專利名稱：一種環(huán)境友好型腈綸油劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)境友好型合成纖維油劑組合物，主要應(yīng)用于腈綸紡絲，適用于硫氰酸鈉二步法或一步法濕法紡絲工藝。
背景技術(shù)：
睛綸纖維為世界三大合成纖維之一，由于它的性能近似羊毛，所以有“人造羊毛”之稱，特別是近年來(lái)全世界保護(hù)野生動(dòng)物呼聲日益高漲，腈綸做為仿皮毛面料，備受人們的關(guān)注，改變了行業(yè)的前景，我國(guó)腈綸行業(yè)的發(fā)展仍然呈現(xiàn)出穩(wěn)重取進(jìn)的態(tài)勢(shì)。針對(duì)油劑來(lái)講，研究既能適應(yīng)化學(xué)纖維生產(chǎn)和工藝改進(jìn)的需要又對(duì)環(huán)境友好的化纖油劑是今后的發(fā)展趨勢(shì)，總的需求是新型化、差別化、系列化、功能化、綠色化。化纖油劑的綠色化是要求油劑產(chǎn)品在保證良好的應(yīng)用性能前提下，注重對(duì)人體和生態(tài)環(huán)境的影響，即要求:1)原料資源的可再生和可重復(fù)利用；2)在生產(chǎn)過程中對(duì)環(huán)境不會(huì)造成不利的影響；3)在使用過程中對(duì)消費(fèi)者的安全和健康以及環(huán)境不會(huì)受到損害；4)廢棄以后能在自然條件下降解或不對(duì)環(huán)境造成新的污 染。腈綸油劑目前已基本國(guó)產(chǎn)化，從化學(xué)組成上看，用作抗靜電劑的主要有烷基醇(聚氧乙烯醚)磷酸酯乙醇胺鹽、烷基醇(聚氧乙烯醚)磷酸酯鉀鹽、三羥乙基甲基季銨甲基硫酸鹽、陽(yáng)離子抗靜電劑SN等。用作平滑劑或集束劑的主要有脂肪醇聚氧乙烯醚、酯肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯脂肪胺、聚乙二醇山梨醇油酸酯、聚氧乙烯蓖麻油、環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷縮合的無(wú)規(guī)聚醚等。由這些油劑成分組合的紡絲油劑，基本可以滿足使用過程的低毒、無(wú)害，但從對(duì)皮膚的刺激性和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響上，還有較大的提高余地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:基于上述問題，本發(fā)明提供一種環(huán)境友好型腈綸油齊 ，在滿足腈綸硫氰酸鈉濕法紡絲工藝要求的前提下，較好的兼顧了環(huán)境友好性，且綜合成本與常規(guī)油劑相當(dāng)，具有良好經(jīng)濟(jì)和技術(shù)實(shí)用性。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種環(huán)境友好型腈綸油劑，以組成物總重量為100%計(jì)，組成中含有20% 30%抗靜電劑、25% 35%集束劑、20% 40%平滑劑a和10% 30%平滑劑b,所述的抗靜電劑為C11 17烷基羧酸鹽型咪唑啉磷酸酯鉀鹽；所述的集束劑為C12 18天然脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚，氧乙烯醚聚合度10 25 ;所述的平滑劑a為植物油聚氧乙烯醚，植物油包括大豆油、菜籽油、棉籽油、棕櫚油和花生油，氧乙烯醚聚合度15 60 ;所述的平滑劑b為天然脂肪酸多元醇酯聚氧乙烯醚，多元醇包括甘油、三羥甲基丙烷、季戌四醇和山梨醇，天然脂肪酸包括大豆油、菜籽油、棉籽油、棕櫚油和花生油植物油的脂肪酸，氧乙烯醚聚合度10 30。上述的抗靜電劑=C11 17烷基羧酸鹽型咪唑啉磷酸酯鉀鹽為兩性表面活性劑，比常用的陰離子抗靜電劑烷基醇(聚氧乙烯醚)磷酸酯鉀或乙醇胺鹽和陽(yáng)離子抗靜電劑SN具有更優(yōu)異的抗靜電性、柔軟平滑性，同時(shí)具有更低的毒性和對(duì)皮膚、眼睛的低刺激性，更好的生物降解性。
