一种环保型植物油基涤纶纺丝油剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种环保型植物油基涤纶纺丝油剂的制备方法，属于纺丝油剂制备领域。
【背景技术】
[0002]在化纤生产过程中，纺丝油剂在化纤表面形成一层油膜，用于调节纤维与其解除部件之间的摩擦性能，防止或消除静电积累，赋予纤维平滑、抱合、润湿、抗静电等性能，保护纤维强度，减少断头率，使化学纤维顺利通过纺丝、拉伸、卷绕和织造等工序。我国化纤油剂的发展比较缓慢，研制出的油剂产品质量不稳定、存在复配分层、耐热性差、发烟、易腐败等问题，而且也没有油剂好坏性的评价手段，所以国产油剂主要用于部分中低端化纤生产。随着差别化纤维生产设备的引进，与其配套的油剂也依赖进口，虽然进口油剂成本较高，但一些高档纺织化纤生产商仍采用进口的高端化纤油剂，因为国产油剂除了使用效果不理想之外，还含有烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)类物质。
[0003]APEO中，壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)和辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)是主要成分。
[0004]烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)是目前广泛使用的非离子表面活性剂的主要代表，由于其具有良好的渗透、乳化、扩散及润湿等作用，在纺织产业如洗涤剂、涂层整理剂、各种纺织整理助剂以及纺丝油剂中的使用非常普遍。但由于它存在生物毒性、较弱的生物降解性、致畸变形和生产过程致癌性，APEO的使用受到严格的限制。据绿色和平组织的调研报告表明，由我国生产加工的服装中存在较大比例样品NPEO含量偏高，说明我国部分助剂生产厂家仍在使用ΝΡΕ0，进而对我国的助剂、印染和服装行业造成了较大的负面影响。
[0005]随着人类环保意识和环保立法意识的不断增强，对工业用油剂的环境要求也越来越苛刻。由于传统矿物油剂的生物降解性差，含多环芳烃等有害物质，对环境污染严重，因此，迫切需要开发新一代各类环境友好油剂。植物油及其改性衍生产品由于其生物降解性良好、无毒及价格适中等优点而成为环境友好工业用油剂的首选基础油，用易生物降解的环保植物油代替难降解的石化类油剂的研究成为近年热点。
【发明内容】
[0006]本发明主要解决的技术问题:针对目前传统涤纶纺丝油剂多以矿物油或合成酯类为基础油，而矿物油生物降解性差，含多环芳烃等有害物质，对环境污染严重，且制备出的油剂性质不稳定，存在复配分层、耐热性差、发烟、易腐败等问题，提供了一种以椰子油代替矿物油作为基础油，从洗毛废水中提取羊毛脂和蜂蜡复配自制乳化剂，和其他配料混合后制得环保型植物油基涤纶纺丝油剂，该方法既弥补了矿物油基生物降解性差，对环境污染严重的不足，而且使用纯天然的自制乳化剂代替传统油剂中烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)类物质的使用，也避免了APEO生物毒性、致畸变形和生产过程致癌性的发生，是一种易生物降解、无毒无害的环境友好型纺丝油剂。
[0007 ]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是: (1)取3?5个成熟的椰子剥除椰衣后去壳并用刀削去种皮，收集椰汁装入酶解罐中，剩下的椰肉切块，用榨汁机榨汁后一起倒入上述酶解罐，加入底物总体积1/10的磷酸盐缓冲液，再依次加入混合底物总质量I?2%的纤维素酶、0.5?0.8%的木聚糖酶和2?3%的果胶酶，用搅拌棒搅拌均匀；
(2)将搅拌后的酶解罐用保鲜膜封住罐口，移入水浴锅中，加热升温至45?55°C，保温酶解5?6h后，过滤去除滤渣得到上层油乳混合液，再将混合液移入卧式离心机，以4000?5000r/min的转速离心处理30?40min，分离得到上层椰子油，备用；
(3)量取2?3L羊毛加工厂中的洗毛废水，向里加入500?600mL乙醚，放置在摇床上振荡萃取20?30min后静置分层，分离得到有机层，将有机层倒入旋转蒸发器中，升温至35?40°C，旋蒸去除乙醚，得到羊毛脂；
(4)将上述得到的羊毛脂和蜂蜡按质量比为5:1进行混合，油浴加热至75?85°C，放置在磁力搅拌机上搅拌直至蜂蜡熔融均匀分散在羊毛脂中，再移入恒温箱在40?50°C下静置陈化过夜，得到自制天然乳化剂；
