專利名稱：一種織物抗靜電劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及印染助劑，具體地說是一種主要成分為短鏈脂肪醇甘油聚氧乙烯醚磷酸単酯鹽的織物抗靜電劑。
背景技術：
抗靜電劑需要根據不同的布種和不同的使用方法來選擇，例如一些天然纖維或以天然纖維為主的織物選擇抗靜電性能一般的助劑即可，因為天然纖維一般含有親水基團，容易吸收空氣中的水分和其它雜質而導電，國內一般采用一些無機鹽、多元醇和常用的表面活性劑來解決。對于含有親水基團少或者不含有親水基團的纖維及其混紡織物，例如聚酯纖維、尼龍纖維、聚丙烯纖維等等，需要一些抗靜電性能更好的抗靜電劑，尤其是聚丙烯纖維，根本不含親水基團，一般的抗靜電劑難以滿足要求，需要從國外STEPAN、高爾斯敦等公司購買。而國內的抗靜電劑通常是達到一定抗靜電效果后，繼續增加用量抗靜電效果仍無法繼續提升，亟待開發性能更加優異的抗靜電劑。
國外的抗靜電劑一般抗靜電效果良好，抗靜電的極限值較高，但同時價格較貴，例如STEPAN公司的ZELEC TY的價格一般在50元/公斤左右，高爾斯敦的ASY價格一般也在40-50元/公斤之間，主要用于一些對抗靜電性能要求較高的纖維，與防水劑使用時，對防水效果影響小。目前國內的許多抗靜電劑含有氯離子、硫酸根或硝酸根離子，在酸性條件下使用會腐蝕設備，國外的一般不含有無機強酸離子。抗靜電劑的配伍性很重要，抗靜電劑通常與別的織物整理劑一起使用，所以一般要保證與大部分助劑配伍性良好，配合使用不會產生沉淀和懸浮物等，不會對別的整理劑性能產生影響或影響很小。長鏈烷基聚氧乙烯醚磷酸鹽作為一種抗靜電劑經常被用于織物整理中，但由于市場上銷售的磷酸鹽分子量一般較大，單酯含量不高，整理效果不太理想，還會對織物防水性能產生影響，因為疏水碳鏈長，抗靜電效果也不是很理想。US6262130公開了一種高含量磷酸單酯的合成方法，磷酸單酯與磷酸雙酯的摩爾比可以達到80:20甚至更高，主要是用長鏈脂肪醇與多聚磷酸和五氧化二磷反應，通過控制原料配比等因素制得穩定、高含量、可泵送的磷酸單酯，該方法只涉及合成，不涉及在織物上的抗靜電效果。CN1158132A介紹了一種磷酸單酯的制備方法，將碳原子數為6-30的脂肪醇與烯化氧的加成物與多聚磷酸和五氧化二磷進行磷酸化反應，詳細介紹了制備方法，對制備磷酸單酯鹽有很好的借鑒意義，在工業上有廣泛的應用，但不適合用在織物抗靜電整理上。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種抗靜電效果優異、對防水效果影響小、更適用于對抗靜電效果要求高的織物的磷酸單酯鹽抗靜電劑。為此，本發明采用以下的技術方案:一種織物抗靜電劑，其主要成分為短鏈脂肪醇甘油聚氧乙烯醚磷酸單酯鹽，通過以下方法制成:先用短鏈脂肪醇與甘油進行醚化，制得的短鏈脂肪醇甘油醚再與乙二醇低聚物進行醚化， 制得的短鏈脂肪醇甘油聚氧乙烯醚在五氧化二磷和多聚磷酸的存在下進行磷酸化反應，然后加水進行水解，最后用堿中和。進一步，所述的短鏈脂肪醇為下述化合物的一種或任意組合:正戊醇，異戊醇，新戊醇，正己醇，異己醇，正庚醇，異庚醇。進一步，所述的乙二醇低聚物為下述化合物的一種或任意組合:二甘醇，三甘醇，四甘醇。進一步，所述的多聚磷酸含量以五氧化二磷計為83-88%。進一步，所述的磷酸化反應為:通氮氣，將多聚磷酸投入到短鏈脂肪醇甘油聚氧乙烯醚中，溫度控制在45°C以下，投料時間為1.0-1.5小時，再投入五氧化二磷，溫度控制在500C以下，投料完畢后，攪拌混合20-40分鐘，然后溫度升至85±2°C，保溫4_6小時。
進一步，所述的堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水、一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。本發明采用的工藝條件和主要技術參數如下(物料配比為摩爾比):
