CN104479125A - 油酸多乙烯多胺聚醚的合成方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种油酸多乙烯多胺聚醚的合成方法及应用，其主要特征是，反应式是，
Description
技术领域
本发明涉及一种莫代尔纤维素纤维生产过程中使用的一种油酸多乙烯多胺聚醚功能表面活性剂及其合成方法。
背景技术
莫代尔纤维素纤维具有光泽好、染色后色彩亮丽以及吸湿性强、凉爽透气等特点，很受人们欢迎。但纤维素浆粕生产过程中存在过滤困难、纺丝成型差、成品质量不稳定、产能低等系列问题，在一定程度上影响了生产的正常进行。其中，改性胺醚表面活性剂作为一种功能添加剂，可以很好地解决上述问题，对提高纤维质量起到不可估量的作用。 目前，市场上的油酸多乙烯多胺聚醚相近的表面活性剂主要有油酸烷醇酰胺（尼纳尔）和油酸咪唑啉型表面活性剂两类，尚无油酸多乙烯多胺聚醚产品的合成报导，其中尼纳尔作为现代合成洗涤剂中重要的活性物单体，广泛应用于洗涤剂、泡沫稳定剂、增稠剂、柔软剂、防锈剂、抗静电剂等，目前不仅没有进行乙氧基化的合成报道，也没有这样的产品。油酸和二乙烯三胺反应合成的咪唑啉活性剂，主要作为缓蚀剂、润湿剂、柔软剂、抗静电剂、分散剂等，具有刺激性低，低毒或无毒。专利号为CN101857983 A 的专利是一种高湿模量含竹混合纤维的制造方法；USP 4242405 粘胶纤维的制造方法；USP 4121012 卷曲，高强度人造丝及其制备方法，以上专利都提到了粘胶纤维制造工艺及相关胺醚改性剂的使用，但没有相关改性剂结构及合成方法的表述。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足，提供一种油酸多乙烯多胺聚醚的合成方法及应用。是针对莫代尔粘胶纤维生产中添加的一种油酸多乙烯多胺聚醚表面活性剂。具有较低的表面张力，在进行多胺基合成的基础上，进行醚化，工业化后，取得了特殊效果，解决了莫代尔纤维素纤维生产过程中存在的硫沉积、过滤困难、纺丝成型差、成品质量差等系列问题，使纤维的柔软性、牵伸率、达到更高的指标；促进莫代尔纤维顺利生产，同时发展和丰富了胺基表面活性剂，为多胺基表面活性剂的工业发展提供更好的基础，并开辟了一种全新的用途应用。
本发明的目的是这样实现的，包括碳元素、氢元素、氧元素、氮元素、钾元素、硅元素，其特征是，1、反应式如下：
其中Z为1—6中的任一整数，n为1—20中的任一整数，m为0—15中的任一整数。
2、合成过程如下：
a、油酸多乙烯多胺聚醚中间体的合成
在装有机械搅拌、温度计及减压蒸馏装置的四口瓶中，按照物质的量比为1：1～1.4的比例加入油酸和多乙多撑胺，开始加热并进行搅拌，将温度升到150-200℃，启动真空泵，将反应生成的水带出，在2-6小时内至出水完全，停止加热，降温，得到油酸多乙烯多撑胺，质量控制通过测定产品的酸值等指标；
b、油酸多乙烯多胺聚醚中间体进行乙氧基化合成
在装有机械搅拌、温度计及减压蒸馏装置的四口瓶中，加入上步合成的油酸多乙烯多撑胺，加入催化剂，催化剂为中间体重量的3‰—1%，温度100±10℃启动真空泵，将瓶内空气和中间体内水抽净为止，关闭真空，然后用氮气吹扫3—4次，以除去反应瓶中的空气，开始通入环氧乙烷，在温度150±10℃，压力0.1-0.3mpa条件下，将环氧乙烷全部加入，油酸多乙烯多撑胺：EO(摩尔比)=1：8～15，继续反应0.5-1.5小时，停止反应，得到棕色澄清液体，即为油酸多乙烯多胺聚氧乙烯醚；
c、根据具体要求，环氧乙烷通完后，在上述温度下，继续通入环氧丙烷，油酸多乙烯多撑胺：PO(摩尔比)=1：1～15，继续反应0.5-1.5小时，停止反应，得到棕色澄清液体，即为油酸多乙烯多胺嵌段聚醚；
d、上述技术方案b中催化剂为钾或钠的碱性化合物，用量为中间体重量的3‰—1%，优选氢氧化钾；
e、本发明合成的油酸多乙烯多胺聚醚产品指标控制：HLB=10-20，浊点50-90℃，PH=8-11。
3、产品复配：
80-90份油酸多乙烯多胺聚醚，在温度为70-80℃搅拌下加入1-10份消泡剂，在50-60℃搅拌下加入1-10份助溶剂，其中消泡剂为有机硅乳液消泡剂、嵌段聚醚消泡剂等，优选有机硅乳液消泡剂，助溶剂可选择蒸馏水，乙醇、异丙醇、乙二醇等小分子醇、或乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚等醇醚类溶剂，优选乙醇。
本发明的有益效果是，解决了莫代尔纤维素纤维生产过程中存在的硫沉积、过滤困难、纺丝成型差、成品质量差等系列问题，使纤维的柔软性、牵伸率、达到更高的指标；促进莫代尔纤维顺利生产，同时发展和丰富了胺基表面活性剂，为多胺基表面活性剂的工业发展提供更好的基础，并开辟了一种全新的用途应用。用于粘胶纤维莫代尔碱化、溶解研磨、纺丝成形、牵伸工艺中，可明显降低凝固浴的表面张力，基本无无机及有机硫沉积，取得了较好的技术效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例：
1）、中间体合成按（重量比计算）。
