本发明涉及化纤纺丝辅助油领域，具体涉及一种聚二元醇脂肪酸酯的合成及其在化纤纺丝中的应用。
背景技术：
1、化学纤维具有质轻、化学稳定性好、耐湿性好、湿强度大、合成成本低廉、来源丰富等优点，具有巨大的应用前景和市场需求。然而，化纤在纺丝和加工过程中因不断摩擦而产生静电，影响化纤的质量和性能。因此，在纺丝过程需要使用油剂，以减少化纤在加工过程中的摩擦力和静电效应，从而改善纤维的平滑性，降低丝束的摩擦系数，改善成品的质量。低分子量聚二元醇脂肪酸酯具有较好的水溶性、抗静电性和热稳定性，被广泛用作丙纶、涤纶纺丝油剂的制备。
2、目前聚二元醇脂肪酸酯的合成有两种方法，一种是以脂肪酸与环氧乙烷进行乙氧基化反应，另一种用脂肪酸与聚二元醇通过酯化反应合成聚二元醇脂肪酸酯。在第一种方法中，由于环氧乙烷属于易燃易爆物质，在生产中要求极其严格从而其使用受到限制。第二种方法通常反应速度较慢，需要硫酸、对甲苯磺酸、酸性离子交换树脂等做为催化剂来提高反应速率，然而由于酯化反应催化的无机酸、固体酸以及酸性离子交换树脂等传统酸催化剂均存在一些不足，如腐蚀设备、污染环境、难分离、易失活、危险系数高、储存难度大、不能循环使用从而产生大量的废酸、处理困难等问题。因此，亟需寻找一种催化活性高、绿色环保、能有效改善设备腐蚀、循环使用的催化剂。
技术实现思路
1、为了克服无机酸、固体酸以及酸性离子交换树脂等传统酸催化剂腐蚀设备、难分离、污染环境、无法循环使用等问题。本发明提供了一种可循环使用的酸性离子液体作催化剂，催化聚二元醇脂肪酸酯合成的方法，并研究了其在化纤纺丝领域的应用价值。该方法使用环境友好型酸性离子液体作为催化剂能有效降低催化剂对环境污染、对设备的腐蚀、降低设备维护成本且能多次循环使用，所合成的产品尤其适用于丙纶、涤纶的纺丝油剂制备。
2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
3、本发明第一方面提供了一种聚二元醇脂肪酸酯的合成方法，包括以下步骤：
4、(1)将聚二元醇、脂肪酸混合，搅拌至脂肪酸熔化；
5、(2)在上述混合溶液变得澄清后，加入酸性离子液体继续搅拌至离子液体完全熔化；
6、(3)通入保护气体，升温至110℃-160℃，反应4-8小时；反应结束后冷却至室温，过滤，得到所述聚二元醇脂肪酸酯。
7、优选地，所述聚二元醇和脂肪酸的摩尔比为1：(0.5-4)；进一步优选地，所述聚二元醇和脂肪酸的摩尔比为1：(1-3)。
8、优选地，所述聚二元醇包括聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚丙二醇200、聚丙二醇400、聚丙二醇600、聚丁二醇250、聚丁二醇650中的至少一种。
9、优选地，所述脂肪酸为c4-c18的长链饱和一元酸。
10、进一步优选地，所述脂肪酸包括丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸、十六酸、十七酸、十八酸中的至少一种。
11、优选地，步骤(1)中，将聚二元醇、脂肪酸混合，在40℃-70℃恒温下搅拌至脂肪酸熔化。
12、优选地，所述酸性离子液体包括正丁基吡啶硫酸氢盐(cas号:867153-76-2)、1-十二烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐(cas号:901791-87-5)、1-甲基咪唑鎓硫酸氢盐(cas号：681281-87-8)、1-丁基-3-甲基咪唑氯化盐(cas号:79917-90-1)、1-乙基-3-甲基咪唑溴盐(cas号:65039-08-9)中的至少一种。
13、优选地，所述酸性离子液体的用量为所述聚二元醇、脂肪酸总质量的4％-10％。
14、优选地，步骤(1)中，加入所述酸性离子液体升温至80℃-95℃继续搅拌至离子液体完全熔化。
15、优选地，步骤(3)中，加入有机弱碱调节ph至5-7终止所述反应；进一步优选地，所述有机弱碱为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三正丙胺、三正丁胺中的至少一种。
16、本发明第二方面提供了一种聚二元醇脂肪酸酯，由所述的聚二元醇脂肪酸酯的合成方法制备得到。
17、本发明第三方面提供了所述聚二元醇脂肪酸酯在丙纶、涤纶纺丝中的应用。
18、优选地，所述聚二元醇脂肪酸酯在丙纶、涤纶纺丝油剂制备中的应用。
19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20、酸性离子液体具有不挥发性、腐蚀性弱、绿色环保、易与产物分离、高催化活性及固体酸的高密度反应活性位点等优点。同时还具有分子结构酸性可调性、化学稳定性好等。
21、本发明使用环境友好型酸性离子液体作为催化剂能有效降低催化剂对环境的污染、对设备的腐蚀、降低设备维护成本且能多次循环使用，所合成的酯在纺丝过程中能有效降低纤维间的摩擦力和静电效应，改善纤维的平滑性，降低丝束的摩擦系数，增加纤维的抱合力，提高纤维制品的质量。
1.一种聚二元醇脂肪酸酯的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的聚二元醇脂肪酸酯的合成方法，其特征在于，所述聚二元醇和脂肪酸的摩尔比为1：(0.5-4)。
3.根据权利要求2所述的聚二元醇脂肪酸酯的合成方法，其特征在于，所述聚二元醇包括聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚丙二醇200、聚丙二醇400、聚丙二醇600、聚丁二醇250、聚丁二醇650中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的聚二元醇脂肪酸酯的合成方法，其特征在于，所述脂肪酸为c4-c18的长链饱和一元酸。
5.根据权利要求4所述的聚二元醇脂肪酸酯的合成方法，其特征在于，所述脂肪酸包括丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸、十六酸、十七酸、十八酸中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的聚二元醇脂肪酸酯的合成方法，其特征在于，所述酸性离子液体包括正丁基吡啶硫酸氢盐、1-十二烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-甲基咪唑鎓硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑氯化盐、1-乙基-3-甲基咪唑溴盐中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的聚二元醇脂肪酸酯的合成方法，其特征在于，所述酸性离子液体的用量为所述聚二元醇、脂肪酸总质量的4％-10％。
8.根据权利要求1所述的聚二元醇脂肪酸酯的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，加入有机弱碱调节ph至5-7终止所述反应。
9.一种聚二元醇脂肪酸酯，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的聚二元醇脂肪酸酯的合成方法制备得到。
10.权利要求9所述的聚二元醇脂肪酸酯在丙纶、涤纶纺丝中的应用。