1.短鏈脂肪醇與甘油的醚化
原料:短鏈脂肪醇、甘油和濃硫酸；
反應溫度:105-110。。；
時間:2.5-3小時；
短鏈脂肪醇:甘油=I:1 ;
其它條件:通氮氣。2.短鏈脂肪醇甘油醚與乙二醇低聚物的醚化 原料:短鏈脂肪醇甘油醚和乙二醇低聚物；
溫度:115-120。。；
時間:2.5-3小時；
短鏈脂肪醇甘油醚:乙二醇低聚物=I:1 ；
其它條件:通氮氣。3.短鏈脂肪醇甘油聚氧乙烯醚的磷酸化
原料:短鏈脂肪醇甘油聚氧乙烯醚、多聚磷酸和五氧化二磷；
多聚磷酸投料溫度45°C ;
五氧化二磷投料溫度50°C ;
溫度:85±2°C ；
時間:6小時；
其它條件:短鏈脂肪醇甘油聚氧乙烯醚與磷原子的數量比為1:1.0-1.1 ;通氮氣。4.磷酸化產物的水解 原料:磷酸化產物、去離子水；
溫度:85±2°C ；
時間:2小時；
其它條件:通氮氣。5.中和
原料:水解產物、堿或者堿的水溶液；
溫度850C ；
中和后pH值:7.0-9.0 ；其它條件:通氮氣。本發明在現有抗靜電劑的基礎上，設計出更適合用于織物的磷酸單酯鹽抗靜電齊U，其具有以下有益效果:1.脂肪醇的疏水碳鏈更短，更利于提高抗靜電效果；2.分子結構中引入甘油，親水性更好，抗靜電效果更好；3.環氧乙烷的聚合度為2-4，既可以提高親水性，又避免分子量過大，可以有很好的抗靜電效果(分子量過大易吸附在織物上，影響防水效果)；4.主要成分為磷酸單酯鹽，抗靜電效果優于磷酸雙酯和三酯。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明。
實施例1
將118.5克異庚醇、93.4克甘油、3克濃硫酸加入IOOOml四口燒瓶中，通氮氣，開動攪拌，溫度控制在105-110°C之間，保溫反應2.5小時，加入四甘醇198.2克，升溫至115-120°C之間，繼續反應3小時，降溫至40°C以下，投入72克多聚磷酸(P2O5含量85%)，投料要緩慢均勻，投料時間為I小時，溫度控制在45°C以下，投料完畢后加入五氧化二磷16克，溫度控制在50°C以下，攪拌混合30分鐘，使物料混合均勻，用30分鐘時間升溫至85°C，保溫5小時,加5克去離子水水解30分鐘,最后加入112克氫氧化鉀和200克水的混合液，制得主要成分為異庚醇甘油聚氧乙烯醚(E0=4)磷酸單酯鉀鹽的抗靜電劑。實施例2
將90克異戊醇、93.·4克甘油、3克濃硫酸加入IOOOml四口燒瓶中，通氮氣，開動攪拌，溫度控制在105-110°C之間，保溫反應2.5小時，加入三甘醇153.2克，升溫至115_120°C之間，繼續反應3小時，降溫至40°C以下，投入70克多聚磷酸(P2O5含量84%)，投料要緩慢均勻，投料時間為I小時，溫度控制在45°C以下，投料完畢后加入五氧化二磷17.5克，溫度控制在50°C以下，攪拌混合30分鐘，使物料混合均勻，用30分鐘時間升溫至85°C，保溫5小時，加5克去離子水水解30分鐘，最后加入125克一乙醇胺和200克水的混合液，制得主要成分為異戊醇甘油聚氧乙烯醚(E0=3)磷酸單酯鹽的抗靜電劑。實施例3
將104.2克異己醇、93.4克甘油、3克濃硫酸加入IOOOml四口燒瓶中，通氮氣，開動攪拌，溫度控制在105-110°C之間，保溫反應2.5小時，加入四甘醇198.2克，升溫至115-120°C之間，繼續反應3小時，降溫至40°C以下，投入67克多聚磷酸(P2O5含量88%)，投料要緩慢均勻，投料時間為I小時，溫度控制在45°C以下，投料完畢后加入五氧化二磷19克，溫度控制在50°C以下，攪拌混合30分鐘，使物料混合均勻，用30分鐘時間升溫至85°C，保溫5小時，加5克去離子水水解30分鐘，最后加入215克二乙醇胺和100克水的混合液，制得主要成分為異己醇甘油聚氧乙烯醚(E0=4)磷酸單酯鹽的抗靜電劑。實施例4