該兩性型抗靜電劑的制備過程較其它同類表面活性劑具有更低的環(huán)境影響性。C11 17烷基羧酸鹽型咪唑啉磷酸酯鉀鹽是以C12 18天然脂肪酸、羥乙基乙二胺、丙烯酸乙酯、五氧化二磷、氫氧化鉀為原料，在一個(gè)反應(yīng)釜中經(jīng)環(huán)化、水解、陽(yáng)離子化、磷酸酯化、中和水解步驟，得到目的產(chǎn)物，在整個(gè)反主應(yīng)過程中，除第一步的環(huán)化過程中有反應(yīng)生成的水脫出外，其它基本無(wú)三廢產(chǎn)生。產(chǎn)物是無(wú)鹽型的兩性表面活性劑，所以使用過程中具有更低的刺激性。
上述的集束劑，脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚是典型的非離子表面活性劑，無(wú)毒，無(wú)刺激，具有優(yōu)良的潤(rùn)濕、乳化、分散、勻染、清洗和去污等表面活性，性能與脂肪醇聚氧乙烯醚類似，但又具特殊優(yōu)點(diǎn):其發(fā)泡力和穩(wěn)泡性能均明顯低于相應(yīng)的醇醚，更適合于紡絲油劑要求，且易生物降解、更溫和、生態(tài)毒性低。
本集束劑，脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚的制備過程，與脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚相比較，三者在生產(chǎn)工藝、設(shè)備、催化劑等方面均相當(dāng)。且作為原料，脂肪酸甲酯比相應(yīng)脂肪酸穩(wěn)定性好，對(duì)熱氧化降解不敏感，色澤不易變化，腐蝕性小，不必像脂肪酸一樣要求貴重的耐腐蝕設(shè)備，故可以利用已有的脂肪酸和脂肪醇的乙氧基化裝置生產(chǎn)脂肪酸甲酯的相應(yīng)衍生物，這對(duì)于節(jié)省投資、縮短工藝開發(fā)周期十分有利。生產(chǎn)過程無(wú)三廢排出，能源消耗較醇醚小，與酸酯相當(dāng)。在經(jīng)濟(jì)方面，脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚比脂肪醇聚氧乙烯醚有明顯的優(yōu)勢(shì):脂肪醇價(jià)格為脂肪酸酯的1.6 2.0倍(脂肪酸酯高溫高壓催化加氫制備脂肪醇)。
進(jìn)一步地，所述的平滑劑a的制備過程為:
以植物油和環(huán)氧乙烷為原料，在催化劑、溫度為140°C 160°C及壓力為0.3MPa 0.4MPa下反應(yīng)制得。
平滑劑a的制備過程是直接以上述提到的植物油(包括大豆油、菜籽油、棉籽油、棕櫚油和花生油)和環(huán)氧乙烷為原料、鋁鎂復(fù)合等專用催化劑，在與脂肪醇加成環(huán)氧乙烷相近的工藝條件:140°C 160°C，0.3MPa 0.4MPa壓力下，只需一步反應(yīng)即可完成，使環(huán)氧乙烷分子直接插入到油脂酯基的碳一氧單鍵中，形成不破壞甘油三酯基本結(jié)構(gòu)的乙氧基化油脂，其過程簡(jiǎn)單易行。此外，反應(yīng)對(duì)設(shè)備幾乎沒有腐蝕，反應(yīng)無(wú)須回收溶劑，亦不生成副產(chǎn)物，節(jié)約能源，是一條具原子經(jīng)濟(jì)性的綠色化學(xué)途徑，所得產(chǎn)物的性能，可賦予纖維較礦物油更好的平滑性或集束性，保持了原植物油所具有的良好的耐熱性。
進(jìn)一步地，所述的平滑劑b的制備過程為:
以植物油和多元醇為原料，在堿性催化劑、溫度為150°C 170°C及常壓下進(jìn)行酯交換，再與環(huán)氧乙烷加成得到。整個(gè)反應(yīng)過程無(wú)廢物排出，產(chǎn)物無(wú)毒、低刺激性，易生物降解。原料中，植物油為上述提到的植物油，包括大豆油、菜籽油、棉籽油、棕櫚油和花生油植物油；多元醇為上述提到的多元醇，包括甘油、三羥甲基丙烷、季戌四醇和山梨醇。
本發(fā)明的有益效果是:1.本發(fā)明的油劑中所選用的各組分，主要原料均來(lái)自于植物油，屬于可再生資源，在生產(chǎn)過程中對(duì)環(huán)境造成的不利影響較?。辉谑褂眠^程中基本無(wú)毒、無(wú)害；廢棄以后能在自然條件下較易降解，不對(duì)環(huán)境造成新的污染，是一種環(huán)境友好型腈綸油劑；
2.使用本發(fā)明的油劑所得到的腈綸纖維絲束手感柔軟、滑爽、光澤明亮，可提高短纖質(zhì)量和生產(chǎn)效率；綜合成本與常規(guī)油劑相當(dāng)，具有較好經(jīng)濟(jì)實(shí)用性；本油劑中所選用的各組分，分子量較大，不會(huì)使腈綸纖維產(chǎn)生失透性。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，以下實(shí)施例旨在說(shuō)明本發(fā)明而不是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定。
