专利名称：新型非离子表面活性剂二乙胺嵌段聚醚的合成方法
技术领域：
本发明属精细化工中的表面活性剂领域，涉及一种可用作柔软剂的新型非离子表面活性剂二乙胺嵌段聚醚的合成方法。
背景技术：
阳离子型表面活性剂作为纺织柔软剂是目前使用最普遍的一类柔软剂品种，主要是由于大多数纤维在水中带有负电荷，而阳离子型柔软剂带有正电荷，很易吸附在纤维表面上，与纤维结合力强，能耐高温、耐洗涤，柔软效果好，有一定的抗静电效果等。但阳离子型柔软剂对漂白织物会引起黄变，对色织物会引起色变，并伴有耐光牢度下降等弊病，使其应用受到一定限制。其中叔胺盐也属阳离子型柔软剂，因其胺盐为弱碱盐，对PH较为敏感， 在酸性条件下形成可溶于水的胺盐，碱性则游离出胺，不溶于水。叔胺盐类柔软剂也同样易于引起织物泛黄、色变、颜色不勻等问题，但略好于季铵盐类阳离子柔软剂。非离子型柔软剂对纤维的吸附性差，对合成纤维几乎没有作用，仅可起平滑作用， 但它对其它助剂的相溶性好，对电解质稳定性好，并且没有使织物黄变或色变的缺点。在实际应用中，通常是将阳离子型柔软剂与非离子型柔软剂配合使用。随着技术与工艺的进步，要求所用的产品具有多功能性，同时要求产品易于生物降解，无毒环保。若能研制出一种同时具有非离子性能又具有阳离子性能的柔软剂产品，则既可解决织物整理过程中易黄变、色变及颜色不勻等问题，也可解决柔软剂与其它助剂的相溶性以及对电解质的稳定性等问题。嵌段聚醚是一类重要的非离子表面活性剂，具有优异的特性，如低泡性、清洗性、 分散性、耐酸碱、耐电解质等。传统嵌段聚醚的合成所用引发剂主要有乙二醇、丙二醇、甘油、乙二胺等，这些引发剂通常含有两个以上活泼氢，引发剂在所形成的嵌段聚醚链的中间，因此，产品具有非离子表面活性剂的特性，但并不具有阳离子的特性，其抗静电性及柔软性皆不理想。若在嵌段聚醚分子链的端基引入一个胺基，可使所形成的产品不仅具有非离子表面活性剂特点，还具有一定的阳离子活性。从而可以代替阳离子表面活性剂在纺织染整工艺中作柔软剂、抗静电剂等。通常的长链脂肪胺具有疏水性，若以长链脂肪胺作引发剂，其所形成的聚醚产品会随着环氧烷基链的不断加长，表现出的阳离子性能减弱，其抗静电性及柔软性能均无法达到要求。
发明内容
本发明涉及一种可用作柔软剂的新型非离子表面活性剂二乙胺嵌段聚醚的合成方法。该嵌段聚醚分子结构特点是，聚合分子链的一端为二乙胺基封端，另一端是环氧丙烷聚合链。二乙胺嵌段聚醚的这种特点，使该产品在具有传统的嵌段聚醚优异特性，如低泡性、清洗性、流动性、分散性、耐酸碱、耐电解质等的同时，兼有某些阳离子表面活性剂的抗静电性、柔软性等性能，可以代替某些阳离子表面活性剂在纺织染整工艺中作柔软剂、抗静电剂、固色剂等。本发明涉及的二乙胺嵌段聚醚的合成方法，所用原材料包括二乙胺、环氧乙烷和环氧丙烷，催化剂采用氢氧化钾。本发明中，二乙胺用作引发剂，与现有的合成嵌段聚醚的传统引发剂乙二醇、丙二醇、甘油、乙二胺等相比，二乙胺只有一个活泼氢，可使所形成的嵌段聚醚链是一种端基含有二乙胺基结构的叔胺，这个二乙胺端基结构的叔胺可以赋予产品除了具有嵌段聚醚的优异性能外，还有明显的阳离子特性。与长链脂肪胺类引发剂合成的嵌段聚醚相比，端基为二乙胺，环氧烷基链的加长对其阳离子性能的影响很小。此外，因二乙胺分子只有一个活泼氢，由二乙胺引发所生成的聚醚链只有一个羟基基团，产品高温稳定性也相对较好。二乙胺嵌段聚醚除了同时具有非离子与阳离子表面活性剂的特性外，嵌段聚醚端基上的两个乙基的特殊结构，使产品对染料具有良好的固色性能，还可用作直接染料的固色剂，并且兼具有勻染、柔软、抗静电等效果，十分适合作纤维柔软剂。 在本发明中，环氧乙烷可形成亲水基，环氧丙烷可形成疏水基，它们是嵌段聚醚链的主要成份，在氢氧化钾催化作用下，分步聚合形成嵌段聚醚。本发明所涉及的二乙胺嵌段聚醚是采用分步合成的方法，即先使引发剂与环氧乙烷反应生成中间体，再在催化剂作用下，先与环氧乙烷反应，最后再与环氧丙烷发生聚合反应。因此所合成的嵌段聚醚的一端为二乙胺基封端，另一端是环氧丙烷聚合链。因环氧丙烷的亲油性，使产品具有良好的消泡性及润滑性。通过对现有相关阳离子型表面活性剂产品制备方法的分析比较，本发明所述产品的合成方法，具有反应条件温和，容易控制，产品收率高，副产物少，排放少等特点。本发明的产品二乙胺嵌段聚醚的合成工艺是这样实现的，在反应釜中加入二乙胺，在氮气的保护下，升温至70°C左右，慢慢滴加环氧乙烷，滴加完毕后，控制反应温度在 120 130°C，保温1小时。降温至40°C，得合成中间体(I)。向中间体(I)中加入催化剂氢氧化钾，在120°C下，缓慢滴加环氧乙烷，控制反应温度130 170°C，反应8 10小时。 最后再滴加环氧丙烷，控制反应温度130 170°C，滴加完毕后，保温1小时。降温至80°C， 加入冰醋酸，升温至100 120°C脱水1小时后，降温到60°C，过滤，出料。该发明中，二乙胺嵌段聚醚的合成是分两步进行的，在第一步合成中间体(I)的反应中，要求二乙胺与环氧乙烷的重量比为1 0.5 0.7。本发明所述的二乙胺嵌段聚醚的合成方法中，所用催化剂氢氧化钾加入重量数为反应中所用的二乙胺、环氧乙烷及环氧丙烷总重量的0. 3% 0. 5%。本发明所述的二乙胺嵌段聚醚的合成方法中，所用的二乙胺与环氧乙烷、环氧丙烷重量比为1 9. 3 17 21 35。本发明所述的二乙胺嵌段聚醚的合成方法中，反应温度为120 170°C，反应时间 12 20小时。本发明所制得的二乙胺嵌段聚醚常温下为淡黄色透明液体，色泽< 150 (Pt-Co)， 浊点为25 30°C，PH值为8 9，水份为0. 5%以下。
具体实施例方式实施例1
在洁净的反应釜中加入二乙胺2. lKg，抽真空至-0. IMPa，在氮气的保护下，升温至120°C，慢慢滴加1. 4Kg环氧乙烷，控制反应温度在120 130°C，滴加完毕后，保温1小时，降温至40°C出料，得合成中间体。取上述合成中间体0. 6Kg，加入催化剂氢氧化钾52g，抽真空至_0. 09MPa，然后通入氮气至0. IMPa，再抽真空至-0. 095MPa，升温至120°C，缓慢加入环氧乙烷5. MKg，控制反应温度130 150°C，滴加完毕后，保温1小时，再缓慢滴加环氧丙烷10. 16Kg，控制反应温度130 150°C，滴加完毕后，保温1小时，降温至80°C加入冰醋酸47g，升温至120°C脱水 1小时后，降温到60°C出料。实施例2在洁净的反应釜中加入二乙胺2. Ig，抽真空至-0. IMPa，在氮气的保护下，升温至120°C，慢慢滴加1. 2Kg环氧乙烷，控制反应温度在120 130°C，滴加完毕后，保温1小时，降温至40°C出料。取实施例2中的合成中间体0. 7Kg，加入催化剂氢氧化钾76g，抽真空至-0. 09MPa, 然后通入氮气至0. IMPa，再抽真空至-0. 095MPa，升温至120°C，缓慢加入环氧乙烷4. 3Kg, 控制反应温度130 150°C，滴加完毕后，保温1小时，再缓慢滴加环氧丙烷11. OKg，控制反应温度130 150°C，滴加完毕后，保温1小时，降温至80°C加入冰醋酸47g，升温至120°C 脱水1小时后，降温到60°C出料。实施例3在洁净的反应釜中加入二乙胺2. 16Kg，抽真空至-0. IMPa，在氮气的保护下，升温至120°C，慢慢滴加1. 34Kg环氧乙烷，控制反应温度在120 130°C，滴加完毕后，保温1小时，降温至40°C出料，得合成中间体。取实施例3的合成中间体0. 7Kg，加入催化剂氢氧化钾64g，抽真空至-0. 09MPa，然后通入氮气至0. IMPa，再抽真空至-0. 095MPa，升温至120°C，缓慢加入环氧乙烷4. 9Kg，控制反应温度130 150°C，滴加完毕后，保温1小时，再缓慢滴加环氧丙烷10. 4Kg，控制反应温度130 150°C，滴加完毕后，保温1小时，降温至80°C加入47g冰醋酸，升温至120°C脱水1小时后，降温到60°C出料。上述各实例中所制得二乙胺嵌段聚醚经测试，指标如下
权利要求
1.一种可用作柔软剂的新型非离子表面活性剂二乙胺嵌段聚醚的合成方法，其特征在于合成二乙胺嵌段聚醚所用原材料包括二乙胺、环氧乙烷和环氧丙烷，所用催化剂为氢氧化钾；二乙胺嵌段聚醚的合成是分两步进行的第一步是在氮气的保护下，无需催化剂，先让二乙胺与环氧乙烷反应生成中间体(I)，第二步是取中间体(I)，加入催化剂氢氧化钾， 在氮气保护下先与环氧乙烷进行聚合反应，最后加入环氧丙烷进行聚合反应。
2.如权利要求1中所述的二乙胺嵌段聚醚的合成方法，其特征在于在第一步合成中间体(I)的反应中，要求二乙胺与环氧乙烷的重量比为1 0.5 0.7。
3.如权利要求1中所述的二乙胺嵌段聚醚的合成方法，其特征在于整个反应中所用的二乙胺与环氧乙烷、环氧丙烷重量比为1 9. 3 17 21 35。
4.如权利要求1中所述的二乙胺嵌段聚醚的合成方法，其特征在于第二步合成中所用催化剂氢氧化钾加入的重量数为反应中所用的二乙胺、环氧乙烷及环氧丙烷总重量的 0. 3% 0. 5%。
5.如权利要求1中所述的二乙胺嵌段聚醚合成方法，其特征在于反应温度为120 170°C，反应时间12 20小时。
全文摘要
本发明涉及一种可用作柔软剂的新型非离子表面活性剂二乙胺嵌段聚醚的合成方法。该合成中所用原材料包括二乙胺、环氧乙烷和环氧丙烷；所用催化剂为氢氧化钾。产品合成的工艺过程分两步进行，第一步反应是在无催化剂情况下使二乙胺先与环氧乙烷反应得到中间体(I)，其中二乙胺与环氧乙烷重量比为1∶0.5-0.7；第二步反应是取一定量的中间体(I)，加入氢氧化钾，控制温度在120-170℃，滴加环氧乙烷，待反应完全后，再加入环氧丙烷进行聚合。整个反应所用的二乙胺与环氧乙烷、环氧丙烷重量比为1∶9.3～17∶21～35。反应温度控制在120-170℃，反应时间需要12～20小时。
文档编号D06M15/53GK102286147SQ20111017176
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者于巧云, 倪雪梅, 宋文贤, 王力军, 穆健, 郑雁 申请人:大连广汇科技有限公司