CN109972222B - 一种含磺酸盐的表面活性剂的提纯方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种含磺酸盐的表面活性剂的提纯方法，其包括步骤：表面活性剂直接在常压或减压下，加热脱出水份和溶剂，或在表面活性剂中加入二甲基乙酰胺直接在常压或减压下，加热脱出水份和溶剂；将二甲基乙酰胺加入到处理后的表面活性剂中，进一步减压脱出水分和溶剂；进一步处理后的表面活性剂加入二甲基乙酰胺，配置成预定含量的产品，静止沉淀分离，所得清液为提纯后的表面活性剂产品。本发明还涉及上述制备方法制得的含磺酸盐的表面活性剂及其应用。本发明在制备过程中使用二甲基乙酰胺处理后配制的表面活性剂，产品杂质含量低，水份少，可直接应用于氨纶纺丝前的助剂，又可以用泵计量输送，可以减少劳动强度，对VOC的排放也起到很好的控制。

Description

一种含磺酸盐的表面活性剂的提纯方法及其应用

技术领域

本发明涉及表面活性剂技术领域，尤其涉及一种含磺酸盐的表面活性剂的提纯方法及其应用。

背景技术

氨纶作为比较好的纺织材料而越来越受到市场的欢迎，生产量也越来越大，氨纶的生产(干法)大致如下：

一：以聚醚二醇，MDI为原料，加入聚合控制剂的情况下，进行预聚合反应，反应结束后，加入溶剂二甲基乙酰胺

二：将预聚体送入第二反应器中，与链增长剂乙二胺进行反应，当粘度达到要求后，加入末端终止剂如丁醇，封锁活性聚合物末端，使反应得以停止，此时加入矫正的二甲基乙酰胺，使聚合物的浓度达到规定的指标，预聚合物配置完成。

将此预聚物用泵送至混合釜，添加各种助剂，再用泵将物料送给供给槽，经过滤后送去脱泡，进入纺丝槽供纺丝用。

由于聚氨酯反应中对水，醇和杂质的要求比较高，普通的表面活性剂不经处理就用于此类产品的合成工艺中，往往会产生问题，如产生凝胶堵塞过滤器，使产品质量产生问题，同时会影响氨纶纤维的很多性能。

使用粉体或固体的表面活性剂，往往水份会比较高，易吸潮，同时投料，配料中很难实现自动化计量，粉尘，吸潮对环境和产品质量还是有不同程度的影响。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种含磺酸盐的表面活性剂的提纯方法，其使用二甲基乙酰胺处理后配制的表面活性剂，得到的提纯物水份小于1.2wt％，无机盐小于0.5wt％，醇小于0.2wt％，可直接应用于氨纶纺丝前的助剂，产品杂质含量低，水份少，又可以用泵计量输送，可以减少劳动强度，对VOC的排放也起到很好的控制，上述方法是一种节能，环保的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个目的是提供一种含磺酸盐的表面活性剂的提纯方法，其包括如下步骤：

步骤(1)含水或溶剂的表面活性剂直接在常压或减压下，加热脱出水和溶剂，或在含水或溶剂及粉体的表面活性剂中加入适量的二甲基乙酰胺直接在常压或减压下，加热脱出水和溶剂；

步骤(2)在步骤(1)处理后的表面活性剂中加入适量的二甲基乙酰胺，进一步减压脱出水分和溶剂；

步骤(3)在步骤(2)处理后的表面活性剂加入适量的二甲基乙酰胺，配置成预定含量的产品，静止沉淀分离，所得的清液为提纯后的表面活性剂产品。

为了进一步优化上述提纯方法，本发明采取的技术措施还包括：

进一步地，所述步骤(1)中，二甲基乙酰胺的加入量为为表面活性剂量的15wt％～150wt％，优选为15wt％、50wt％、75wt％、150wt％等，常压或减压下加热，过程温度最好小于120℃，其中减压过程中压力为负压，优选真空度为<-0.2MPa,-0.3MPa，-0.4MPa，或更低，以控制水和低沸物能脱出，但不能产生泡沫夹带为好；所述步骤(2)中，二甲基乙酰胺的加入量为表面活性剂量的15wt％～150wt％，优选为15wt％、50wt％、75wt％、150wt％等，减压过程中温度小于120℃，真空度为<-0.5MPa，优选<-0.6MPa，更优选为-0.7MPa，-0.8MPa，在此过程中以能脱出水份，温度低，又不产生泡沫夹带为好。

