2﹒3磷酸酯在抗静电剂中的应用
磷酸酯抗静电剂主要是烷基磷酸酯和烷基醚磷酸酯。烷基磷酸酯型抗静电剂不仅具有良好的抗静电性,而且具有乳化、防锈和分散等性能,应用范围广泛,除纺织外它还可作为皮革、塑料用抗静电剂。主要成分为单酯和双酯,单酯抗静电性优于双酯。双酯能赋予织物优良的平滑性,摩擦系数低,有利于减轻静电的产生。烷基(醚)磷酸酯盐的单双酯比例对性能也有影响,单酯含量高,抗静电性好,平滑性差﹔双酯多,则平滑性好,抗静电性下降
烷基磷酸酯阴离子抗静电剂按烷基的长短可分为低碳醇磷酸酯和高碳醇磷酸酯两类。低碳醇磷酸酯一般是C12以下的醇,采用五氧化二磷磷酸化工艺。实际生产过程需要解决产物色泽、单双酯比例控制、组成稳定性等问题,可应用于干法纶、细旦丙纶等油剂中。低碳醇磷酸酯盐抗静电性好,平滑性差,纤维手感发涩,在高湿度时发粘,在低湿度时抗静电性明显下降。如C12烷基磷酸酯具有很好的抗静电性,但易吸潮,且吸潮后粘度大,会造成纤维与纤维之间粘和力过大,产生缠辊、纤维断头,不适应新工艺的高速度。高碳醇磷酸酯一般具有C18以上的碳链,熔点较高,是种新型抗静电剂。高碳醇磷酸酯盐抗静电性稍差,但平滑性好,纤维手感柔软、滑爽。如C18和C20高碳醇磷酸酯常温下为固体,以其为主成份的纺纱油剂经烘干后,可在纤维表面形成固体润滑膜,减少粘着性﹔而且链长增加后,平滑性提高,纤维具有更好的手感。烷基醚(或聚醚)磷酸酯盐的抗静电性主要与烷基碳链长短有关。醚链接构影响相对较小,对温度、湿度的敏感程度降低,与聚醚类单体的兼容性好。烷基磷酸酯的抗静电效果与相对湿度有很大关系,相对湿度较低时(40%),其抗静电效果较差。在相对湿度为45%~65%时,单烷基比双烷基磷酸酯的抗静电效果好。磷酸酯盐的性能与中和剂的品种有一定关系,例如磷酸酯钠盐比磷酸酯钾盐使纤维的平滑性好,但抗静电性却差。
烷基醚磷酸酯是短纤维油剂中常用的组分,随环氧乙烷基团数的增加,平滑性增加,但对抗静电效果影响不明显。烷基醚(或聚醚)磷酸酯最大的特点是与聚醚的兼容性好,可以兼有聚醚和磷酸酯的性质,具有优良的抗静电性和耐热性,是近年来国际上磷酸酯研究的热点之一。其技术核心是聚醚的结构和磷酸酯单双酯比例的控制。
阴离子磷酸酯类表面活性剂虽然存在着耐硬水性相对较差、不能在极端pH值条件下使用的缺点,它仍不失为一种性能优良的抗静电材料。季铵盐型阳离子表面活性剂具有显著抗静电性,但其缺点也很明显,它能使染料变色、耐晒牢度降低,且不能和阴离子型助剂、染料、增白剂同浴使用。磷酸酯两性表面活性剂正好弥补了上述两类表面活性剂的缺点,强化了它们的优点。磷酸酯两性表面活性剂在印染工业中的应用,已日益受到重视。
2﹒4磷酸酯用作渗透剂、流平剂、分散剂等其它助剂
磷酸酯作为渗透剂、分散助剂,主要类型是异辛醇磷酸酯和异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯。异辛醇磷酸酯的浊点达到80℃以上,具有溶解度高、耐硬水、耐酸、耐高温、乳化分散性强、润湿性强等优点而被广泛应用。作消泡剂、渗透剂及润湿剂时常采用辛醇和二甲基己醇经磷酸化制备的磷酸二辛基酯钠盐和磷酸二一(二甲基已基)酯钠盐。磷酸三异丁基酯与非离子表面活性剂适当复配可制成脱泡型润湿剂。烷基聚氧乙烯醚磷酸酯,由于水溶性好、泡沫和渗透性适中、在碱性溶液中的溶解性及稳定性高,在印染前处理中大量应用。