實(shí)施例1
按以下配比配制腈綸油劑:
C11烷基羧酸鹽型咪唑啉磷酸酯鉀鹽:20% ；
C12天然脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚(15):25% ；
大豆油聚氧乙烯醚(20):30% ；
大豆油酸丙三醇、季戌四醇混合酯聚氧乙烯醚(15):25%。
由本實(shí)施例制得的腈綸油劑所得到的腈綸纖維絲束手感柔軟、滑爽、光澤明亮，可提聞短纖質(zhì)量和生廣效率。
實(shí)施例2
按以下配比配制腈綸油劑:
C17烷基羧酸鹽型咪唑啉磷酸酯鉀鹽:30% ；
C12天然脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚(15):30% ；
大豆油聚氧乙烯醚(20):25% ；
大豆油酸丙二醇、三羥甲基丙烷混合酯聚氧乙烯醚(15):15%。
由本實(shí)施例制得的腈綸油劑所得到的腈綸纖維絲束手感柔軟、滑爽、光澤明亮，可提聞短纖質(zhì)量和生廣效率。
以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)境友好型腈綸油劑，其特征在于:以組成物總重量為100%計(jì)，組成中含有20% 30%抗靜電劑、25% 35%集束劑、20% 40%平滑劑a和10% 30%平滑劑b， 所述的抗靜電劑為C11 17烷基羧酸鹽型咪唑啉磷酸酯鉀鹽； 所述的集束劑為C12 18天然脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚，氧乙烯醚聚合度10 25 ; 所述的平滑劑a為植物油聚氧乙烯醚，植物油包括大豆油、菜籽油、棉籽油、棕櫚油和花生油，氧乙烯醚聚合度15 60 ; 所述的平滑劑b為天然脂肪酸多元醇酯聚氧乙烯醚，多元醇包括甘油、三羥甲基丙烷、季戌四醇和山梨醇，天然脂肪酸包括大豆油、菜籽油、棉籽油、棕櫚油和花生油植物油的脂肪酸，氧乙烯醚聚合度10 30。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境友好型腈綸油劑，其特征在于:所述的平滑劑a的制備過程為: 以植物油和環(huán)氧乙烷為原料，在催化劑、溫度為140°C 160°C及壓力為0.3MPa 0.4MPa下反應(yīng)制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境友好型腈綸油劑，其特征在于:所述的平滑劑b的制備過程為: 以植物油和多元醇為原料，在堿性催化劑、溫度為150°C 170°C及常壓下進(jìn)行酯交換，再與環(huán)氧乙烷加成得到。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)境友好型合成纖維油劑組合物，主要應(yīng)用于腈綸紡絲。一種環(huán)境友好型腈綸油劑，其特征在于以組成物總重量為100%計(jì)，組成中含有20%～30%抗靜電劑、25%～35%集束劑、20%～40%平滑劑a和10%～30%平滑劑b，本發(fā)明的油劑中所選用的各組分，主要原料均來(lái)自于植物油，屬于可再生資源，在生產(chǎn)過程中對(duì)環(huán)境造成的不利影響較??；在使用過程中基本無(wú)毒、無(wú)害；廢棄以后能在自然條件下較易降解，不對(duì)環(huán)境造成新的污染，是一種環(huán)境友好型腈綸油劑；使用本發(fā)明的油劑所得到的腈綸纖維絲束手感柔軟、滑爽、光澤明亮，可提高短纖質(zhì)量和生產(chǎn)效率；綜合成本與常規(guī)油劑相當(dāng)，具有較好經(jīng)濟(jì)實(shí)用性；本油劑中所選用的各組分，分子量較大，不會(huì)使腈綸纖維產(chǎn)生失透性。
文檔編號(hào)D06M101/28GK103174021SQ201310088730
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者蔣國(guó)忠, 張立軍, 鄧希平, 劉秀偉, 蔣紅霞 申請(qǐng)人:常州市靈達(dá)化學(xué)品有限公司