專利名稱：一種環境友好型腈綸油劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種環境友好型合成纖維油劑組合物，主要應用于腈綸紡絲，適用于硫氰酸鈉二步法或一步法濕法紡絲工藝。
背景技術：
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，特別是近年來全世界保護野生動物呼聲日益高漲，腈綸做為仿皮毛面料，備受人們的關注，改變了行業的前景，我國腈綸行業的發展仍然呈現出穩重取進的態勢。針對油劑來講，研究既能適應化學纖維生產和工藝改進的需要又對環境友好的化纖油劑是今后的發展趨勢，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品在保證良好的應用性能前提下，注重對人體和生態環境的影響，即要求:1)原料資源的可再生和可重復利用；2)在生產過程中對環境不會造成不利的影響；3)在使用過程中對消費者的安全和健康以及環境不會受到損害；4)廢棄以后能在自然條件下降解或不對環境造成新的污 染。腈綸油劑目前已基本國產化，從化學組成上看，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、環氧乙烷與環氧丙烷縮合的無規聚醚等。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、無害，但從對皮膚的刺激性和對生態環境的影響上，還有較大的提高余地。
發明內容
本發明要解決的技術問題是:基于上述問題，本發明提供一種環境友好型腈綸油齊 ，在滿足腈綸硫氰酸鈉濕法紡絲工藝要求的前提下，較好的兼顧了環境友好性，且綜合成本與常規油劑相當，具有良好經濟和技術實用性。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種環境友好型腈綸油劑，以組成物總重量為100%計，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離子抗靜電劑SN具有更優異的抗靜電性、柔軟平滑性，同時具有更低的毒性和對皮膚、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，在一個反應釜中經環化、水解、陽離子化、磷酸酯化、中和水解步驟，得到目的產物，在整個反主應過程中，除第一步的環化過程中有反應生成的水脫出外，其它基本無三廢產生。產物是無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，無毒，無刺激，具有優良的潤濕、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，但又具特殊優點:其發泡力和穩泡性能均明顯低于相應的醇醚，更適合于紡絲油劑要求，且易生物降解、更溫和、生態毒性低。
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，三者在生產工藝、設備、催化劑等方面均相當。且作為原料，脂肪酸甲酯比相應脂肪酸穩定性好，對熱氧化降解不敏感，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脂肪酸甲酯的相應衍生物，這對于節省投資、縮短工藝開發周期十分有利。生產過程無三廢排出，能源消耗較醇醚小，與酸酯相當。在經濟方面，脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚比脂肪醇聚氧乙烯醚有明顯的優勢:脂肪醇價格為脂肪酸酯的1.6 2.0倍(脂肪酸酯高溫高壓催化加氫制備脂肪醇)。
進一步地，所述的平滑劑a的制備過程為:
以植物油和環氧乙烷為原料，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)和環氧乙烷為原料、鋁鎂復合等專用催化劑，在與脂肪醇加成環氧乙烷相近的工藝條件:140°C 160°C，0.3MPa 0.4MPa壓力下，只需一步反應即可完成，使環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構的乙氧基化油脂，其過程簡單易行。此外，反應對設備幾乎沒有腐蝕，反應無須回收溶劑，亦不生成副產物，節約能源，是一條具原子經濟性的綠色化學途徑，所得產物的性能，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及常壓下進行酯交換，再與環氧乙烷加成得到。整個反應過程無廢物排出，產物無毒、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。
本發明的有益效果是:1.本發明的油劑中所選用的各組分，主要原料均來自于植物油，屬于可再生資源，在生產過程中對環境造成的不利影響較小；在使用過程中基本無毒、無害；廢棄以后能在自然條件下較易降解，不對環境造成新的污染，是一種環境友好型腈綸油劑；
2.使用本發明的油劑所得到的腈綸纖維絲束手感柔軟、滑爽、光澤明亮，可提高短纖質量和生產效率；綜合成本與常規油劑相當，具有較好經濟實用性；本油劑中所選用的各組分，分子量較大，不會使腈綸纖維產生失透性。
具體實施方式
現在結合具體實施例對本發明作進一步說明，以下實施例旨在說明本發明而不是對本發明的進一步限定。
實施例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，可提聞短纖質量和生廣效率。
實施例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，可提聞短纖質量和生廣效率。
以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
權利要求
1.一種環境友好型腈綸油劑，其特征在于:以組成物總重量為100%計，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.根據權利要求1所述的一種環境友好型腈綸油劑，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下反應制得。
3.根據權利要求1所述的一種環境友好型腈綸油劑，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及常壓下進行酯交換，再與環氧乙烷加成得到。
全文摘要
本發明涉及一種環境友好型合成纖維油劑組合物，主要應用于腈綸紡絲。一種環境友好型腈綸油劑，其特征在于以組成物總重量為100%計，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，本發明的油劑中所選用的各組分，主要原料均來自于植物油，屬于可再生資源，在生產過程中對環境造成的不利影響較小；在使用過程中基本無毒、無害；廢棄以后能在自然條件下較易降解，不對環境造成新的污染，是一種環境友好型腈綸油劑；使用本發明的油劑所得到的腈綸纖維絲束手感柔軟、滑爽、光澤明亮，可提高短纖質量和生產效率；綜合成本與常規油劑相當，具有較好經濟實用性；本油劑中所選用的各組分，分子量較大，不會使腈綸纖維產生失透性。
文檔編號D06M101/28GK103174021SQ201310088730
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月20日 優先權日2013年3月20日
發明者蔣國忠, 張立軍, 鄧希平, 劉秀偉, 蔣紅霞 申請人:常州市靈達化學品有限公司