进一步地，以表面活性剂产品的总量计，所述表面活性剂产品中活性物含量小于60wt％，水份含量小于1.2wt％，无机盐含量小于0.5wt％，醇含量小于0.2wt％。

进一步地，所述含磺酸盐的表面活性剂具有如下结构中的至少一种：

(1)R1-SO₃M；

(2)R2-OOC-CH(SO₃M)-CH₂COOR3；

其中，R1选自烷基、烷基芳基、多烷基多芳基、R’O(EO)_x(PO)_yCH₂CH₂CH₂-；

R2选自烷基、烷基芳基、多烷基多芳基、R’O(EO)_x(PO)_y-；

R3选自烷基、烷基芳基、多烷基多芳基、R’O(EO)_x(PO)_y-；

R’选自烷基、烷基芳基、多烷基多芳基；

M选自Na⁺、K⁺；

x＝0-10，y＝0-5。

进一步地，所述R1中的烷基为直链/支链C6-C30；更优选为直链/支链C8-C25。

进一步地，所述R2和R3中的烷基相同或不同，为直链/支链C4-C30；更优选为直链/支链C6-C13；

进一步地，所述R’中的烷基为直链/支链C6-C30；更优选为直链/支链C8-C13。

进一步地，所述磺酸盐包括烷基磺酸盐，烷基苯磺酸盐，烷基多芳基磺酸盐，二烷基磺基琥珀酸盐等，具体为十二烷基苯磺酸钠、二辛基磺基琥珀酸钠、二已基磺基琥珀酸钠，二环己基磺基琥珀酸钠，二异十三烷基磺基琥珀酸钠等。

本发明的第二个目的是提供一种由任一上述提纯方法制得的含磺酸盐的表面活性剂，其含有二甲基乙酰胺。

本发明的第三个目的是上述含磺酸盐的表面活性剂在氨纶纺丝中的应用，所述表面活性剂含有二甲基乙酰胺。

进一步地，提纯后的表面活性剂产品直接应用于氨纶纺丝前的助剂。

本发明所述的方法中，是将表面活性剂先脱出水份和其他溶剂，或在适量的二甲基乙酰胺下，直接脱出水份和其他溶剂，至水份到规定的值后，也可以再加入适量的新鲜的二甲基乙酰胺，再加热脱出水和其他溶剂，至水份小于1.2wt％，醇含量小于0.2wt％。再加二甲基乙酰胺配制成低含量的产品,表面活性剂的含量控制在60wt％以下，更优是50wt％以下，最优是38wt％以下，然后沉淀分离出杂质，清液即为本发明所提到的提纯后的表面活性剂产品，该方法得到的表面活性剂具有：水份小于1.2wt％，无机盐小于0.5wt％，醇含量小于0.2wt％，所述含有磺酸盐表面活性剂的二甲基乙酰胺的溶液作为产品可以直接在氨纶纺丝前作为助剂使用。

当含有磺酸盐表面活性剂为粉体和水性液体，其可以加二甲基乙酰胺直接脱水，当含有磺酸盐表面活性剂为含低碳醇的表面活性剂，低碳醇最好是C8醇以下，更优是C4醇以下，最优是C2-C3醇，配制成一定浓度的水溶液表面活性剂，可以直接先调整好pH值近中性，然后脱水脱醇，最后加二甲基乙酰胺来脱水脱醇。

