專利名稱：一種環(huán)保氨基硅油乳化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功能性精細化學(xué)品領(lǐng)域，尤其涉及一種新型環(huán)保氨基硅油乳化劑的制 備方法。
背景技術(shù)：
氨基硅油具有吸附性好，成膜及取向性好的特點，能夠賦予織物柔軟平滑的手感， 大大提高織物的柔軟性和滑爽性，是近年來紡織助劑領(lǐng)域中最受歡迎的的柔軟整理劑。氨 基硅油大多以乳液狀態(tài)使用，而氨基硅油的高粘度和低表面張力決定了它較難乳化，乳液 的粒徑及其分布對氨基硅油乳液的使用效果具有較大的影響，因此氨基硅油需乳化成穩(wěn)定 的微乳液才能達到使用效果，這就對乳化劑提出了更嚴(yán)格的要求。以前所用乳化劑為烷基 酚聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚的代謝中間體有關(guān)的一些烷基酚類化合物具有弱的雌性 激素活性，會影響女性體內(nèi)的荷爾蒙，歐盟等國家和地區(qū)規(guī)定紡織物不得含有烷基酚類化 合物。如今氨基硅油乳化劑常用的是異構(gòu)醇醚，該乳化劑雖然環(huán)保，但價格相當(dāng)?shù)母?，而?異構(gòu)醇市場被歐美幾家跨國公司壟斷，國內(nèi)至今沒有企業(yè)能生產(chǎn)與他們相媲美的異構(gòu)醇。 這就造成了出口到發(fā)達國家的紡織品賺取的利潤極為微薄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種環(huán)保、性能優(yōu)，且價格便宜的氨基硅油乳化劑的制備方法。1)合成將脂肪酸甲酯置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，再加入Al-Mg基雙活性位無機催 化劑，升溫至反應(yīng)釜內(nèi)物料的溫度至120°C進行脫水，脫水完畢后，再將反應(yīng)釜內(nèi)物料升 溫至170°C后通入環(huán)氧乙烷進行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為170 180°C，加完環(huán)氧乙烷后保 溫30分鐘，向反應(yīng)釜內(nèi)通入冷卻水，使反應(yīng)釜內(nèi)物料降溫至70°C，然后放料，制得脂肪酸 聚氧乙烯(η)甲醚；所述脂肪酸甲酯中C7H15COOCH3和C9H19COOCH3≥10%、C11H23COOCH3和 C13H27COOCH3 ≥ 75%、C15H31COOCH3 和 C17H35COOCH3 ≥ 10%、C7H15COOCH3 以下和 C17H35COOCH3 以上 ≤1%，所述脂肪酸甲酯的皂化值為230 250mgK0H/g，酸值<lmgK0H/g ；
2)復(fù)配采用至少兩種不同聚合環(huán)氧乙烷數(shù)的脂肪酸聚氧乙烯(η)甲醚置入反應(yīng)釜 中，在溫度為60°C條件下攪拌20分鐘，復(fù)配成HLB值(S卩，親水親油平衡值)為10 13的 氨基硅油乳化劑。脂肪酸甲酯是混合物，里面有含有C7H15C00CH3、C9H19COOCH3、 C11H23COOCH3、 C13H27COOCH3、 C15H31COOCH3、 C17H35COOCH3、 C19H39COOCH3 等成分，比如椰子油、大豆油和棕櫚 油提煉出的脂肪酸甲酯中各個成分的含量是不一樣的，比如大豆油提煉的脂肪酸甲酯中 C15H31COOCH3、 C17H35COOCH3的含量就在80%左右，椰子油提煉出脂肪酸甲酯中CnH23C00CH3、 C13H27COOCH3的含量就在70%左右。由于脂肪酸甲酯是混合物，化學(xué)式就簡寫為RCOOCH3, 脂肪酸甲酯中各個組分的含量不同，脂肪酸甲酯的性質(zhì)不同，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)C7H15COOCH3和 C9H19COOCH3 ≥ 10%、C11H23COOCH3 和 C13H27COOCH3 ≥ 75%、C15H31COOCH3 和 C17H35COOCH3 ≥ 10%、C7H15COOCH3以下和C17H35COOCH3以上彡1%時的脂肪酸甲酯做的產(chǎn)品乳化力最好。本發(fā)明制成的乳化劑具有優(yōu)良的乳化性和滲透力，經(jīng)其乳化的氨基硅油乳液呈透 明狀，可使織物產(chǎn)生較好的手感。