杨静新等将异辛醇聚氧乙烯醚与P2O5反应生成的异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐,与仲烷基磺酸钠SAS60复配而成耐碱渗透剂NT。13%异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠与13%SAS60的复配物,耐碱性可达 200g/L,渗透时间17s,适用于烧碱浓度高的织物前处理工艺。
杨海波等将合成的异辛醇磷酸酯作为渗透剂应用于陶瓷渗花工艺,解决了渗花釉渗透深度和色饱和度梯度问题。促渗混合物中渗透剂的最佳含量为 2%~3%,制得颜色、渗透深度和色饱和度梯度均较为理想的红色渗花玻化砖,产品集天然花岗岩、瓷质色点砖的耐磨、耐腐蚀、耐酸碱、不吸脏、抗折强度高,集天然大理石、印花彩釉砖的丰富装饰效果于一体,其质地莹润,典雅华贵,抛光后光洁如镜,俏丽脱俗,富丽豪华,是一种理想的装饰材料
强西怀等合成并介绍了异辛醇磷酸酯渗透剂在制革生产中的应用。在湿加工中,磷酸酯渗透剂在中性和碱性溶液中具有良好的渗透性,可广泛应用于浸水、浸灰脱毛、脱灰、中和等工序。在干加工中,它可以作为涂饰剂的流平剂,使涂饰后成膜平整光滑,从而防止了涂饰剂的流挂现象及表面凸凹不平,有助于提高涂饰层质量。
磷酸酯在涂料中用作表面活性分散剂,增强了涂料的光泽和着色性,改善了表面润湿性,提供了更稳定的分散性。水性配方中磷酸酯类表面活性剂用量一般为固体含量的0﹒2%-0﹒5%,在调稀或研磨时加入。
在乳胶漆生产过程中任意时间加入都能产生较好的效果。在制备基料阶段,既可作为乳化剂也可作为预聚合稳定剂。实验表明,磷酸酯可作为分散体稳定剂来抑制絮凝,在涂料配方的稀释阶段加入磷酸酯可以起到这种作用。磷酸分子和无机颜料有较好的亲和力,室温下磷酸酯类表面活性剂比其它表面活性剂抗粘连性稍好,而在48﹒9℃时改善明显。磷酸酯类表面活性剂在提高光泽、增强着色稳定性、改善底材润湿性和去污性方面表现出色。磷酸基团的存在还能抑制水性涂料在金属表面干燥前可能产生的闪锈,且不会改变涂料配方的中剪切黏度(KU)和高剪切黏度(I-CI)。这些特点对于我们将其应用于颜料膏、皮革填15料、复合树脂涂饰剂具有重要的借鉴意义。
3结语
磷酸酯的应用还远不止这些,比如氧化玉米淀粉磷酸酯在食品工业上用作稳定剂、增稠剂、添加剂、调味剂等,生产过程中添加适量,能改善成品质量,有效提高食品的质量。氧化玉米淀粉磷酸酯还可用于造纸工业作纸板的增强剂,印刻纸的表面施胶剂、铜板纸的颜料胶粘剂等。以上所述仅针对皮化产品具有借鉴意义的应用方面。
用于食品、保健品、医药添加剂,应该说天然磷脂具有得天独厚的优势﹔而用作纺织印染、阻燃剂、涂料、陶瓷等工业助剂,合成磷酸酯富于变化更具优越性﹔作为皮革化工产品助剂,天然磷脂与合成磷脂结合使用方能达到满意的效果。
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