如上所述的方法中将水或醇常压或减压脱出的方法，可以使用常规的脱溶剂装置如薄膜蒸发，多效蒸发器，釜式蒸发器等，脱水和溶剂至产品还具流动性时即可，脱出的水和溶剂可以回用，再加入二甲基乙酰胺。然后继续减压脱水或醇，控制脱水温度和真空度，当水份降到1.2wt％以下，然后再加入二甲基乙酰胺，将浓缩物配制到40wt％含量以下，更好的是35wt％左右。静止分离出盐份和其他杂质，得到的清液即是提纯产品，其中水份小于1.2wt％，无机盐小于0.2wt％，醇小于0.2wt％

与现有技术相比，本发明采用上述技术方案具有以下有益效果：

本发明所述的含磺酸盐的表面活性剂包括烷基磺酸盐，烷基苯磺酸盐，烷基多芳基磺酸盐，烷基磺基琥珀酸盐，二烷基磺基琥珀酸盐等，通过在二甲基乙酰胺中提纯，可以将原料中的杂质和水份降低到很低的水平，将此提纯方法得到的含二甲基乙酰胺的产品应用于氨纶行业，有利于改善操作条件，更利于自动化加料，对改善劳动强度，减少VOC排放，对改善环境有很好的帮助，同时对纤维有抗静电性能，能增加纤维的抱合力，改善纤维的断裂强度和拉伸强度等。

具体实施方式

本发明提供提供一种含磺酸盐的表面活性剂的提纯方法，其包括如下步骤：步骤(1)表面活性剂直接在常压或减压下，加热脱出水份和溶剂，或在表面活性剂中加入适量的二甲基乙酰胺直接在常压或减压下，加热脱出水份和溶剂；步骤(2)在步骤(1)处理后的表面活性剂中加入适量的二甲基乙酰胺，进一步减压脱出水分和溶剂；步骤(3)在步骤(2)处理后的表面活性剂加入适量的二甲基乙酰胺，配置成预定含量的产品，静止沉淀分离，所得的清液为提纯后的表面活性剂产品。本发明还涉及采用上述制备方法制得的含磺酸盐的表面活性剂及其应用。

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

在10L烧瓶中加入5kg含二辛基磺基琥珀酸钠的表面活性剂，组成：活性物在68％，无机盐含量2.5％，水份15％。然后徐徐加热此物料，保持温度小于120度，脱出水和醇，当脱出水和乙醇的混合物为1kg时或因泡沫产生无法再脱出水时，加入二甲基乙酰胺2kg，用真空脱水和低沸物，当水份低于1.2％，加入二甲基乙酰胺配制成含量35-40％的液体，静止分离，得到清液即为所求产品。

测试

水份：<1.20％

硫酸钠：<0.20％

乙醇：<0.05％

含量：35.10％(活性物含量)

应用在氨纶上的测试：

注：表面活性剂固体份的加入量以折100wt％活性物含量计。

由上述实施例可知，本发明在制备过程中使用二甲基乙酰胺处理后配制的表面活性剂，得到的提纯物水份小于1.2wt％，无机盐小于0.5wt％，醇小于0.2wt％，产品杂质含量低，水份少，可直接应用于氨纶纺丝前的助剂，又可以用泵计量输送，可以减少劳动强度，对VOC的排放也起到很好的控制，是一种节能、环保的提纯方法。

实施例2

在10L烧瓶中加入5kg含二辛基磺基琥珀酸钠的表面活性剂，组成：活性物在68％，无机盐含量2.5％，水份15％。然后徐徐加热此物料，保持真空度在负压<0.3MPa下，温度小于120度，脱出水和醇，(注意脱水时泡沫的产生量，负压和温度的调节，控制能脱出水，但又不产生大量泡沫蒸出为好).当脱出水和乙醇的混合物为1kg时，或产生的泡沫已无法再脱出水时，降温，再加入二甲基乙酰胺2kg，用真空脱水和低沸物，当水份低于1.2％，加入二甲基乙酰胺配制成含量35-40％的液体，静止分离，得到清液即为所求产品。

测试

水份：<1.20％

硫酸钠：<0.20％

乙醇：<0.05％

含量：35.10％(活性物含量)