(5)量取450?600mL椰子油、10?15mL氨基酸、5?8g石墨粉和7?15g聚乙二醇硬脂酸酯一起倒入超声分散仪中，以100?200W的功率超声分散20?30min，制得混合液；
(6)取500?600mL上述分散后的混合液装入不锈钢桶中，放置在磁力搅拌机上，先以200?300r/min的转速进行搅拌，在搅拌的过程中将10?15mL上述自制的乳化液分2?3次滴加进钢桶中，提高转速至800?900r/min并在75?85°C的水浴条件下继续搅拌I?2h后，冷却至室温，装桶，包装即得一种环保型植物油基涤纶纺丝油剂。
[0008]所述的磷酸盐缓冲液是由2?3mL浓度为0.2mol/L的磷酸氢二钠和98?10mL浓度为0.2mol/L的磷酸二氢钠复配制得，其pH为3?5。
[0009]本发明的具体应用方法:本发明制得的环保型植物油基涤纶纺丝油剂运动粘度为25?50m2/s，在涤纶纺丝的过程中，用本发明制得纺丝油剂淋洗在涤纶纺丝表面，形成一层均匀油膜，用于调节纤维与其解除部件之间的摩擦性能，防止或消除静电积累，赋予纤维平滑、抱合、润湿、抗静电等性能，保护纤维强度，减少断头率，使化学纤维顺利通过纺丝、拉伸、卷绕和织造等工序。
[0010]本发明的有益效果是:
(1)本发明制得的环保型植物油基涤纶纺丝油剂稳定性好，挥发小，结焦少，纺丝过程中张力稳定，断头少，降低了废丝率的产生，显著提高了涤纶纺丝的质量和生产效率；
(2)本发明制得的环保型植物油基涤纶纺丝油剂以植物油代替矿物油作为基油，弥补了矿物油基生物降解性差，对环境污染严重的不足；
(3)本发明制得的环保型植物油基涤纶纺丝油剂粘度低，纤维上油剂附着均匀且附着量适宜，纺丝过程中张力波动较小，纱线质量稳定；
(4)本发明制得的环保型植物油基涤纶纺丝油剂使用纯天然的自制乳化剂代替传统油剂中烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)类物质的使用，避免了APEO生物毒性、致畸变形和生产过程致癌性的发生。
【具体实施方式】
[0011]取3?5个成熟的椰子剥除椰衣后去壳并用刀削去种皮，收集椰汁装入酶解罐中，剩下的叶肉切块，用榨汁机榨汁后一起倒入上述酶解罐，加入底物总体积1/10的磷酸盐缓冲液，再依次加入混合底物总质量I?2%的纤维素酶、0.5?0.8%的木聚糖酶和2?3%的果胶酶，用搅拌棒搅拌均匀；将搅拌后的酶解罐用保鲜膜封住罐口，移入水浴锅中，加热升温至45?55°C，保温酶解5?6h后，过滤去除滤渣得到上层油乳混合液，再将混合液移入卧式离心机，以4000?5000r/min的转速离心处理30?40min，分离得到上层椰子油，备用;量取2?3L羊毛加工厂中的洗毛废水，向里加入500?600mL乙醚，放置在摇床上振荡萃取20?30min后静置分层，分离得到有机层，将有机层倒入旋转蒸发器中，升温至35?40°C，旋蒸去除乙醚，得到羊毛脂;将上述得到的羊毛脂和蜂蜡按质量比为5:1进行混合，油浴加热至75?850C，放置在磁力搅拌机上搅拌直至蜂蜡熔融均匀分散在羊毛脂中，再移入恒温箱在40?50°C下静置陈化过夜，得到自制天然乳化剂;量取450?600mL椰子油、10?15mL氨基酸、5?8g石墨粉和7?15g聚乙二醇硬脂酸酯一起倒入超声分散仪中，以100?200W的功率超声分散20?30min，制得混合液;取500?600mL上述分散后的混合液装入不锈钢桶中，放置在磁力搅拌机上，先以200?300r/min的转速进行搅拌，在搅拌的过程中将10?15mL上述自制的乳化液分2?3次滴加进钢桶中，提高转速至800?900r/min并在75?85°C的水浴条件下继续搅拌I?2h后，冷却至室温，装桶，包装即得一种环保型植物油基涤纶纺丝油剂。
[0012]所述的磷酸盐缓冲液是由2?3mL浓度为0.2mol/L的磷酸氢二钠和98?10mL浓度为0.2mol/L的磷酸二氢钠复配制得，其pH为3?5。
[0013]实例I
取3个成熟的椰子剥除椰衣后去壳并用刀削去种皮，收集椰汁装入酶解罐中，剩下的叶肉切块，用榨汁机榨汁后一起倒入上述酶解罐，加入底物总体积1/10的磷酸盐缓冲液，再依次加入混合底物总质量1%的纤维素酶、0.5%的木聚糖酶和2%的果胶酶，用搅拌棒搅拌均匀；将搅拌后的酶解罐用保鲜膜封住罐口，移入水浴锅中，加热升温至45°C，保温酶解5h后，过滤去除滤渣得到上层油乳混合液，再将混合液移入卧式离心机，以4000r/min的转速离心处理30min，分离得到上层椰子油，备用；量取2L羊毛加工厂中的洗毛废水，向里加入500mL乙醚，放置在摇床上振荡萃取20min后静置分层