該乳化劑綠色環(huán)保，生產(chǎn)成本低，且性能優(yōu)越，可以替代不 環(huán)保的烷基酚聚氧乙烯醚和價格昂貴的異構(gòu)醇醚。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，生產(chǎn)工藝簡單， 原料脂肪酸甲酯豐富且可再生，產(chǎn)品性能優(yōu)越，生物降解性好，是一類綠色環(huán)保產(chǎn)品。擁有 烷基酚聚氧乙烯醚的價格優(yōu)勢，擁有異構(gòu)醇醚的環(huán)保優(yōu)勢，是一類物美價廉綠色環(huán)保的氨 基硅油乳化劑。本發(fā)明通過控制脂肪酸甲酯與環(huán)氧乙烷不同的投料比，可分別制成具有不同環(huán)氧 乙烷聚合數(shù)的脂肪酸聚氧乙烯甲醚。當(dāng)脂肪酸甲酯與環(huán)氧乙烷的投料質(zhì)量比為1.3 1時，制得平均聚合環(huán)氧乙烷數(shù) 為4的脂肪酸聚氧乙烯甲醚。當(dāng)脂肪酸甲酯與環(huán)氧乙烷的投料質(zhì)量比為1 1.7時，制得平均聚合環(huán)氧乙烷數(shù) 為9的脂肪酸聚氧乙烯甲醚。而當(dāng)脂肪酸甲酯與環(huán)氧乙烷的投料質(zhì)量比為1 2. 7時，則制得平均聚合環(huán)氧乙 烷數(shù)為14的脂肪酸聚氧乙烯甲醚。另外，所述步驟1)中，所述Al-Mg基雙活性位無機催化劑與加入的脂肪酸甲酯和 環(huán)氧乙烷總質(zhì)量比為1 500。
具體實施例方式
實施例1
選用的脂肪酸甲酯(分子式為R-C00CH3)為無色透明液體，皂化值為232mgK0H/g，酸 值為0. 67mgK0H/g，脂肪酸甲酯中=C7H15COOCHjn C9H19COOCH3占脂肪酸甲酯總質(zhì)量的10. 3%， C11H23COOCH3 和 C13H27COOCH3 占脂肪酸甲酯總質(zhì)量的 76. 4%，C15H31COOCH3 和 C17H35COOCH3 占脂 肪酸甲酯總質(zhì)量的12. 8%，C7H15COOCH3以下和C17H35COOCH3以上成分占脂肪酸甲酯總質(zhì)量的 0. 5%ο(1)脂肪酸聚氧乙烯(4)甲醚的合成
將脂肪酸甲酯565千克置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，置入2千克Al-Mg基雙活性位無機催化 劑，加熱升溫，120°C進行脫水，脫水30分鐘，脫水完畢后，升溫物料至170°C，開始通入環(huán)氧 乙烷進行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在175°C，共計加入435千克環(huán)氧乙烷，加完后保溫30分鐘，保 溫完畢后通冷卻水降溫至70°C放料，為無色渾濁液體。通過計算，脂肪酸聚氧乙烯(4)甲醚 (即，平均聚合環(huán)氧乙烷數(shù)為4的脂肪酸聚氧乙烯甲醚)的理論HLB值(S卩，親水親油平衡值) 為 8. 7。(2)脂肪酸聚氧乙烯(9)甲醚的合成
將脂肪酸甲酯370千克置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，置入2千克Al-Mg基雙活性位無機催化 劑，加熱升溫至120°C進行脫水，脫水30分鐘，脫水完畢后，升溫物料至170°C，開始通入環(huán) 氧乙烷進行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在170°C，共計加入630千克環(huán)氧乙烷，加完后保溫30分鐘， 保溫完畢后通冷卻水降溫至70°C放料，為無色渾濁液體。通過計算，脂肪酸聚氧乙烯(9)甲 醚(即，平均聚合環(huán)氧乙烷數(shù)為9的脂肪酸聚氧乙烯甲醚)的理論HLB值(S卩，親水親油平衡 值)為12.6。(3)復(fù)配:將脂肪酸聚氧乙烯(4)甲醚600千克和脂肪酸聚氧乙烯(9)甲醚400千克置入搪瓷釜 中，開始攪拌升溫，溫度升至60°C止，繼續(xù)攪拌20分鐘即可。復(fù)配出氨值為0. 9的氨基硅油 的乳化劑HLB值為10. 26。對該氨值為0.9的氨基硅油用此乳化劑進行反相乳化，乳化劑的用量為氨基硅 油量的三分之一，制得固含量為30%的透明氨基硅油乳液，激光粒度儀測得乳液的粒徑為 69nm。實施例2:
選用的脂肪酸甲酯(分子式為R-COOCH3)為無色透明液體，皂化值為237mgK0H/g，酸值 為 0. 73mgK0H/g。其中 R 的組成:C7_C9 組分為 11. 8%，C11-C13 組分為 76. 7%，C15-C17 組 分為10. 9%，其它組分為0. 6%。(1)脂肪酸聚氧乙烯(4)甲醚的合成
