Замасливатель для поливинилхлоридных и полиакрилонитрильных волокон и нитей Советский патент 1993 года по МПК D06M15/643 D06M13/295 D06M101/16 

Изобретение относится к производству синтетических волокон и нитей, а именно к технологии замасливания полиакрилонит- рильных и поливинилхлоридных волокон и нитей на стадиях формования и термовытягивания.

Настоящее изобретение представляет замасливатель для поливинилхлоридных и

полиакрилонитрильных волокон и нитей, содержащий полиэтилсилоксановую жидкость с молекулярной массой 700-800, неионогенный эмульгатор и воду, причем в качестве эмульгатора он содержит продукт оксиэтилирования стехиометрическим количеством окиси этилена смеси моно- и диалкилфосфатов, содержащих в алкиле 12-14

Ы

атомов С, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиэтилсилоксано- вая жидкость с молекулярной массой 700-800 - 1-10 продукт оксиэтилиро- вания стехиометричес- ким количеством окиси этилена смеси моно- и диалкилфосфатов, содержащих в алкиле 12-14 атомов С 0,5-1,5 вода остальное В замасливатель по изобретению вхо- дит полиэтилсилоксановая жидкость (ПЭС- 5) с молекулярной массой 700-800, по ГОСТ 13004-77. Кроме того, для повышения устойчивости замасливателя и улучшения антистатических свойств, он содержит в качестве эмульгатора продукт оксиэтилирования сте- хиометрическим количеством окиси этилена смеси моно- и диалкилфосфатов, содержащих в алкиле 12-14 атомов С (АФ-120Э). Его получают по методике, описанной в (7) по следу- ющ ей схеме: 1 стадия - взаимодействие спиртов фракций Ci2-Ci4 с РаОе:

3ftOm-P205

м йо4 ° шоь-р °

ОН

чон

где - радикал высших жирных спиртов фракции Ci2-.Ci4 (ТУ 38.107119-85). В трех- горлую колбу, снабженную мешалкой, вво- дом для подачи азота и термометром, помещают 171,67 г (0,84 моль) синтетических жирных спиртов фракции Ct2-Ci4 (молекулярный вес спиртов 204), При перемешивании добавляют 39,76 г (0,28 моль) фосфорного ангидрида (P20s). После .добавления всего количества P20s перемешивание продолжают еще 4 часа при 40-50°С. Получают смесь алкилфосфорных кислот, в которой составляющие - моно- и диалкилфосфорные кислоты, Кислотное число этой смеси - 210 мгКОН/г.

2-ая стадия - оксиэтилирование продуктов реакции фосфатирования:

°,ОЙЛ 1М-ИО С xO(CHjCH20)H

+ («ОЪ-Р V зсн,-снг SLffic. RO-P OBHJBHJ4

о + (ко)г-р-о(снгснго)н

В небольшой лабораторный автоклав с мешалкой, термометром, манометром, предохранительным клапаном, трубкой,

5 5 0 5

0

5

5 0

0

5

доходящей до дна, люками для загрузки и выгрузки продукта, вносят 200 г полученной смеси алкилфосфорных кислот. После вытеснения воздуха азотом нагревают содержимое до 70°С и при перемешивании постепенно вводят 65 г окиси этилена, поддерживая температуру 100-110°С. Затем охлаждают содержимое до 30-40°С, удаляют непрореагировавшую окись этилена, продувая автоклав азотом и выгружают продукт. Получают 260 г препарата, представляющего собой жидкость слегка желтоватого цвета. Кислотное число -1, т.е. практически уже нейтральный алкилфосфат, являющийся неионогенным поверхностно-активным веществом,

Замасливатель по изобретению готовят в реакторе с мешалкой путем смешения ПЭС-5 и АФ-120Э в заявляемом соотношении, затем при перемешивании добавляют горячую (50-60°С) воду в необходимом количестве, далее раствор перемешивают еще 30 мин.

Приготовленный таким образом замасливатель характеризуется незначительным преобразованием, величиной рН 6-7, высокой стабильностью (устойчивостью). Устойчивость определяется следующим образом: приготавливают при интенсивном перемешивании водную эмульсию необходимой концентрации,, выливают в цилиндр емкостью 100 мл и оставляют стоять в спокойном состоянии в течение 3-х сут. Эмульсия считается устойчивой, если не происходит расслоения, образования сливок на поверхности, не наблюдается образования взвешенных частиц. Заявляемый замасливатель устойчив в течение длительного времени - 25-30 сут.

