[发明专利]一种腈纶油剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种腈纶油剂及其制备方法与应用。所述腈纶油剂的组分包括有机胍盐，集束剂，平滑剂和水。将有机胍盐、集束剂和水按比例混合均匀后加入到平滑剂中搅拌均匀得到所述腈纶油剂。该腈纶油剂特别适合用于纺制羧基摩尔含量大于等于0.5％的腈纶。本发明提供的腈纶油剂不仅包含大多数优化油剂的优点，还可以增强纺程着色腈纶的固色性能，有效地解决了纺程着色腈纶色牢度低的问题，在提高纺程着色腈纶色牢度的同时，提供了腈纶的耐久抗菌性，进一步提高了腈纶的附加价值。

技术领域

本发明属于纺丝油剂领域，具体涉及一种腈纶油剂及其制备方法与应用。

背景技术

腈纶纤维吸湿性小，导电性差，摩擦系数大，所以在纺丝的过程中必须借助油剂作用，消除静电，调整摩擦系数，使腈纶纤维具有适当的抗电性、集束性和平滑性。因此，各国都在积极开发研究新型高效油剂。

国外很早就开始对腈纶油剂进行研究。腈纶油剂的主要组分是表面活性剂，因此，许多科研部门和生产厂家都在积极地不断完善表面活性剂本身，以及与非表面活性剂的合理复配，不断更新油剂合成技术，开拓新型高效油剂，以适应新工艺和特种产品的需要。腈纶油剂的主要生产国是美国和日本，并且一直处于研发的领先地位，开发的高效油剂有美国的264A、106，日本的MB-1等；此外，还成功开发了合成油剂的复配技术，如日本竹本公司研究出不仅抗静电性好，而且平滑性、集束性能也比较理想的复配油剂德利翁342、390等。如今各国将研究重点放在了碳纤维前体所用油剂上，以提高碳纤维的机械性能、热性能等优异性能，例如目前日本有氨基聚硅氧烷和二烷基磺基琥珀酸盐涂覆在丙烯酸聚合物长丝上的工艺；美国有羟基苯甲酸酯、环己烷二醇和脂肪和二异氰酸酯-脂肪醇加合物制得碳纤维前体丙烯酸纤维用油组合物等等。

而国内对于腈纶油剂的研发起步较晚，但是随着腈纶的不断发展，腈纶油剂的需求也日益增加，众多科研部门和生产厂家也开始将目光对准腈纶油剂的研究工作。在研究初期，研究者们以提升油剂的三要素(抗静电性、平滑性、柔软性)为目标，积极研究新型油剂，开发了一些性能比较好的油剂组分。例如上海助剂厂的TM和腈油1号；天津助剂厂的T-60；钟山化工厂的EL以及S-60等。但是油剂的质量受单体性质不稳定、品种少、成本高的影响，一直难以推广使用。此后的二十多年间，我国的研究者们一直致力于提升油剂的三要素。例如黑龙江大学化学系的聚合物阳离子型腈纶油剂；安庆石化总厂研究院的ASY-2型油剂；大庆石化研究院的YH-202型油剂等等。而近几年腈纶的使用量的骤增，对腈纶油剂的性能要求也更高，各研究单位以提升油剂的三要素为前提，积极探索具有更多良好性能的油剂。例如污染小、降解性好的环保型腈纶纺丝油剂等。

上述现有技术虽均对提高腈纶的部分性能进行了阐述，但尚未发现对提高腈纶色牢度的相关技术的阐述。而色牢度是腈纶性能及应用的一个重要指标。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种腈纶油剂及其制备方法与应用。本发明主要采用上油解决凝胶染色腈纶在后道加工过程中的湿摩擦色牢度和高温水洗色牢度问题。

本发明涉及到的化学原理为：在有色腈纶生产过程中在热定型前需对腈纶上油，本发明在油剂中引入有机胍盐，在上油过程中有机胍盐中的R1与腈纶中的羧基发生置换反应固定在纤维表面，上油之后腈纶在120～140℃下进行热定型，在此过程中有机胍盐分子中的端基-NH₂发生分子间缩合反应，将腈纶表面易脱落的染料包裹，起到固色作用；同时有机胍盐以化学键固定在纤维表面，在后续有色腈纶的加工、使用和洗涤过程中不脱落，实现持久固色、抗静电、抗菌。

本发明提供了一种腈纶油剂，该腈纶油剂以质量百分比计，各组分的含量如下：

其中，所述的有机胍盐的结构式为：

式中，n＝2～4，m＝12～18，R1为HCl或HNO₃；