实施例3

将十二烷基苯磺酸钠先中和成30％的水溶液，取500g加入二甲基乙酰胺500g，然后加热，常压脱水，温度控制在120度以下，当水份测试小于0.5％时，改用真空减压脱水，真空都维持在-0.7Mpa以下，当水份低于0.5％时，冷却到60度，加入新鲜的二甲基乙酰胺，配制成含量30％的溶液，然后过滤，清液即是十二烷基苯磺酸钠含二甲基乙酰胺的溶液。

活性物：30％

硫酸钠：<0.2％

水份：<1.2％((对100％活性物计)

对比例

烷基苯磺酸钠水30％溶液500g，加甲苯500g，脱水，然后到水份小于1％时，降温，加新甲苯过滤，得到清液。

活性物：30％

水份：<1.2％(对100％活性物计)

硫酸盐：<0.2％

甲苯69％左右

但此产品不能用于氨纶，因为甲苯的带入，对氨纶系统用二甲基乙酰胺回收带来困难。同时，甲苯沸点低，安全要求高。如要使用，必须脱掉甲苯，或再与二甲基乙酰胺共沸，直到甲苯含量极低，这在生产和能耗，安全都不利。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种含磺酸盐的表面活性剂在氨纶纺丝中的应用，其特征在于，所述表面活性剂中含有二甲基乙酰胺；所述表面活性剂通过一提纯方法提纯处理，所述提纯方法包括如下步骤：

步骤(1)表面活性剂直接在常压或减压下，加热脱出水分 和溶剂，或在表面活性剂中加入适量的二甲基乙酰胺直接在常压或减压下，加热脱出水分 和溶剂；

步骤(2)在步骤(1)处理后的表面活性剂中加入适量的二甲基乙酰胺，进一步减压脱出水分和溶剂；

步骤(3)在步骤(2)处理后的表面活性剂加入适量的二甲基乙酰胺，配置成预定含量的产品，静止沉淀分离，所得的清液为提纯后的表面活性剂产品；

所述步骤(1)中，二甲基乙酰胺的加入量为表面活性剂量的15wt％～150wt％，在常压或减压下加热过程温度小于120℃；所述步骤(2)中，二甲基乙酰胺的加入量为表面活性剂量的15wt％～150wt％，减压过程中温度小于120℃；

以表面活性剂产品的总量计，所述表面活性剂产品中活性物含量小于60wt％，水份含量小于1.2wt％，无机盐含量小于0.5wt％，醇含量小于0.2wt％。

2.根据权利要求1所述的含磺酸盐的表面活性剂在氨纶纺丝中的应用，其特征在于，所述含磺酸盐的表面活性剂具有如下结构中的至少一种：

(1)R1-SO₃M；

(2)R2-OOC-CH(SO₃M)-CH₂COOR3；

其中，R1选自烷基、烷基芳基、多烷基多芳基、R’O(EO)_x(PO)_yCH₂CH₂CH₂-；

R2选自烷基、烷基芳基、多烷基多芳基、R’O(EO)_x(PO)_y-；

R3选自烷基、烷基芳基、多烷基多芳基、R’O(EO)_x(PO)_y-；

R’选自烷基、烷基芳基、多烷基多芳基；

M选自Na⁺、K⁺；

x＝0-10，y＝0-5。

3.根据权利要求2所述的含磺酸盐的表面活性剂在氨纶纺丝中的应用，其特征在于，所述R1中的烷基为直链/支链C6-C30；所述R2和R3中的烷基相同或不同，为直链/支链C4-C30；所述R’中的烷基为直链/支链C6-C30。

4.根据权利要求3所述的含磺酸盐的表面活性剂在氨纶纺丝中的应用，其特征在于，所述R1中的烷基为直链/支链C8-C25；所述R2和R3中的烷基为直链/支链C6-C13；所述R’中的烷基为直链/支链C8-C13。

5.根据权利要求2所述的含磺酸盐的表面活性剂在氨纶纺丝中的应用，其特征在于，所述磺酸盐包括烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基多芳基磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐。