专利名称：亲水柔软剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及在纺织染整、造纸及皮革行业中使用的亲水柔软剂及其制备方法。
背景技术：
纺织上使用的柔软剂， 一般可以分为有机硅类与非有机硅类，后者主要是阳离子 类型的产品，一般以饱和的十六、十八酸，与AEEA，二乙烯三胺等反应，得到咪唑啉或酰胺， 在季铵化、酸化得到普通产品。这类产品柔软效果不错，但是不亲水。亲水性好的柔软剂， 可以在柔软的同时，具有抗静电、保湿效果，穿着舒适。 将不饱和酸代替饱和酸，按照上述工艺，可以得到相应的亲水性柔软剂，这类产
品在市场上软膏或软油的名称在出售。但是，此类产品为了达到较好的亲水性，往往增大
AEEA，二乙烯三胺的比例，产品中游离胺(伯胺、仲胺)比较多，使用后织物容易黄变。 专利号为CN97182299.9的专利，公开了一种季铵化脂肪酸三乙醇胺盐柔软剂的
生产方法，该柔软剂的优点是黄变小，最大的缺点是不耐碱、不耐高温。 国外的STEPAN公司，EV0NIK公司已经有此类产品，例如ACC0S0FT550-75，
VARIS0FT 222SB等，但未指出环氧乙烷加成的摩尔数；国内未见报道，也未见产品介绍。由
于这类产品要用到环氧乙烷、硫酸二甲酯等危险、剧毒的化学品，一般生产厂很难同时具备
上述原料；另外，生产上对设备、人员、工艺技术要求也很高，因而，国内这类产品很少有人
研究、生产。
发明内容
本发明的第一个发明目的是在于克服现有技术的不足之处，提供一种亲水性好， 易降解并且不易发生黄变的亲水柔软剂。 本发明的第二个发明目的是为上述亲水柔软剂提供一种合理的切实可行的制备 方法。 本发明第一个发明目的是通过以下技术方案实现的一种亲水柔软剂，其组成成 分的重量百分比为季铵盐柔软剂活性物70% 90%，无水的低沸点低碳醇溶剂或无水的 高沸点水溶性醇溶剂10% 30%。 其中上述的溶剂可以是无水的低沸点低碳醇或无水的高沸点水溶性醇的单独或/ 与任意配比混合使用，无水的低沸点低碳醇可以是乙醇、正丙醇、异丙醇，可以是这三者单 独或者任意配比的混合使用，无水的高沸点水溶性醇可以是乙二醇、丙二醇，可以是二者的 单独或者任意配比的使用。
—种亲水柔软剂的制备方法，用来制备上述的亲水柔软剂，其步骤包括 1)备料原料有不饱和脂肪酸、二乙烯三胺、环氧乙烷、季铵化试剂、无水的低沸
点低碳醇或无水的高沸点水溶性醇。
2)在反应釜中制备亲水柔软剂反应釜中加入不饱和脂肪酸，冲入氮气置换二
次，在8(TC的温度下开始搅拌加入二乙烯三胺，逐渐升温到160-17(TC，保温5小时，由不饱和脂肪酸与二乙烯三胺进行酰胺化反应，脱水得到双酰胺； 降温到100-120°C ，在密闭条件下，缓慢加入环氧乙烷，进行乙氧基化反应，得到乙氧基双酰胺基乙基叔胺； 再次降温，并加入无水的低沸点低碳醇或无水的高沸点水溶性醇这里只加入其中的一种，加入量占整个亲水柔然剂的重量比值为5% 10%，在60-8(TC时滴加季铵化试剂进行季铵化反应，并在8(TC保温3小时，得到季铵盐柔软剂活性物，季铵盐柔软剂活性物和溶剂按配比比例配比得到亲水柔软剂。 上述的脂肪酸选用色泽浅，气味小，过氧化物含量小的原料如精制油酸、牛羊油酸等，二乙烯三胺选用纯度为99%以上且不含有乙二胺的原料，环氧乙烷、季铵化试剂为工业级，季铵化试剂可以是硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、氯甲烷、氯乙烷等，优选硫酸二甲酯、硫酸二乙酯。
上述不饱和脂肪酸与二乙烯三胺进行酰胺化反应的化学式为2RC00H+H2NCH2CH2NH CH2CH2NH2 — RCONHCH2CH2NH CH2CH2NHOCR上述乙氧基化反应的化学式为
RCONHCH2CH2NH CH2CH2NHOCR + n CH2CH20RCON线C頭H CH线NHOCR
(CH线O)n
上述季铵化反应的化学式为
RCONHCH2CH2JCH2CH2NHOCR + CH3.CH3S04 (溶齐lj)(CH2CH20)n HCH3
+
RCONHCH2CH2N CH2CH2NHOCR .C貼(Xi
(CH2CH20)n H
具体实施例方式实施例1 : 在具有加热、降温、氮气保护、搅拌、温度、压力指示(记录)以及进料等条件的不锈钢反应釜中，加入酸值210mgK0H/g，碘值大于100GI2/100g精制植物油脂肪酸(油酸)534. 3g(2.00mole)，氮气真空置换，搅拌，在氮气保护下加入二乙烯三胺103g(1.0mole)，二者的摩尔比为2 : 1。缓慢升温到160°C，并保温5小时，在这个过程中，有水生成并脱出体系，到酸值小于3mgK0H/g，得到黄色液体状酰胺基胺中间体。脂肪酸
5与二乙烯三胺的酰胺化反应要脱水，理论上一摩尔脂肪酸脱水一摩尔， 一般二者的摩尔比
在2 : i左右，超过此比例三酰胺就容易生成，它难分散在水中，没有亲水性，但也不低于1.8 : i.o，此时，产物中双酰胺为绝大多数。反应的终点可以用酸值来表示，酸值越低，反
应越完全，一般控制在3mgK0H/g以下即可。反应的温度越高，酸值下降越快，但过高的温度会使产品色泽变深，一般控制在16(TC即可，通过反应时间达到降低酸值，保护色泽的目的。
降温到IO(TC，在密闭条件下(关闭氮气及其他阀门)，控制温度100-13(TC，压力小于O. 2MPa，加成环氧乙烷132g，并继续保温30分钟，得到加成环氧乙烷数为3的中间体，产物为黄色液体。乙氧基化反应比较容易，主要防止加料太快，局部反应剧烈，造成产品加成环氧乙烷数不均衡，而且容易造成局部高温，色泽变深，影响产品质量，正常的反应条件为100-13(TC，压力不大于0. 3MPa。在反应后期，应保温30分钟以上，确保，残留的环氧乙烷完全反应。 氮气保温，继续降温到80°C ，加入5 %的异丙醇，在60-80°C下滴加硫酸二甲酯122g(与二乙烯三胺的摩尔比为0.97 : l.OO)，控制在l-2小时加完，并在80-83t:保温3-6小时。得到产品双油酸酰胺基乙基聚乙氧基甲基硫酸甲酯铵季铵盐。硫酸二甲酯季铵化反应初期非常容易反应，需要低温，最好有溶剂稀释的条件下进行。溶剂一般选择无水乙醇、丙醇、异丙醇以及高沸点的乙二醇、二乙二醇、丙二醇等水溶性好的溶剂，初期反应在8(TC以下进行，后期为了使残留的硫酸二甲酯完全反应，可以适当提高80-9(TC。硫酸二甲酯的加入量不能高于叔胺中间体(II)的摩尔量，否则，产品中会有剧毒硫酸二甲酯残留，导致事故；但也不能过低，影响产品的效果。一般控制在硫酸二甲酯与二乙烯三胺摩尔比在0. 95-0. 99 : 1. 0即可。 再加入5 %的异丙醇，以及1_3%。的亚磷酸或硫代硫酸钠饱和溶液。得到活性物含量90%的黄色透明的柔软剂产品。产品可以快速分散在常温水中。最终产品中可加入少量还原性保护原料，提高产品在包装、储存期的色泽稳定性。例如亚磷酸、硫代硫酸钠等。
实施例2 : 在例1中，用精制牛羊油酸代替植物油算，与二乙烯三胺的摩尔比为1.90 : 1.00，