Замасливатель по изобретению применяют для обработки поливинилхлоридного (ПВХ) волокна на стадии мягкой отделки при концентрации рабочего раствора 0,6 мас.%, а также для обработки полиакрилонитриль ной (ПАН) нити в отделении формования перед транспортировкой ее в текстильное отделение для дополнительного термовытягивания, термоусадки и перемотки на готовые паковки, концентрация рабочего раствора в данном случае - 10 мас.%.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами и таблицами:

Пример 1, В емкости с мешалкой готовят замасливатель следующего состава, мас.%:.

ПЭС-53

АФ-120Э1

вода96

Для этого ПЭС-5 и АФ-120Э смешивают в указанном соотношении, затем добавляют

горячую (45°С) воду и перемешивают еще 30 минут. Рабочий раствор с концентрацией 0,6 мас.% подают в авиважную ванну, через которую проходит ПВХ-волокно, отмытое от диметилформамида, т.е. волокно подвергают мягкой отделке. В процессе прохождения ПВХ-волокном стадии мягкой отделки ведут контроль за концентрацией ванны и ее стабильностью. Оценку стабильности состава проводят визуально в пробирках. Зэ- масливатель данного состава устойчив в течение 30 суток. Содержание зэмасливате- ля на ПВХ-волокне после мягкой отделки - 0,75 мас.%.

После полного завершения технологического процесса (паровая вытяжка, сушка, обработка антистатическим препаратом, гофрировка, резка) получают партию ПВХ-во- локна линейной плотности 0,33 текс (резка 65 мм) с показателями, соответствующими требованиям технических условий для данного типа волокна (ТУ 6-06-С44-89).

После стадии мягкой отделки определяют антистатические свойства ПВХ-волокна, обработанного данным составом, показатели приведены в табл.1.

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1, готовят замасливатель следующего состава, мас.%:

ПЭС-5- 10

АФ-120Э- 1

вода - 89 Рабочая концентрация состава 0,6 мас.%. Состав устойчив, расслоения не наблюдается в течение 30 сут .

ПВХ-волокно обрабатывают данным составом по примеру 1. также определяют антистатические свойства волокна, данные в табл,1.

Содержание замасливателя на волокне -0,75 мас.%.

П р и м е р 3. Готовят замасливающий состав по прототипу, мае,%:

ПЭС-5-1

1 %-ная водная

эмульсия ОП-10- 4 Рабочая концентрация состава 0,6 мас.%. ПВХ-волокно обрабатывают данным составом по примеру 1, содержаниэ замасливателя на волокне после обработки - 0,75 мас.%. Состав по прототипу неустойчив: в течение 2-3 ч происходит всплывание на поверхность капель ПЭС-5 и расслоение эмульсии. Ввиду того, что эмульсия нестабильная и неравномерно наносится на волокно, ухудшается технологический процесс - на стадии паровой вытяжки наблюдаются подмоты на валы, дальнейшая сушка волокна также затруднена. Антистатические свойства волокна, обработанного составом по прототипу, приведены в тэбл.1.

Л р и м е р 4. В емкости с мешалкой готовят замасливатель следующего состава, 5 мас.%:

ПЭС-5-3

АФ-120Э- 1 .

вода- 96. Рабочий растворе концентрацией 10 мас.% 0 подают в ванну, через которую проходит полиакрилонитрильная нить (ПАН-нить). ПАН-нить обрабатывают замасливающим составом в отделении формования после стадии сушки. Во время работы ведут контроль за концентрацией и устойчивостью замасливающего состава. Данный состав устойчив в течение 30 суток. Содержание замасливателя на ПАН-нити после обработки замасливающим составом - 1,3 мас.%. 0 После обработки замасливающим составом полиакрилонитрильную нить из отделения формования транспортируют в текстильное отделение, где ее подвергают дополнительному термовытягиванию и термоусадке на 5 машине КВ-150Н и перемотке на перемоточной машине БП-260В на готовые паковки, Эти технологические стадии нить, обработанная заявляемым составом, проходит без каких-либо замечаний. 0 Для ПАН-нити, обработанной данным составом, определены антистатические свойства, показатели приведены в табл.2,

П р и м е р 5, Аналогично примеру 4, ПАН-нить обрабатывают замасливающим 5 составом при следующем соотношении компонентов, мас.% :

ПЭС-5- 1 . АФ-120Э - 1

вода- 98

0 Рабочая концентрация 10 мас.% содержание замасливателя на нити после обработки - 1,3 мас.%. Состав устойчив в течение 45 сут.

Для полученной нити определены анти- 5 статические свойства, данные приведены в табл.2.

П р и м е р 6. Аналогично примеру 4, ПАН-нить обрабатывают замасливающим составом, мас.%: 0ПЭС-5 . - - 2

АФ-120Э- 1

вода- 97 Содержание замасливателя на нити после обработки - 1,3 мас.%.

5 Антистатические свойства обработанной нити приведены в табл.2.

Состав устойчив в течение 35 сут.

Пример. Аналогично примеру 4, ПАН-нить обрабатывают составом, мас.%:

ПЭС-5-10

АФ-120Э- 1

вода- 89 , Содержание замасливателя на нити после обработки - 1,3 мас.%. Замасливатель устойчив в течение 30 сут. Антистатические свойства обработанной нити приведены в табл.2.

ПримерВ. Аналогично примеру 4, ПАН-нить обрабатывают составом, мас.%:

ПЭС-5-10

АФ-120Э-0,5

вода-89,5 Содержание замасливателя на нити после обработки - 1,3 мас.%. Замасливатель устойчив в течение 25 сут. Антистатические свойства обработанной нити приведены в табл.2.

П р и м е р 9. Аналогично примеру 4, ПАН-нить обрабатывают составом, мас.%:

ПЭС-5 - 10

АФ-120Э-1,5

вода. - 88,5 Содержание замасливателя на нити после обработки - 1,3 мас.%. Замасливатель устойчив в течение 30 сут. Антистатические свойства обработанной нити приведены в табл.2.

П р и м ё р 10. ПАН-нить обрабатывают замасливателем по прототипу следующего состава, мас.%:

. ПЭС-5-1

1 % водная

эмульсия ОП-10 з-4

вода - остальное Рабочая концентрация состава - 10 мас.%. Содержание замасливателя на нити после обработки - 1,3 мас.%. Замасливатель по прототипу неустойчив: через 2-3 ч происходит расслоение эмульсии и всплывание на поверхность капель ПЭС-5, в результате этого Замасливатель наносится на ПАН- нить неравномерно, при термовытягивании и термоусадке на машине КВ-150и перемотке на машине БП-260В на готовые паковки наблюдаются обрывы ПАН-нити. Антистатические свойства ПАН-нити, обработанной замасливателем по прототипу, приведены в табл.2.

Антистатические свойства комплексной

полиакрилонитрильной нити Определены на

приборе ИЭСН-2 по ГОСТ 19806-74, поливинилхлоридного волокна - на приборе

ИЭСТВ1М по ГОСТ 22227-88.

Формула изобретения Замасливатель для поливинилхлорид- ных и полиакрилонитрильных волокон и нитей, содержащий полиэтилсилоксановую жидкость с молекулярной массой 700-800, неионогенный эмульгатор и воду, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве эмульгатора он содержит продукт оксиэтилирования сте- хиометрическим количеством окиси этилена смеси моно- и диалкилфосфатов, содержащих в алкиле 12-14 атомов С, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиэтилсилокса- нов ая жидкость с

мол. м. 700-800-1-10; продукт оксиэтилирования стехиометричес- ким количеством окиси этилена смеси моно-.и диалкилфосфатов, содержащих в алкиле 12-14 атомов С -0,5-1,5; вода - остальное.

Использование: в производстве химических волокон для авивэжа поливинилхло- ридного (ПВХ) волокна на стадии мягкой отделки или для замасливания комплексных полиакрилонитрильных (ПАН) нитей после пластификационного вытягивания, промывки и сушки перед дополнительным термовытягиванием с последующей термоусадкой и намоткой на паковки. Сущность изобретения: замасливатель содержит полиэтилси- локсановую жидкость с мол. м. 700-800 (ПЭС-5) 1-10 мас.% продукт оксиэтилирова- ния стехиометрическим количеством окиси этилена смеси моно- и диалкилфосфатов, содержащих в алкиле .12-14 атомов с кислотным числом около 1 (препарат АФ-120Э) 0,5-1,5 мас.% и воду до .100 мас.%. Замасливатель готовят смешением ПЭС-5 с препаратом АФ-120Э, добавлением воды с температурой 45оС и перемешиванием 30 мин. Для авиважа ПВХ волокна используют 0,6-1,0%-ные растворы, а для замасливания ПАН нитей 10%-ный раствор. Замасливатель устойчив в течение 25-30 сут. Удельное поверхностное электрическое сопротивление ПВХ волокна после авиважа 1,5 -10 - -2,1 10™ и до авиважа 2,0 105, ПАН нити после замасливания 8J 1011-4,5- 1013, до самасливания 3,9 1015. 2 табл. ел с 00 о о ю ы V4

Антистатические свойства ПВХ-волокна.

Таблица

180623710

Таблица2 Антистатические свойства ПАН-нити.