我国化纤油剂的生产现状与发展趋势(下)

(接上期)

2.2主要成分及特点

2.2.1一般要求

化纤油剂中平滑剂能够调整纤维与纤维、纤维与金属间的摩擦系数，使纤维具有良好的平滑性、集束性及分纤性。它可以减少毛丝和断头，提高产品质量等级。常用平滑剂有矿物油、合成脂肪酸酯、聚醚等3类。涤纶FDY油剂所用平滑剂一是选用白矿油和脂肪酸酯为平滑剂主体(以日本竹本公司为代表)，用量占总组分的70％；二是选用功能性聚醚为主体(以欧洲国家为代表)，用量在80％左右。重要的商品有AncoVel FP、Atlasg 1045、Ricinox-20、Sor omin SG等。

目前国外平滑柔软剂开发的新品种有脂肪酸聚氧乙烯酯、聚乙二醇月桂酸酯、氢化蓖麻油聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪胺、聚乙二醇山梨醇油酸酯、聚氧乙烯蓖麻油、烷基聚氧乙烯醚硫酸酯盐、硬脂酸聚氧乙烯酯、聚乙二醇硬脂酸酯和山梨糖醇硬脂酸酯等。其中脂肪酸聚氧乙烯酯或脂肪酸酯是具有双功能的油剂组分，既有抗静电的功能，又有提高纤维静摩擦系数的性能，使纤维具有好的集束性。而双酯又能有效地降低纤维之间的动摩擦系数，使纤维有好的平滑性。

天津工业大学采用专用催化剂和后处理技术合成单酯、双酯、多元醇酯等20多种高温酯类和低温酯类平滑剂，如油酸月桂醇酯、三羟基丙烷异辛醇酯、月桂酸PEG酯等，广泛应用于涤纶FDY、工业丝、远红外丙纶等长丝油剂中。浙江传化股份有限公司自主研发并获得国家发明授权专利的“有机硅织物平滑剂”，采用超高分子量羟基封端聚二甲基硅氧烷一羟基硅油、二甲基硅油、异构脂肪醇聚氧乙烯醚、SCA-103或SCA-403改性阳离子交联型羟基硅油乳液，制备了更具有蓬松、滑弹、储存稳定性好的有机硅织物平滑剂，性价比高且不含任何欧盟禁用的APEO物质，也用在涤纶抗飞溅成品油剂中，效果很好。

抗静电剂主要用来增加平滑、减少摩擦，防止化纤在高速拉伸过程中产生毛丝、断头等问题。长期以来，化纤油剂中抗静电剂通常是以月桂醇为代表的直链醇磷酸酯(盐)作为主要成分，抗静电性不充分。20世纪90年代以来德国Bayer(拜耳)公司和日本三洋化成公司，用含有C20以上有支链的异构烃基的磷酸单双酯(盐)作为抗静电成分，收到了良好的结果。以异构C20～C36支链烃基醇的氧化烷撑的加成物为原料，合成磷酸酯(盐)抗静电效果明显，广泛用于PET、PP、PA、PAN等化纤长丝的生产。从化学组成看，用作抗静电剂的有烷基磷酸酯三乙醇胺、聚氧乙烯蓖麻油、烷基磷酸酯钾盐、三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐等。一般说来，阳离子型表面活性剂抗静电最好，但腐蚀性大，价格贵；两性型表面活性剂抗静电性好，耐热性也好，但来源少，价格贵；阴离子型表面活性剂抗静电剂抗静电性尚可，价格便宜，来源广泛，较适宜于纺丝油剂中。另外，抗静电剂还要考虑易洗、化学稳定性好、与其它油剂成分相容性好、无毒、无害等因素。

乳化剂的作用在于将油剂中的各单体表面活性剂通过物理化学过程达到平衡，使油剂使用时能成为均匀、透明、稳定的乳状液。高速纺、超高速纺油剂用聚醚，能在3500～6200m／min的速度下快速、均匀地使油剂铺展在纤维表面，且要求在200℃以上高温下油剂挥发小，结焦少；一些功能性纤维如高速纺远红外纤维还要求油剂具有优良的平滑性和较高的油膜强度，所以使用聚醚类乳化剂。聚醚型表面活性剂单体的特点是耐热性好，使纤维的平滑性亦好，不发烟、不凝聚。相对分子量(Mw)较高的聚醚耐热性较好，油剂中加10％即可明显提高油剂的耐热效果。欧美国家在高速纺丝油剂中，使用Mw=2000～3000的聚醚，因其耐热性好。日本竹本公司以Mw=1000～2000的聚丙二醇制得聚醚，其对纤维的平滑性、集束笥相当于油酸月桂醇酯的效果。

集束和抗静电是相辅相成的两个方面，静电大，纤维互相排斥强，很难把单丝集成一束；油剂的抗静电性好，就容易达到需要的集束效果。在涤纶FDY油剂中，宜选用黏度变化较小的原料达到较好的油剂集束性能。

2.2.2涤纶FDY油剂组分

当前国内使用较多的进口涤纶FDY油剂有日本竹本油脂株式会社的F-1048、F-1048SD、F-113油剂和德国Henkel(汉高)公司的TC-27、PZ-202和Schill Seilacher公司的K-12油剂等。

日本竹本油脂株式会社的F-1048油剂选用烷基脂肪酸酯为平滑剂，油剂配方中的白矿油和脂肪酸酯的用量占总组分的70％，其油剂组分为矿物油、烷基脂肪酸酯、多元醇酯、酰胺型乳化剂、醚型乳化剂、烷基磺酸钠、烷基磷酸酯等；该公司F-113产品的油剂组分包括聚醚、特种聚醚、多元醇酯、醚型乳化剂、烷基磺酸钠、烷基磷酸酯、烷基羧酸盐等，配方中聚醚、特种聚醚占总量的80％。

德国汉高公司和Schill Seilacher公司把原来聚醚的端羟基用酯或醇封端，不仅改善了平滑性，适应FDY拉伸工艺，同时也使油剂适应于后加工上浆置换性。

2.2.3高速纺油剂的主要组分

日本竹本油脂株式会社的F-2169，主体成分是高分子聚醚，另外含有各占2％的3种抗静电剂。聚醚的分子量与含量分别为：组分分子量Mw=9000，含量10％；Mw=2300，含量10％；Mw=1500，含量30％；Mw=1200，含量33％。

日本竹本油脂株式会社与中纺公司合作产品C-2090，其主体成分也是高分子聚醚，含量如下表所示：组分数均分子量(Mn)=5000，含量20％；Mn=1900，含量70％。

日本松本E-2085高速纺油剂主体组分是无规及嵌段聚醚：丁醇无规聚醚PO／EO=50／50、Mw=3800，含量40％；丁醇元规聚醚PO／EO=30／70、Mw=300，含量5％～7％；嵌段聚醚PO／EO=90／10、Mw=1100，含量22％～44％；无规聚醚PO／EO=25／75、Mw=1100，含量3％～5％；无规聚醚PO／EO=50／50、Mw=1100，含量6％；辛基无规双醚PO／EO=60／40、Mw=1500，含量15％；POE(4)壬基酚磷酸醋钾盐，含量0.6％；乙二醇，含量3％。