將脂肪酸甲酯848千克置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，置入3千克Al-Mg基雙活性位無機催化 劑，加熱升溫，120°C進行脫水，脫水30分鐘，脫水完畢后，升溫物料至170°C，開始通入環(huán)氧 乙烷進行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在180°C，共計加入652千克環(huán)氧乙烷，加完后保溫30分鐘，保 溫完畢后通冷卻水降溫至70°C放料，為無色渾濁液體。通過計算，脂肪酸聚氧乙烯(4)甲醚 的理論HLB值為8.7。(2)脂肪酸聚氧乙烯(14)甲醚的合成
將脂肪酸甲酯405千克置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，置入3千克Al-Mg基雙活性位無機催化 劑，加熱升溫，120°C進行脫水，脫水30分鐘，脫水完畢后，升溫物料至170°C，開始通入環(huán)氧 乙烷進行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在175°C，共計加入1095千克環(huán)氧乙烷，加完后保溫30分鐘， 保溫完畢后通冷卻水降溫至70°C放料，為無色渾濁液體。通過計算，脂肪酸聚氧乙烯(14) 甲醚的理論HLB值為14.6。(3)復(fù)配
將脂肪酸聚氧乙烯(4)甲醚750千克和脂肪酸聚氧乙烯(14)甲醚750千克置入搪瓷釜 中，開始攪拌升溫，溫度升至60°C止，繼續(xù)攪拌20分鐘即可。復(fù)配出氨值為0. 6的氨基硅油 乳化劑HLB值為11.65。對該氨值為0.6的氨基硅油用此乳化劑進行反相乳化，乳化劑的用量為氨基硅 油量的三分之一，制得固含量為30%的透明氨基硅油乳液，激光粒度儀測得乳液的粒徑為 48nm。實施例3
選用的脂肪酸甲酯(分子式為R-COOCH3)為無色透明液體，皂化值為246mgK0H/g，酸值 為 0. 57mgK0H/g。其中 R 的組成:C7_C9 組分為 12. 7%，C11-C13 組分為 76. 3%，C15-C17 組 分為10. 2%，其它組分為0. 8%。(1)脂肪酸聚氧乙烯(4)甲醚的合成
將脂肪酸甲酯1695千克置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，置入6千克Al-Mg基雙活性位無機催化 劑，加熱升溫，120°C進行脫水，脫水30分鐘，脫水完畢后，升溫物料至170°C，開始通入環(huán)氧 乙烷進行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在180°C，共計加入1305千克環(huán)氧乙烷，加完后保溫30分鐘， 保溫完畢后通冷卻水降溫至70°C放料，為無色渾濁液體。通過計算，脂肪酸聚氧乙烯(4)甲 醚的理論HLB值為8.7。
(2)脂肪酸聚氧乙烯(9)甲醚的合成
將脂肪酸甲酯1110千克置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，置入6千克Al-Mg基雙活性位無機催化 劑，加熱升溫，120°C進行脫水，脫水30分鐘，脫水完畢后，升溫物料至170°C，開始通入環(huán)氧 乙烷進行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在175°C，共計加入1890千克環(huán)氧乙烷，加完后保溫30分鐘， 保溫完畢后通冷卻水降溫至70°C放料，為無色混濁液體。通過計算，脂肪酸聚氧乙烯(9)甲 醚的理論HLB值為12.6。(3)脂肪酸聚氧乙烯(14)甲醚的合成
將脂肪酸甲酯810千克置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，置入6千克Al-Mg基雙活性位無機催化 劑，加熱升溫，120°C進行脫水，脫水30分鐘，脫水完畢后，升溫物料至170°C，開始通入環(huán)氧 乙烷進行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在180°C，共計加入2190千克環(huán)氧乙烷，加完后保溫30分鐘， 保溫完畢后通冷卻水降溫至70°C放料，為無色混濁液體。通過計算，脂肪酸聚氧乙烯(14) 甲醚的理論HLB值為14.6。(4)復(fù)配
