[发明专利]一种油剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油剂及其制备方法。

背景技术

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[(1,1,2,2-四氟乙氧基)甲基]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。

发明内容

本发明的目的是提供一种油剂及其制备方法，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％。本发明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[(1,1,2,2-四氟乙氧基)甲基]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。

一种油剂，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。

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氢键，提高浊点，有利于油剂使用高浓度的提高，节约能量。环氧乙烷(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。EO/PO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PO。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，[(1,1,2,2-四氟乙氧基)甲基]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℃。

如上所述的一种油剂，所述含氟聚醚的表面张力25～40dyn/cm。