一種超支化銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑及制備和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于表面活性劑技術(shù)領(lǐng)域。設(shè)及農(nóng)藥，造紙和無(wú)機(jī)粒子，是一種超支化錠鹽 型陽(yáng)離子表面活性劑及合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 超支化聚合物是一類具有立體Ξ維結(jié)構(gòu)，高度支化的聚合物。超支化聚合物具有 多端基易修飾，烙點(diǎn)低，流動(dòng)性好，溶解性好等特點(diǎn)。利用運(yùn)些特點(diǎn)可將超支化聚合物設(shè)計(jì) 成一種兩親結(jié)構(gòu)，使其具有較好的表面活性，降低水相與油相間的界面張力，成為性能優(yōu)異 的表面活性劑。可廣泛應(yīng)用于顏料、染料、水溶液煤漿、農(nóng)藥等行業(yè)。傳統(tǒng)小分子表面活性劑 的缺點(diǎn)是:在固體顆粒表面吸附不牢固，容易從表面解離導(dǎo)致顆粒重新聚集或沉淀。超支化 陽(yáng)離子類表面活性劑通過(guò)空間位阻作用及靜電斥力作用可使體系穩(wěn)定，顯著降低體系的粘 度。在水性體系中能最大程度發(fā)揮分散能力，比小分子表面活性劑具有更好的分散效果。
[0003] 與傳統(tǒng)的小分子表面活性劑相比，超支化表面活性劑在單分子膠束的形成，在染 料、納米粒子及藥物粒子的分散，藥物分子的運(yùn)載，納米金屬或非金屬改性的預(yù)處理等方面 體現(xiàn)出了其他兩親性化合物無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)陽(yáng)離子表面活性劑的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但是運(yùn)類表面活性劑的合成工藝 還存在著反應(yīng)過(guò)程復(fù)雜、體系穩(wěn)定性差、成本高、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、收率不高、環(huán)境污染、原料利 用率低等難W克服的技術(shù)問(wèn)題。所W發(fā)明一種具有優(yōu)良分散穩(wěn)定性、制備成本低、環(huán)境友好 的超支化錠鹽型陽(yáng)離子表面活性劑及其制備工藝是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是制備一種具有優(yōu)良分散穩(wěn)定性、制備成本低、環(huán)境友好的超支化 陽(yáng)離子表面活性劑并對(duì)及其制備工藝進(jìn)行優(yōu)化。所述表面活性劑的合成路線如下所示：
[0006]
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[000引一種超支化錠鹽型陽(yáng)離子表面活性劑，具有如下結(jié)構(gòu)：
[0009]
[0010] 式中η為聚乙締亞氨基團(tuán)數(shù)，m化-環(huán)丙基甲氧基-4-苯乙基苯酪基團(tuán)數(shù)。
[0011] η為20-60，m為10-30;
[0012] 其制備方法原料包括W下物質(zhì)：
[001引（a似苯酪、苯乙締，環(huán)氧氯丙焼和聚乙締亞氨為單體 苯酪 1-10份 苯己嫌 ^10粉
[0014] 環(huán)氧氯丙焼 1-10份 聚乙蹄亞氨 1-5巧
[001引（b)酸性催化劑，用量為單體總量的0.1 % -1 %
[0016] (C)堿性催化劑，用量為單體總量的
[0017] (d)溶劑1，用量為單體總量的 [001引（e)溶劑2,用量為單體總量的
[0019] 制備步驟包括：
[0020] (1)在反應(yīng)瓶中加入苯酪和酸性催化劑，N2保護(hù)，攬拌，加熱至90-180°C ;反應(yīng)時(shí)間 為1-化；
[0021 ] (2)向步驟（1)溶液中，緩慢滴加苯乙締，0.5-3小時(shí)內(nèi)滴加完畢，保溫反應(yīng)3-10小 時(shí);反應(yīng)溫度保持90-180°C
[0022] (3)向步驟(2)溶液，加入堿性催化劑和單體總量的1 % -10 %的溶劑1，然后緩慢滴 加環(huán)氧氯丙烷，開(kāi)啟攬拌，加熱到50-100°C，反應(yīng)2-化，過(guò)濾除沉淀；
[0023] (4)在反應(yīng)瓶中加入聚乙締亞氨和單體總量的的溶劑2,50-100°C，緩慢 滴加步驟(3)溶液，反應(yīng)2-lOh，冷卻至室溫，得到所述超支化錠鹽型陽(yáng)離子表面活性劑；其 中：
[0024] 所述酸性催化劑為濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸、濃憐酸、草酸及醋酸中的一種；
[0025] 所述堿性催化劑為氨水、氨氧化鋼、氨氧化鐘、碳酸鋼及碳酸鐘中的一種；
[0026] 所述溶劑1及溶劑2均為丙酬、甲醇、乙醇、氯仿、DMF、DMS0及正己燒中的一種。
[0027] 所述超支化錠鹽型陽(yáng)離子表面活性劑在制備農(nóng)藥制劑、造紙和無(wú)機(jī)粉體的應(yīng)用。
[0028] 本發(fā)明的應(yīng)用技術(shù)效果:實(shí)驗(yàn)表明本發(fā)明超支化陽(yáng)離子表面活性劑對(duì)無(wú)機(jī)粉體及 農(nóng)藥有良好的分散效果，對(duì)制備環(huán)氧樹(shù)脂/二氧化鐵納米復(fù)合材料，提高二氧化鐵在環(huán)氧樹(shù) 脂中的分散，促進(jìn)均相的形成，進(jìn)一步改善復(fù)合材料的性能;廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥制劑、顏料、染 料和水煤漿等行業(yè)。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