將118.5克正庚醇、93.4克甘油、3克濃硫酸加入IOOOml四口燒瓶中，通氮氣，開動攪拌，溫度控制在105-110°C之間，保溫反應3.0小時，加入二甘醇108.3克，升溫至115-120°C之間，繼續反應3小時，降溫至40°C以下，投入68克多聚磷酸(P2O5含量86%)，投料要緩慢均勻，投料時間為I小時，溫度控制在45°C以下，投料完畢后加入五氧化二磷18.5克，溫度控制在50°C以下，攪拌混合30分鐘，使物料混合均勻，用30分鐘時間升溫至85°C，保溫5小時，加5克去離子水水解30分鐘，最后加入330克氨水(22%)，制得主要成分為正庚醇甘油聚氧乙烯醚(EO=2)磷酸單酯鹽的抗靜電劑。實施例5
將90克正戊醇、93.4克甘油、3克濃硫酸加入IOOOml四口燒瓶中，通氮氣，開動攪拌，溫度控制在105-110°C之間，保溫反應2.5小時，加入二甘醇108.3克，升溫至115_120°C之間，繼續反應3小時，降溫至40°C以下，投入75克多聚磷酸(P2O5含量83%)，投料要緩慢均勻，投料時間為I小時，溫度控制在45°C以下，投料完畢后加入五氧化二磷14.5克，溫度控制在50°C以下，攪拌混合30分鐘，使物料混合均勻，用30分鐘時間升溫至85°C，保溫5小時，加5克去離子水水解30分鐘，最后加入80克強氧化鈉和230克水的混合液，制得主要成分為正戊醇甘油聚氧乙烯醚(E0=2)磷酸單酯鹽的抗靜電劑。為了更好的了解抗靜電效果，按GB/T 12703.1檢測，織物為滌綸米西丁，結果見表I。表1各實施例抗靜電效果對比
權利要求
1.一種織物抗靜電劑，其主要成分為短鏈脂肪醇甘油聚氧乙烯醚磷酸單酯鹽，通過以下方法制成:先用短鏈脂肪醇與甘油進行醚化，制得的短鏈脂肪醇甘油醚再與乙二醇低聚物進行醚化，制得的短鏈脂肪醇甘油聚氧乙烯醚在五氧化二磷和多聚磷酸的存在下進行磷酸化反應，然后加水進行水解，最后用堿中和。
2.根據權利要求1所述的織物抗靜電劑，其特征在于，所述的短鏈脂肪醇為下述化合物的一種或任意組合:正戊醇，異戊醇，新戊醇，正己醇，異己醇，正庚醇，異庚醇。
3.根據權利要求1所述的織物抗靜電劑，其特征在于，所述的乙二醇低聚物為下述化合物的一種或任意組合:二甘醇，三甘醇，四甘醇。
4.根據權利要求1所述的織物抗靜電劑，其特征在于，所述的多聚磷酸含量以五氧化二磷計為83-88%。
5.根據權利要求1所述的織物抗靜電劑，其特征在于，所述的磷酸化反應為:通氮氣，將多聚磷酸投入到短鏈脂肪醇甘油聚氧乙烯醚中，溫度控制在45°C以下，投料時間為1.0-1.5小時，再投入五氧化二磷，溫度控制在50°C以下，投料完畢后，攪拌混合20-40分鐘，然后溫度升至85±2°C，保溫4-6小時。
6.根據權利要求1所述的織物抗靜電劑，其特征在于，所述的堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水、一乙醇胺 、二乙醇胺或三乙醇胺。
全文摘要
本發明涉及一種織物抗靜電劑。目前的抗靜電劑大多含有無機強酸離子，易對設備產生腐蝕；不適合用于對抗靜電效果要求較高的織物；不能與防水劑復配使用。本發明織物抗靜電劑，其主要成分為短鏈脂肪醇甘油聚氧乙烯醚磷酸單酯鹽，通過以下方法制成先用短鏈脂肪醇與甘油進行醚化，制得的短鏈脂肪醇甘油醚再與乙二醇低聚物進行醚化，制得的短鏈脂肪醇甘油聚氧乙烯醚在五氧化二磷和多聚磷酸的存在下進行磷酸化反應，然后加水進行水解，最后用堿中和。本發明抗靜電效果優異，對防水效果影響小，適用于對抗靜電效果要求高的織物。
文檔編號C07F9/09GK103215806SQ20131015186
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月27日 優先權日2013年4月27日
發明者相東旭, 傅幼林, 王勝鵬, 楊小波, 何文棟, 程小霞, 陳紅梅, 鄭樂群, 周峰, 張文玲 申請人:杭州傳化精細化工有限公司