非離子型表面活性劑組合物的制作方法
【專利說(shuō)明】
[000。優(yōu)先權(quán)
[0002] 本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C. § 119(e)要求美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)no. 61/598, 469的優(yōu)先權(quán)，所述 申請(qǐng)題為"非離子型表面活性劑組合物（N0NI0NICSURFACTANTCOMPOSITION巧"，2012年2 月14日提交，其中該申請(qǐng)的整體為了所有目的W其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明設(shè)及非離子型表面活性劑。更具體地，本發(fā)明設(shè)及包含一個(gè)或多個(gè)胺部分、 一個(gè)或多個(gè)從所述胺部分懸垂的分支疏水鏈、和一個(gè)或多個(gè)從所述胺部分懸垂的親水環(huán)氧 燒鏈的非離子型表面活性劑。
【背景技術(shù)】
[0004] 在多種組合物包括溶液、分散體、凝膠、乳液、膠乳組合物等中，降低液體組合物、 特別是水性組合物的表面張力的能力是極為重要的。該樣的組合物用于范圍廣泛的應(yīng)用 中，包括漆和其他涂料、染劑和其他著色劑、油墨（ink)組合物、油氣采收組合物、蒸汽輔助 重力驅(qū)油組合物、化學(xué)驅(qū)組合物、化妝品、食品、營(yíng)養(yǎng)藥、保健品、清潔產(chǎn)品、蝕刻組合物、農(nóng) 用化學(xué)品等等。
[0005] 本領(lǐng)域中眾所周知，所謂的吉米奇（Gemini)表面活性劑，其是具有多個(gè)疏水尾 部和多個(gè)親水頭部的表面活性劑，或吉米奇樣表面活性劑，與那些類似的常規(guī)表面活性劑 相比表現(xiàn)出優(yōu)越的性質(zhì)。參見，例如，GeminiSurfactants:Synthesis，Interfacialand Solution-PhaseBehavior，andApplications，第 117 卷，Zana，R.，Xia，J.編著；Marcel Dekker:New化rk，2004。此外，本領(lǐng)域中還眾所周知，增加疏水尾部中的分支明顯改善表面 活性劑的潤(rùn)濕性質(zhì)。參見，例如，Rosen,M.J.Su;rfactantsandInterfacial化enomena，第 3 版；JohnWiley&Sons，Inc. ;Hoboken，NewJersey, 2004 ;第 243-277 頁(yè)。
[0006] 重要的表面活性劑性能特性包括平衡表面張力性質(zhì)、動(dòng)態(tài)表面張力性質(zhì)、潤(rùn)濕性 質(zhì)、起泡性質(zhì)等等。平衡表面張力當(dāng)體系靜置時(shí)是重要的。動(dòng)態(tài)表面張力是度量表面活性 劑在高速應(yīng)用條件下表現(xiàn)能力的基本性質(zhì)。許多非離子型表面活性劑可具有可接受的平衡 表面張力性質(zhì)，但是表現(xiàn)出差的動(dòng)態(tài)表面張力性質(zhì)。許多非離子型表面活性劑還傾向于起 泡沫并使得組合物非常易于受到起泡的影響，該在許多應(yīng)用中可能是不理想的。改善平衡、 動(dòng)態(tài)、潤(rùn)濕和起泡性能的重要性在本領(lǐng)域中有充分體會(huì)。
[0007] 因此，對(duì)于不僅提供強(qiáng)平衡表面張力性質(zhì)而且提供強(qiáng)動(dòng)態(tài)表面張力性質(zhì)和強(qiáng)潤(rùn)濕 性質(zhì)并且降低引起起泡的傾向的非離子型表面活性劑，有強(qiáng)烈的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明提供了非離子型表面活性劑、引入該些表面活性劑的組合物、W及制造和 使用該樣的表面活性劑和組合物的相關(guān)方法。所述非離子型表面活性劑表現(xiàn)出出色的平衡 和動(dòng)態(tài)表面張力性質(zhì)W及出色的潤(rùn)濕性質(zhì)。此外，所述表面活性劑的代表性實(shí)施方式已經(jīng) 顯示出低起泡特性，表明所述表面活性劑在需要抗起泡性的應(yīng)用中將是合適的。根據(jù)需要， 所述表面活性劑可W單獨(dú)或與其他非離子型和/或離子型表面活性劑組合使用。
[0009] 作為概述，本發(fā)明的非離子型表面活性劑具有其中所述表面活性劑主鏈包含一 個(gè)或多個(gè)胺部分的結(jié)構(gòu)。至少一個(gè)、優(yōu)選兩個(gè)或更多個(gè)分支、環(huán)狀、稠合環(huán)狀和/或螺環(huán) (spyro)疏水部分從至少一個(gè)所述胺部分上懸垂。另外，至少一個(gè)、優(yōu)選兩個(gè)或更多個(gè)親水 部分，優(yōu)選環(huán)氧燒（即聚離）鏈也從至少一個(gè)所述胺部分上懸垂。
[0010] 在一個(gè)方面，本發(fā)明設(shè)及制備非離子型表面活性劑的方法，所述方法包括W下步 驟：
[0011] a)提供包含至少一個(gè)仲胺部分和至少兩個(gè)分支、環(huán)狀、稠合環(huán)狀和/或螺環(huán)疏水 部分的加合物；和
[0012] b)將所述加合物的所述仲胺部分的至少一部分在將所述仲胺部分的至少一部分 有效轉(zhuǎn)變成具有懸垂、親水的N-離官能團(tuán)的叔胺部分的條件下進(jìn)行N-官能化。
[0013] 在另一個(gè)方面，本發(fā)明設(shè)及下式的非離子型表面活性劑
[0014] 巧)m-Ai-巧 1)。
[00巧]其中；
[0016] 心是（n+m)價(jià)部分，包含至少一個(gè)叔胺部分和任選的一個(gè)或多個(gè)仲胺部分；
[0017] 每個(gè)Ri獨(dú)立地是分支、環(huán)狀、稠合環(huán)狀、和/或螺環(huán)疏水部分；
[0018] 每個(gè)E獨(dú)立地是H或下式的N-官能單價(jià)部分
[0019] -R2-(r3〇)x-R4
[0020] 條件是至少一個(gè)E不是H，其中每個(gè)R2獨(dú)立地是單鍵或二價(jià)連接基團(tuán)；每個(gè)R3獨(dú) 立地是含有1至5個(gè)碳原子的亞烷基部分（例如，每個(gè)環(huán)氧燒鏈可W獨(dú)立地包含組合使用 的一種或多種不同種類的環(huán)氧燒單元；并且每個(gè)環(huán)氧燒鏈可W與所述分子中包含的其他該 種鏈相同或不同）；每個(gè)X獨(dú)立地是1至100 ;和每個(gè)R4獨(dú)立地是H或包含1至8個(gè)碳原子 的單價(jià)部分；
[002Un是2至6;和
[0022] m是 1 至 6。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面描述的本發(fā)明的實(shí)施方式不旨在窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制于在下面的詳細(xì)說(shuō)明 中公開的精確形式。相反地，選擇和描述所述實(shí)施方式，是使得本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員可W 領(lǐng)會(huì)和理解本發(fā)明的原理和實(shí)踐。本文中引用的所有專利、未決的專利申請(qǐng)、公布的專利申 請(qǐng)和技術(shù)論文為了所有目的W其各自的全文通過(guò)引用并入本文中。
[0024] 本發(fā)明設(shè)及下式的非離子型表面活性劑。
[002引 似m-Ai-巧 1)。
[0026] 其中；
[0027] 心是（n+m)價(jià)部分，包含至少一個(gè)、更優(yōu)選至少兩個(gè)叔胺部分和任選的一個(gè)或多個(gè) 仲胺部分；
[002引每個(gè)Ri獨(dú)立地是分支、環(huán)狀、稠合環(huán)狀、和/或螺環(huán)疏水部分；
[0029] 每個(gè)E獨(dú)立地是H或下式的N-官能單價(jià)部分
[0030] -R2- (r3〇)x_r4
[0031] 條件是至少一個(gè)E不是H，并更優(yōu)選至少兩個(gè)E不是H，其中每個(gè)R2獨(dú)立地是單鍵 或二價(jià)連接基團(tuán)；每個(gè)R3獨(dú)立地是含有1至5個(gè)碳原子的線性或分支亞烷基部分（例如， 每個(gè)環(huán)氧燒鏈可W獨(dú)立地包含組合使用的一種或多種不同種類的環(huán)氧燒單元；并且每個(gè)環(huán) 氧燒鏈可W與所述分子中包含的其他該種鏈相同或不同）；每個(gè)X獨(dú)立地具有1至100的 平均值；和每個(gè)R4獨(dú)立地是H或包含1至8個(gè)碳原子的單價(jià)部分；
[0032] n是2至6,優(yōu)選2至3,更優(yōu)選2 ;和
[0033] m是1至6,優(yōu)選1至3,更優(yōu)選1至2。
[0034] 優(yōu)選地，n和m各自獨(dú)立地是2至4。在一些實(shí)施方式中，n=m。甚至更優(yōu)選地， n和m各自是2。
[0035] 在本文中使用時(shí)，疏水部分是指如下部分；其中所述部分中碳原子與雜原子（例 如0、P、S等）的比率是5:1或更高，優(yōu)選8:1或更高，更優(yōu)選12:1或更高。甚至更優(yōu)選地， 疏水部分是姪基或亞姪基部分，其（1)包含至少5個(gè)碳原子，（2)只含C和H原子，（3)不含 雜原子例如0、P和S等；和（4)任選是分支的和/或具有環(huán)、螺環(huán)和/或稠環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0036] 在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)"N-官能"是指從氮原子懸垂的部分。
[0037] 在示例性實(shí)施方式中，每個(gè)R3部分獨(dú)立地可W是亞己基、亞丙基、亞異丙基、亞了 基、異亞了基、或其組合。優(yōu)選地，每個(gè)R3部分是亞己基、亞丙基、亞了基或其組合。更優(yōu)選 地，R3是亞己基。
[003引如所述通式所示，X的值可W在寬范圍內(nèi)選擇。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，每個(gè)X獨(dú)立 地具有1至20,優(yōu)選1至10,更優(yōu)選1至4的平均值。當(dāng)表面活性劑包含2個(gè)或更多個(gè)E 部分時(shí)，期望所有E部分的X值平均起來(lái)是總體相配的。例如，如果表面活性劑實(shí)施方式具 有兩個(gè)E部分并且一個(gè)E部分具有X= 4的平均值，那么期望另一個(gè)E具有X= 3至5的 平均值，更優(yōu)選X= 3. 5至4. 5,更優(yōu)選X= 4。
[0039] 第一種優(yōu)選類別的本發(fā)明表面活性劑可W由W下通式表示
[0040]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 制備非離子型表面活性劑的方法，所述方法包括以下步驟： a) 提供包含至少一個(gè)仲胺部分和至少兩個(gè)分支、環(huán)狀、稠合環(huán)狀和/或螺環(huán)疏水部分 的加合物；和 b) 將所述加合物的所述仲胺部分的至少一部分在將所述仲胺部分的至少一部分有效 轉(zhuǎn)變成具有懸垂