例1、在装有机械搅拌、温度计及真空装置的反应釜中，抽入油酸745kg，二乙烯三胺305kg，开始加热并进行搅拌，将温度升到170±10℃，启动真空泵，将反应生成的水带出，约5小时至出水完全，停止加热，降温，得到油酸二乙烯三胺端基酰胺化中间体。
本实施例中是以1000Kg中间体合成原料为例，油酸745Kg,二乙烯三胺305Kg,其中有约50Kg水分流失。
例2、在装有机械搅拌、温度计及真空装置的反应釜中，抽入油酸624kg，三乙烯四胺421kg，开始加热并进行搅拌，将温度升到170±10℃，启动真空泵，将反应生成的水带出，约5小时至出水完全，停止加热，降温，得到油酸三乙烯四胺端基酰胺化中间体。
本实施例中是以1000Kg中间体合成原料为例，油酸需要624Kg,三乙烯四胺421Kg,其中有约45Kg水分流失。
例3、在装有机械搅拌、温度计及真空装置的反应釜中，抽入油酸594kg，四乙烯五胺446kg，开始加热并进行搅拌，将温度升到160±10℃，启动真空泵，将反应生成的水带出，约5小时至出水完全，停止加热，降温，得到油酸四乙烯五胺酰胺化中间体。
本实施例中是以1000Kg中间体合成原料为例，油酸594Kg,四乙烯五胺446Kg,其中有约40Kg水分流失。
例4、在装有机械搅拌、温度计及减压蒸馏装置的四口瓶中，投入油酸600g，再投入四乙烯五胺440g，开始加热并进行搅拌，将温度升到170±10℃，启动真空泵，将反应生成的水带出，在3小时内至出水完全，停止加热，降温，得到油酸四乙烯五胺中间体。
本实施例中是以1000g中间体合成原料为例，油酸需要594g,四乙烯五胺446g,其中有约40g水分流失。
2)、乙氧基化合成油酸多乙烯多胺聚醚
例5、在装有机械搅拌、温度计及真空装置的反应釜中，加入上步得到的油酸三乙烯四胺450kg，加入氢氧化钾催化剂1.6kg，开始加热，在温度100±10℃时启动真空泵，将釜内空气和中间体内水抽净为止，关闭真空，用氮气吹扫3次，除去体系中的空气，开始加入环氧乙烷，在温度150±10℃，压力0.1-0.3mpa 条件下，加入440kg环氧乙烷，继续反应1.5小时，停止反应，得到棕色澄清液体，即为油酸三乙烯四胺聚氧乙烯醚。
实施例5中是1000Kg油酸多乙烯多胺聚醚合成原料，中间体450Kg,环氧乙烷550Kg。
例6、在装有机械搅拌、温度计及减压蒸馏装置的四口瓶中，加入上步得到的油酸四乙烯五胺350g，加入氢氧化钾催化剂1.5g，开始加热，在温度100±10℃启动真空泵，将瓶内空气和中间体内水抽净为止，关闭真空，用氮气吹扫3次，除去体系中的空气，开始加入环氧乙烷，在温度160±10℃，压力0.1-0.3mpa条件下，逐步加入490g环氧乙烷，加完后，继续在此条件下，通入160g环氧丙烷，加完后，继续反应1小时，停止反应，得到棕色澄清液体，即为油酸四乙烯五胺聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚。
在实施例6中是1000g油酸多乙烯多胺嵌段聚醚合成原料，中间体需要350g,环氧乙烷490g,环氧丙烷160g。
Claims (4)
1.一种油酸多乙烯多胺聚醚的合成方法及应用，包括碳元素、氢元素、氧元素、氮元素、钾元素、硅元素，其特征是，1、反应式如下。
2.根据权利要求1所述的油酸多乙烯多胺聚醚的合成方法及应用，其特征是，z=1-6中的任一整数，n=1—20中的任一整数，m为0—15中的任一整数。
3.根据权利要求1所述的油酸多乙烯多胺聚醚表面活性剂的合成方法，其特征是，包括以下步骤：
a、油酸多乙烯多胺聚醚中间体的合成
油酸和多乙撑多胺在反应温度150-200℃，摩尔比为1:1～1.4，而且只能是油酸和多乙撑多胺，不是油酸和乙二胺或乙醇胺的合成，不需要加入催化剂和有机溶剂， 启动真空泵，将反应生成的水带出，在2-6小时内至出水完全，停止加热，降温，得到油酸多乙烯多撑胺，质量控制通过测定产品的酸值指标；
b、油酸多乙烯多胺聚醚的合成
步骤a合成的中间体与环氧乙烷及环氧丙烷在温度150±10℃，压力0.1-0.3mpa条件下，在催化剂作用下得到油酸多乙烯多胺聚醚，油酸多乙烯多撑胺：EO(摩尔比)=1：8～15，油酸多乙烯多撑胺：PO(摩尔比)=1：1～15，催化剂为钾或钠的碱性化合物，用量为中间体重量的3‰—1%
c、产品复配
油酸多乙烯多胺聚醚，在温度为70-80℃搅拌下加入1-10份消泡剂，在50-60℃搅拌下加入1-10份助溶剂，其中消泡剂为有机硅乳液消泡剂、嵌段聚醚消泡剂，助溶剂可选择蒸馏水，乙醇、异丙醇、乙二醇等小分子醇、或乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚醇醚类溶剂。
4.根据权利要求1所述的油酸多乙烯多胺聚醚的合成方法及应用，其特征是，应用范围为粘胶纤维莫代尔工艺中作为一种功能添加剂，用来防止硫单质或硫化物的沉积，达到提高纤维质量的目的，不涉及缓蚀剂或其他应用。
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