[0030] 1、本發(fā)明超支化錠鹽型陽(yáng)離子表面活性劑結(jié)構(gòu)新型，屬于新型表面活性劑。
[0031] 2、本發(fā)明方法在超支化錠鹽型陽(yáng)離子表面活性劑的制備過(guò)程中，先合成4-苯乙基 苯酪在與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)，得到1-環(huán)丙基甲氧基-4-苯乙基苯，最后加入聚乙締亞氨反應(yīng)。
[0032] 3、聚乙締亞氨含有功能化的氨基基團(tuán)，因此含有聚乙締亞氨接枝后的錠鹽型超支 化陽(yáng)離子表面活性劑具有較好的水溶液溶性，對(duì)分散體系的pH值有良好的適應(yīng)性。
[0033] 4、本發(fā)明超支化錠鹽型陽(yáng)離子表面活性劑具有理想的聚合度及氨基、疏水官能團(tuán) 分布，通過(guò)空間位阻效應(yīng)和靜電排斥使被分散物質(zhì)分散穩(wěn)定。
[0034] 5、本發(fā)明方法的制備工藝簡(jiǎn)單，操作容易，催化劑用量少，反應(yīng)活性高，條件溫和， 且反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單，反應(yīng)結(jié)束后，直接得到產(chǎn)物，后處理容易。
[0035] 6、本發(fā)明方法所用原料價(jià)廉易得，收益率高，幾乎沒(méi)有物料損失，改變傳統(tǒng)陽(yáng)離子 成本高的不良局面。
[0036] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:共聚物表面活性劑制備工藝簡(jiǎn)單、操作容易、生產(chǎn)周期短、成本 低廉、無(wú)環(huán)境污染、適于工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0037] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制得的4-苯乙基苯酪的紅外譜圖（IR);
[0038] 圖視本發(fā)明實(shí)施例1制得的4-苯乙基苯酪的核磁共振氨譜圖（iHNMR);
[0039] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例1制得的1-環(huán)丙基甲氧基-4-苯乙基苯的紅外譜圖（IR);
[0040] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例1制得的1-環(huán)丙基甲氧基-4-苯乙基苯的核磁共振氨譜圖 化NMR);
[0041] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例1制得的聚乙締亞氨基1-環(huán)丙基甲氧基-4-苯乙基苯的紅外譜 圖（IR);圖6是本發(fā)明實(shí)施例1制得的聚乙締亞氨基1-環(huán)丙基甲氧基-4-苯乙基苯的核磁共 振氨譜圖（iHNMR);
[0042] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例1、2和3分別制得的聚乙締亞氨基1-環(huán)丙基甲氧基-4-苯乙基 苯陽(yáng)離子表面活性劑化JM-1，HJM-2和HJM-3)的CMC圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)、完整地說(shuō)明，但僅是對(duì)本發(fā)明的示例性 說(shuō)明，不是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
[0044] 實(shí)施例1
[0045] 1)對(duì)超支化錠鹽陽(yáng)離子表面活性劑的合成。
[0046] 將苯酪和W單體總量計(jì)算質(zhì)量百分比為1 %的草酸，加入反應(yīng)瓶中，通入氮?dú)獗?護(hù)，在攬拌下升溫至l〇〇°C，緩慢滴加苯乙締（苯乙締與苯酪摩爾比為1:1.5)，反應(yīng)地，停止 反應(yīng)冷卻至室溫，即得到4-苯乙基苯酪，產(chǎn)率94%。
[0047] 將4-苯乙基苯酪和W單體總量計(jì)算質(zhì)量百分比為4%的Ξ乙胺，加入反應(yīng)瓶中，溶 解在5倍單體總質(zhì)量的無(wú)水乙醇中，在攬拌下升溫至8(TC，緩慢滴加環(huán)氧氯丙烷(4-苯乙基 苯酪與環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1:1.1)，反應(yīng)地，停止反應(yīng)冷卻至室溫，即得到1-環(huán)丙基甲氧 基-4-苯乙基苯，產(chǎn)率90%。
[0048] 將聚乙締亞氨溶解在5倍單體總質(zhì)量的丙酬中，加入反應(yīng)瓶中，在攬拌下升溫至60 °C，緩慢滴加1-環(huán)丙基甲氧基-4-苯乙基苯（1-環(huán)丙基甲氧基-4-苯乙基苯與聚乙締亞氨摩 爾比為2.5:1)，反應(yīng)化，停止反應(yīng)冷卻至室溫，即得到聚乙締亞氨基1-環(huán)丙基甲氧基-4-苯 乙基苯陽(yáng)離子表面活性劑，產(chǎn)率95 %。將實(shí)施例1所制備結(jié)果記作町M-1。
[0049] 采用紅外光譜，氨譜，質(zhì)譜，測(cè)定所制備的超支化錠鹽型陽(yáng)離子表面活性劑。
[0050] 2)將制備的表面活性劑對(duì)無(wú)機(jī)礦物質(zhì)的分散性測(cè)定：
[0051 ]向100ml具塞量筒中加入0.4g步驟1)制備的表面活性劑和50ml蒸饋水溶液，待分 散劑溶解后再加入l.OOg待分散的固體顆粒，然后加水溶液至100ml，在Imin內(nèi)上下顛倒30 次，先顛倒180°，再回到原位為1次。將量筒垂直放置在25°C超級(jí)恒溫水溶液浴中，靜止無(wú)振 動(dòng)，避免陽(yáng)光直接照射，30min時(shí)，用吸管抽出上層90ml懸浮液，15s內(nèi)完成。將剩余的10ml懸 浮液