苯二甲酸乙二酯中加入催化剂B，真空脱水0.5-1.0小时，通入氮气后加入环氧丁烷。进一步地，熟化后将温度降至90-100℃。进一步地，所述催化剂B为甲醇钾、甲醇钠、KOH、NaOH中的至少一种。进一步地，按重量计，所述催化剂B的用量为对苯二甲酸乙二酯-环氧丁烷嵌段共聚物理论产量的0.2-1.0‰，优选为0.5‰。进一步地，在100-120℃的温度下向对苯二甲酸乙二酯-环氧丁烷嵌段共聚物中滴加缩水甘油，滴加时间3-10小时，保温至少2小时，降温至温度不高于60℃，中和，得到所述化纤油剂。进一步地，在制备所述对苯二甲酸乙二酯-环氧丁烷-缩水甘油嵌段共聚物的步骤中，向苯二甲酸乙二酯-环氧丁烷嵌段共聚物中加入催化剂C，通入氮气后滴加缩水甘油。进一步地，中和时间不低于0.5小时。进一步地，采用冰醋酸中和，按重量计，所述冰醋酸的用量为对苯二甲酸乙二酯-环氧丁烷-缩水甘油嵌段共聚物理论产量的0.75-3.21‰。进一步地，所述催化剂C为甲醇钾、甲醇钠、KOH、NaOH中的至少一种。进一步地，按重量计，所述催化剂C的用量为对苯二甲酸乙二酯-环氧丁烷-缩水甘油嵌段共聚物理论产量的0.5-2.0‰，优选为1.0‰。上述的化纤油剂或者上述制备方法制备得到的化纤油剂在涤纶织造中的应用。本专利技术提供的技术方案，具有以下优点：1.本专利技术提供的嵌段共聚物，由聚对苯二甲酸乙二酯、聚环氧丁烷、聚缩水甘油三个嵌段组成，其中，聚对苯二甲酸乙二酯与化纤具有高亲和力，使得嵌段共聚物具有较好的集束性；聚环氧丁烷嵌段亲油性好，使嵌段共聚物具有优良的润滑、平滑作用；聚缩水甘油嵌段亲水性好，能够使嵌段共聚物具有抗静电作用，并且与水的亲和力好，在冷水中也容易清除，由于该嵌段聚合物平滑、润滑性好，抗静电性强，与化纤的亲和力高，可以直接用作化纤油剂，无需与其他原料复配，质量稳定、贮存性佳，可以省去繁琐的原料筛选、复配环节，从而得到一种稳定、有效的化纤油剂。2.本专利技术提供的化纤油剂的制备方法，通过酯化反应和两步开环聚合反应，制备得到的化纤油剂具有聚对苯二甲酸乙二酯、聚环氧丁烷、聚缩水甘油三个嵌段，润滑性好，抗静电性强，与化纤的亲和力高，无需与其他原料复配，节省了化纤油剂的复配步骤，制备得到的产物能够直接作为化纤油剂使用。3.本专利技术提供的化纤油剂的制备方法，通过控制苯二甲酸：乙二醇：环氧丁烷：缩水甘油的摩尔比为(3-5)：(3.3-7.5)：(5-40)：(15-50)，制备得到的化纤油剂与水的亲和力好，遇水易分散、极易清除，用作化纤油剂时在去油工序中无需额外添加去油剂，直接用冷水清洗即可，可以为化纤织物后道工序节省成本，同时降低了因去油不完全出现油斑和色疵而造成经济损失的风险。4.本专利技术提供的化纤油剂的制备方法，通过控制苯二甲酸：乙二醇：环氧丁烷：缩水甘油的摩尔比为5：(5.5-7.5)：(20-40)：(30-50)，制备得到的化纤油剂具有优异的润滑作用，将其用于涤纶织造过程能够降低涤纶纱线间的摩擦力，以及涤纶纱线与金属间的摩擦力。5.本专利技术提供的化纤油剂，可以用于化纤加工与生产的全过程，能够在化纤加工与生产中调整纤维与纤维之间、纤维与金属之间的摩擦性，降低摩擦系数，减少因摩擦产生的静电，使纤维具有良好的集束性、平滑性及分纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌段共聚物，其特征在于，所述嵌段共聚物为对苯二甲酸乙二酯‑环氧丁烷‑缩水甘油嵌段共聚物。

【技术特征摘要】
1.一种嵌段共聚物，其特征在于，所述嵌段共聚物为对苯二甲酸乙二酯-环氧丁烷-缩水甘油嵌段共聚物。2.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其特征在于，具有式(I)所示的结构：其中，m＝3-5，n＝5-40，z＝15-50。3.根据权利要求2所述的嵌段共聚物，其特征在于，m＝5，n＝20-40，z＝30-50。4.根据权利要求1-3任一所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述嵌段共聚物的分子量为1000-10000。5.一种化纤油剂，其特征在于，包括权利要求1-4任一所述的嵌段共聚物。6.一种化纤油剂的制备方法，其特征在于，包括：对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应，得到聚对苯二甲酸乙二酯；所述聚对苯二甲酸乙二酯与环氧丁烷开环聚合，得到对苯二甲酸乙二酯-环氧丁烷嵌段共聚物；所述对苯二甲酸乙二酯-环氧丁烷嵌段共聚物与缩水甘油开环聚合，得到所述化纤油剂。7.根据权利要求6所述的化纤油剂的制备方法，按摩尔份数计，对苯二甲酸：乙二醇：环氧丁烷：缩水甘油＝(3-5)：(3.3-7.5)：(5-40)：(15-50)。8.根据权利要求6或7所述的化纤油剂的制备方法，按摩尔份数计，对苯二甲酸：乙二醇：环氧丁烷：缩水甘油＝5：(5.5-7.5)：(20-40)：(30-50)。9.根据权利要求6-8任一所述的化纤油剂的制备方法，在所述酯化反应中，反应温度为170-190℃，反应压力低于0.4M...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹用飞，何新耀，李玉博，
申请(专利权)人：佳化化学科技发展上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31