本發(fā)明涉及織物柔軟劑技術(shù)領(lǐng)域,更具體地說,是涉及一種具有雙子結(jié)構(gòu)的高蓬松手感柔軟劑及其制備方法。
背景技術(shù):
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紡織品在加工過程中,經(jīng)多次處理后手感會變粗糙,為了使織物具有柔軟、滑爽、舒適的手感,就需要對其進(jìn)行柔軟整理。纖維本身一般都帶有負(fù)電荷,由陽離子表面活性劑制成的柔軟劑可以很好的吸附于纖維表面,有效地降低纖維靜電和纖維間的摩擦,因此陽離子柔軟劑仍將成為柔軟整理劑的主導(dǎo)方向。
應(yīng)用較多的陽離子型柔軟劑包括含酰胺基團(tuán)的單烷基、雙烷基陽離子型柔軟劑、咪唑啉型柔軟劑,季銨鹽型柔軟劑。前者利用脂肪酰胺基的剛性,使得織物手感豐滿柔軟,但總體舒適效果一般。咪唑啉型和季銨鹽型則手感較好,但咪唑啉成本較高、黃變色變較大;季銨鹽型則多使用劇毒原料,陽離子性較強,無法實現(xiàn)同浴整理。
目前國內(nèi)多數(shù)先進(jìn)企業(yè)在棉織物后整理過程中,為縮短加工工藝流程,節(jié)能減排和降本增效,會同時進(jìn)行增白-柔軟處理,即增白柔軟同浴工藝整理。這就要求柔軟劑不但柔軟度高,還要配伍性強。非離子型柔軟劑可以滿足離子性的需求,但手感差、價格高、處理后織物柔軟度不持久。
隨著人們對織物手感的要求越來越高,蓬松的柔軟手感、高相容性和高性價比已成為適應(yīng)市場需求、提高產(chǎn)品質(zhì)量和附加價值的重要條件。因此,結(jié)合脂肪長鏈段的柔軟平滑特性,從酰胺剛性結(jié)構(gòu)出發(fā),將合成的酰胺鏈段中間體進(jìn)行交聯(lián)支撐,形成理想手感的陽離子型柔軟劑。該柔軟劑整理后織物手感柔軟蓬松度高、耐洗、配伍性較強,特別適合毛巾及高品質(zhì)織物的后整理。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
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本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,提供一種成本相對較低、具有高蓬松柔軟手感、耐洗且離子配伍性較強的脂肪酰胺雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑及其制備方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑,其結(jié)構(gòu)通式 :
其中,R為C16~C21直鏈烷基;
P=1,2;q=0,1;且滿足p+q=2;
m=1,2;n=0,1;且滿足m+n=2;
A為:
或
或或
上述高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑的制備方法:以長鏈脂肪酸或長鏈脂肪酸酯、胺類化合物、催化劑為原料,經(jīng)酰胺化或酯交換反應(yīng)制得相應(yīng)的仲胺中間體,再加入交聯(lián)劑將脂肪長鏈鏈段交聯(lián)支撐,最后選取合適的有機酸中和,加入烷基聚氧乙烯醚乳化劑,制得具有雙子結(jié)構(gòu)的高舒適手感柔軟劑,具體如下:
S1)酰胺化或酯交換反應(yīng):將長鏈脂肪酸或長鏈脂肪酸酯加入反應(yīng)容器,加熱至熔融后開動攪拌,在氮氣氛下升溫至90℃使其全部熔化,加入催化劑,待溫度繼續(xù)升至110℃,加入胺類化合物,升溫后進(jìn)行酰胺化或酯交換反應(yīng),攪拌反應(yīng)至酸值小于5mgKOH/ g 結(jié)束反應(yīng)。催化劑用量為長鏈脂肪酸或長鏈脂肪酸酯重量的0.1%~0.3%;
S2)交聯(lián)反應(yīng):待上述產(chǎn)物仲胺中間體降溫至指定溫度,加入交聯(lián)劑進(jìn)行梯度保溫反應(yīng),得交聯(lián)產(chǎn)物。所述的長鏈脂肪酸、胺類化合物、交聯(lián)劑的摩爾比為1.0:0.5~0.6:0.3~0.7,所述的長鏈脂肪酸酯、胺類化合物、交聯(lián)劑的摩爾比為1.0:1.5~1.6:0.9~2.1;