环氧乙烷与二乙烯三胺的摩尔比为5.0 : i.o，其他原料与二乙烯三胺的摩尔比不变，反应
条件不变，溶剂改为1，2-丙二醇，其他按照例1的条件可以得到双牛羊油酸酰胺基乙基聚乙氧基甲基硫酸甲酯铵季铵盐。外观为膏状物，活性物含量90%。产品需要温水分散。
权利要求
一种亲水柔软剂，其特征是其组成成分的重量百分比为季铵盐柔软剂活性物70％～90％，无水的低沸点低碳醇溶剂或无水的高沸点水溶性醇溶剂10％～30％。
2. 如权利要求l所述的亲水柔软剂。其特征是所述的无水的低沸点低碳醇可以是乙 醇、正丙醇、异丙醇，无水的高沸点水溶性醇可以是乙二醇、丙二醇。
3. —种亲水柔软剂的制备方法，用来制备权利要求l中说书的亲水柔软剂，其特征是其工艺步骤包括1) 备料原料有不饱和脂肪酸、二乙烯三胺、环氧乙烷、季铵化试剂、无水的低沸点低 碳醇或无水的高沸点水溶性醇。2) 在反应釜中制备亲水柔软剂反应釜中加入不饱和脂肪酸，冲入氮气置换二次，在8(TC的温度下开始搅拌加入二乙烯三胺，逐渐升温到160-17(TC，保温5小时，由不饱和脂肪酸与二乙烯三胺进行酰胺化反应，脱水得到双酰胺；降温到100-12(TC，在密闭条件下，缓慢加入环氧乙烷，进行乙氧基化反应，得到乙氧基 双酰胺基乙基叔胺；再次降温，并加入无水的低沸点低碳醇或无水的高沸点水溶性醇，这里只加入其中的 一种，加入量占整个亲水柔然剂的重量比值为5% 10X，在60-8(TC时滴加季铵化试剂进 行季铵化反应，并在8(TC保温3小时，得到季铵盐柔软剂活性物，季铵盐柔软剂活性物和溶 剂按配比比例配比得到亲水柔软剂。
4. 如权利要求3所述的亲水柔软剂的制备方法，其特征是其步骤1)中所述原料脂肪 酸选用色泽浅，气味小，过氧化物含量小的原料如精制油酸、牛羊油酸等，二乙烯三胺选用 纯度为99%以上且不含有乙二胺的原料，环氧乙烷、季铵化试剂为工业级，季铵化试剂可以 是硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、氯甲烷、氯乙烷等，优选硫酸二甲酯、硫酸二乙酯。
5. 如权利要求3所述的亲水柔软剂的制备方法，其特征是步骤2)中所述的不饱和脂肪 酸与二乙烯三胺进行酰胺化反应化学式为<formula>formula see original document page 2</formula>
6. 如权利要求3所述的亲水柔软剂的制备方法，其特征是步骤2)中所述的氧基化反应 化学式为<formula>formula see original document page 2</formula>
7. 如权利要求3所述的亲水柔软剂的制备方法，其特征是步骤2)中所述的不饱和脂肪 酸与二乙烯三胺进行酰胺化反应化学式为<formula>formula see original document page 3</formula>
全文摘要
本发明公开了一种亲水柔软剂及其制备方法，季铵盐柔软剂活性物70％～90％，无水的低沸点低碳醇溶剂或无水的高沸点水溶性醇溶剂10％～30％，该柔软剂不含磷，不含烷基酚聚氧乙烯醚和甲醛等有害物质，可生物降解，同时具有柔软、亲水、抗静电的功能，用于纤维素纤维后整理，以及造纸、皮革等的柔软整理。
文档编号D06M13/00GK101736581SQ20091026441
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者李学民 申请人:苏州联胜化学有限公司