將脂肪酸聚氧乙烯(4)甲醚600千克、脂肪酸聚氧乙烯(9)甲醚1600千克和脂肪酸聚 氧乙烯(14)甲醚800千克置入搪瓷釜中，開始攪拌升溫，溫度升至60°C止，繼續(xù)攪拌20分 鐘即可。復(fù)配出氨值為0. 3的氨基硅油乳化劑的乳化劑HLB值為12. 35。對該氨值為0. 3的氨基硅油用此乳化劑進行反相乳化，乳化劑的用量為氨基硅 油量的三分之一，制得固含量為30%的透明氨基硅油乳液，激光粒度儀測得乳液的粒徑為 59nm。
權(quán)利要求
一種環(huán)保氨基硅油乳化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)合成將脂肪酸甲酯置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，再加入Al Mg基雙活性位無機催化劑，升溫至反應(yīng)釜內(nèi)物料的溫度至120℃進行脫水，脫水完畢后，再將反應(yīng)釜內(nèi)物料升溫至170℃后通入環(huán)氧乙烷進行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為170～180℃，加完環(huán)氧乙烷后保溫30分鐘，向反應(yīng)釜內(nèi)通入冷卻水，使反應(yīng)釜內(nèi)物料降溫至70℃，然后放料，制得脂肪酸聚氧乙烯(n)甲醚；所述脂肪酸甲酯中C7H15COOCH3和C9H19COOCH3≥10%、C11H23COOCH3和C13H27COOCH3≥75%、C15H31COOCH3和C17H35COOCH3≥10%、C7H15COOCH3以下和C17H35COOCH3以上≤1%，所述脂肪酸甲酯的皂化值為230～250mgKOH/g，酸值<1mgKOH/g；2)復(fù)配采用至少兩種不同聚合環(huán)氧乙烷數(shù)的脂肪酸聚氧乙烯(n)甲醚置入反應(yīng)釜中，在溫度為60℃條件下攪拌20分鐘，復(fù)配成HLB值為10～13的氨基硅油乳化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保氨基硅油乳化劑的制備方法，其特征在于所述步驟1)中， 所述脂肪酸甲酯與環(huán)氧乙烷的投料質(zhì)量比為1.3 1，制得平均聚合環(huán)氧乙烷數(shù)為4的脂肪 酸聚氧乙烯甲醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保氨基硅油乳化劑的制備方法，其特征在于所述步驟1)中， 所述脂肪酸甲酯與環(huán)氧乙烷的投料質(zhì)量比為1 1.7，制得平均聚合環(huán)氧乙烷數(shù)為9的脂肪 酸聚氧乙烯甲醚。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保氨基硅油乳化劑的制備方法，其特征在于所述步驟1)中， 所述脂肪酸甲酯與環(huán)氧乙烷的投料質(zhì)量比為1 2. 7，制得平均聚合環(huán)氧乙烷數(shù)為14的脂 肪酸聚氧乙烯甲醚。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4環(huán)保氨基硅油乳化劑的制備方法，其特征在于所述步 驟1)中，所述Al-Mg基雙活性位無機催化劑與加入的脂肪酸甲酯和環(huán)氧乙烷總質(zhì)量比為 1 500。
全文摘要
一種環(huán)保氨基硅油乳化劑的制備方法，涉及功能性精細化學(xué)品領(lǐng)域，先在Al-Mg基雙活性位無機催化下，將脂肪酸甲酯脫水后，與環(huán)氧乙烷進行反應(yīng)，再向反應(yīng)釜內(nèi)通入冷卻水，然后放料，制得脂肪酸聚氧乙烯(n)甲醚；然后采用至少兩種不同聚合環(huán)氧乙烷數(shù)的脂肪酸聚氧乙烯(n)甲醚置入反應(yīng)釜中，復(fù)配成HLB值為10～13的氨基硅油乳化劑。本發(fā)明制成的乳化劑具有優(yōu)良的乳化性和滲透力，經(jīng)其乳化的氨基硅油乳液呈透明狀，可使織物產(chǎn)生較好的手感，生物降解性好，是一類綠色環(huán)保產(chǎn)品。
文檔編號D06M15/643GK101992042SQ20101051974
公開日2011年3月30日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者王利偉, 王瑛, 胡小雷, 賈永飛 申請人:江蘇四新界面劑科技有限公司