S3)中和反應(yīng):完成交聯(lián)反應(yīng)后降溫,加入有機酸中和反應(yīng)30min;
S4)復(fù)配:于產(chǎn)物中加入合適的烷基聚氧乙烯醚類乳化劑,攪拌20min,得目標(biāo)產(chǎn)物。
所述酰胺化及酯交換反應(yīng)中長鏈脂肪酸為硬脂酸;所述的長鏈脂肪酸酯為長鏈脂肪酸三甘酯;所述的長鏈脂肪酸三甘酯為氫化牛羊油酸,所述的催化劑為次亞磷酸。
所述酰胺化及酯交換反應(yīng)中胺類化合物為二乙烯三胺或β-羥乙基乙二胺與二乙烯三胺的兩者混合物,優(yōu)選兩者混合物。
所述酰胺化及酯交換反應(yīng)中,長鏈脂肪酸或長鏈脂肪酸酯與二乙烯三胺的酰胺化溫度為140~180℃,優(yōu)選170~175℃;長鏈脂肪酸或長鏈脂肪酸酯與β-羥乙基乙二胺、二乙烯三胺兩者混合物的酰胺化溫度為140~170℃,優(yōu)選160~170℃。
所述交聯(lián)反應(yīng)中交聯(lián)劑可以為尿素、雙氰胺、二氯乙烷、二溴乙烷或氯乙酸乙二醇雙酯,優(yōu)選尿素、雙氰胺。
所述交聯(lián)反應(yīng)中交聯(lián)梯度反應(yīng)溫度中第一階段溫度為90~170℃,優(yōu)選90~95℃和155~165℃,第二階段溫度為100~200℃,優(yōu)選100~105℃和175~200℃。
所述中和反應(yīng)中有機酸為乙酸、甲酸,優(yōu)選乙酸。
所述中和反應(yīng)溫度為90~110℃,優(yōu)選100~105℃。
所述復(fù)配中烷基聚氧乙烯醚類乳化劑為平平加O-25或AEO-15與平平加O-25復(fù)合物。
所述復(fù)配溫度為70~90℃,優(yōu)選80~85℃。
本發(fā)明提供的高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑為淡黃色固體,其突出優(yōu)點和積極效果在于:
.整理后織物手感柔軟蓬松度高且耐洗,特別適合毛巾及高品質(zhì)織物的后整理。
.成本相對較低。
.乳液呈弱陽離子型,織物后整理過程配伍性較強。
具體實施方式:
下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實施例1:
將300g硬脂酸(平均分子量為284)加入帶有溫度計、攪拌器、冷凝管的 500ml 四口燒瓶中,加熱至熔融后開動攪拌,在氮氣氛下升溫至90℃使其全部熔化,加入0.6g次亞磷酸,待溫度升至110℃,加入55g二乙烯三胺,繼續(xù)升溫至140~150℃保溫1h,保溫結(jié)束再升溫至170~175℃保溫1.5h,關(guān)閉氮氣開啟真空泵,控溫于170~175℃真空脫水4h(真空度-0.09MPa以上),脫水結(jié)束氮氣破空,取樣檢測物料酸值,當(dāng)酸值小于5mgKOH/g時完成第一步酰胺化反應(yīng)。
待物料溫度降至156℃,加入43g尿素(加尿素要慢慢加,防止突沸?。?,控溫于155~165℃反應(yīng)30min,繼續(xù)升溫至195~200℃保溫40min,完成梯度保溫。
保溫結(jié)束,降溫至98℃,加入20g乙酸,控溫于95~100℃反應(yīng)30min。
降溫至92℃,加入21g平平加O-25,80~85℃攪拌20min,制得上述(a)結(jié)構(gòu)的高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑(1#)408.5g。
實施例2:
用299g氫化牛羊油(平均分子量為851)代替300g硬脂酸,用6g AE0-15與12g平平加O-25復(fù)合乳化劑代替21g平平加O-25,其它試劑、用量及合成工藝不變,重復(fù)實施例1,制得上述(a)結(jié)構(gòu)的高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑(2#)414.7g。
實施例3:
將300g硬脂酸(平均分子量為284)加入帶有溫度計、攪拌器、冷凝管的 500ml 四口燒瓶中,加熱至熔融后開動攪拌,在氮氣氛下升溫至90℃使其全部熔化,加入0.6g次亞磷酸,待溫度升至110℃,加入13.6g二乙烯三胺和42gβ-羥乙基乙二胺,繼續(xù)升溫至140~150℃保溫1h,保溫結(jié)束再升溫至160~170℃保溫1.5h,關(guān)閉氮氣開啟真空泵,控溫于160~170℃真空脫水4h(真空度-0.09MPa以上),脫水結(jié)束氮氣破空,取樣檢測物料酸值,當(dāng)酸值小于5mgKOH/g時完成第一步酰胺化反應(yīng)。
待物料溫度降至156℃,加入43g尿素(加尿素要慢慢加,防止突沸?。販赜?55~165℃反應(yīng)30min,繼續(xù)升溫至195~200℃保溫40min,完成梯度保溫。
保溫結(jié)束,降溫至110℃,加入20g乙酸,控溫于100~110℃反應(yīng)30min。
降溫至92℃,加入21g平平加O-25,85~90℃攪拌20min,制得上述(a)結(jié)構(gòu)的高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑(3#)398.8g。
實施例4:
用299g氫化牛羊油(平均分子量為851)代替300g硬脂酸,用6g AE0-15與12g平平加O-25復(fù)合乳化劑代替21g平平加O-25,其它試劑、用量及合成工藝不變,重復(fù)實施例3,制得上述(a)結(jié)構(gòu)的高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑(4#)407.5g。
實施例5:
將300g硬脂酸(平均分子量為284)加入帶有溫度計、攪拌器、冷凝管的 500ml 四口燒瓶中,加熱至熔融后開動攪拌,在氮氣氛下升溫至90℃使其全部熔化,加入0.6g次亞磷酸,待溫度升至110℃,加入13.6g二乙烯三胺和42gβ-羥乙基乙二胺,繼續(xù)升溫至140~150℃保溫1h,保溫結(jié)束再升溫至160~170℃保溫1.5h,關(guān)閉氮氣開啟真空泵,控溫于160~170℃真空脫水4h(真空度-0.09MPa以上),脫水結(jié)束氮氣破空,取樣檢測物料酸值,當(dāng)酸值小于5mgKOH/g時完成第一步酰胺化反應(yīng)。
待物料溫度降至156℃,加入52g雙氰胺,控溫于155~160℃反應(yīng)30min,繼續(xù)升溫至175~180℃保溫1h,完成梯度保溫。
保溫結(jié)束,降溫至110℃,加入20g乙酸,控溫于100~110℃反應(yīng)30min。
降溫至92℃,加入21g平平加O-25,80~85℃攪拌20min,制得上述(a)結(jié)構(gòu)的高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑(5#)403.7g。
實施例6:
用299g氫化牛羊油(平均分子量為851)代替300g硬脂酸,用6g AE0-15與12g平平加O-25復(fù)合乳化劑代替21g平平加O-25,其它試劑、用量及合成工藝不變,重復(fù)實施例5,制得上述(a)結(jié)構(gòu)的高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑(6#)415.3g。
實施例7:
將300g硬脂酸(平均分子量為284)加入帶有溫度計、攪拌器、冷凝管的 500ml 四口燒瓶中,加熱至熔融后開動攪拌,在氮氣氛下升溫至90℃使其全部熔化,加入0.6g次亞磷酸,待溫度升至110℃,加入13.6g二乙烯三胺和42gβ-羥乙基乙二胺,繼續(xù)升溫至140~150℃保溫1h,保溫結(jié)束再升溫至160~170℃保溫1.5h,關(guān)閉氮氣開啟真空泵,控溫于160~170℃真空脫水4h(真空度-0.09MPa以上),脫水結(jié)束氮氣破空,取樣檢測物料酸值,當(dāng)酸值小于5mgKOH/g時完成第一步酰胺化反應(yīng)。
待物料溫度降至95℃,開始滴加58g二氯乙烷,控溫于90~95℃反應(yīng)2h,繼續(xù)升溫至100~105℃保溫3.5h,完成梯度保溫。
保溫結(jié)束,加入20g乙酸,控溫于100~105℃反應(yīng)30min。
降溫至92℃,加入21g平平加O-25,75~80℃攪拌20min,制得上述(a)結(jié)構(gòu)的高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑(7#)409.3g。
實施例8:
用299g氫化牛羊油(平均分子量為851)代替300g硬脂酸,用6g AE0-15與12g平平加O-25復(fù)合乳化劑代替21g平平加O-25,其它試劑、用量及合成工藝不變,重復(fù)實施例7,制得上述(a)結(jié)構(gòu)的高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑(8#)420.1g。
實施例9:
將300g硬脂酸(平均分子量為284)加入帶有溫度計、攪拌器、冷凝管的 500ml 四口燒瓶中,加熱至熔融后開動攪拌,在氮氣氛下升溫至90℃使其全部熔化,加入0.6g次亞磷酸,待溫度升至110℃,加入13.6g二乙烯三胺和42gβ-羥乙基乙二胺,繼續(xù)升溫至140~150℃保溫1h,保溫結(jié)束再升溫至160~170℃保溫1.5h,關(guān)閉氮氣開啟真空泵,控溫于160~170℃真空脫水4h(真空度-0.09MPa以上),脫水結(jié)束氮氣破空,取樣檢測物料酸值,當(dāng)酸值小于5mgKOH/g時完成第一步酰胺化反應(yīng)。
待物料溫度降至95℃,開始滴加65g二溴乙烷,控溫于90~95℃反應(yīng)2h,繼續(xù)升溫至100~105℃保溫3.5h,完成梯度保溫。
保溫結(jié)束,加入20g乙酸,控溫于100~105℃反應(yīng)30min。
降溫至92℃,加入21g平平加O-25,75~80℃攪拌20min,制得上述(a)結(jié)構(gòu)的高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑(9#)415.4g。
實施例10:
用299g氫化牛羊油(平均分子量為851)代替300g硬脂酸,用6g AE0-15與12g平平加O-25復(fù)合乳化劑代替21g平平加O-25,其它試劑、用量及合成工藝不變,重復(fù)實施例7,制得上述(a)結(jié)構(gòu)的高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑(10#)425.0g。
實施例11:
將300g硬脂酸(平均分子量為284)加入帶有溫度計、攪拌器、冷凝管的 500ml 四口燒瓶中,加熱至熔融后開動攪拌,在氮氣氛下升溫至90℃使其全部熔化,加入0.6g次亞磷酸,待溫度升至110℃,加入13.6g二乙烯三胺和42gβ-羥乙基乙二胺,繼續(xù)升溫至140~150℃保溫1h,保溫結(jié)束再升溫至160~170℃保溫1.5h,關(guān)閉氮氣開啟真空泵,控溫于160~170℃真空脫水4h(真空度-0.09MPa以上),脫水結(jié)束氮氣破空,取樣檢測物料酸值,當(dāng)酸值小于5mgKOH/g時完成第一步酰胺化反應(yīng)。
待物料溫度降至95℃,加入69g氯乙酸乙二醇雙酯,控溫于90~95℃反應(yīng)2h,繼續(xù)升溫至100~105℃保溫3.5h,完成梯度保溫。
保溫結(jié)束,加入20g乙酸,控溫于100~105℃反應(yīng)30min。
降溫至92℃,加入21g平平加O-25,80~85℃攪拌20min,制得上述(a)結(jié)構(gòu)的高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑(11#)419.7g。
實施例12:
用299g氫化牛羊油(平均分子量為851)代替300g硬脂酸,用6g AE0-15與12g平平加O-25復(fù)合乳化劑代替21g平平加O-25,其它試劑、用量及合成工藝不變,重復(fù)實施例15,制得上述(a)結(jié)構(gòu)的高舒適手感雙子結(jié)構(gòu)柔軟劑(12#)430.0g。
為驗證以上合成所得產(chǎn)品,通過柔軟劑應(yīng)用性能測試來對比說明。試驗結(jié)果表明,在棉針織布和毛巾布上,12只小樣的手感蓬松度均明顯優(yōu)于酰胺型陽離子軟片和非離子軟片對比樣,在棉針織布上,酰胺型陽離子軟片對白度影響稍大,其他小樣對白度影響差異不大。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例而已。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。