專(zhuān)利名稱：聚合型陰離子表面活性劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于活性劑及制備方法，特別涉及到一種聚合型陰離子表面活性劑及制備方法。
背景技術(shù)：
聚合型表面活性劑的結(jié)構(gòu)早在上個(gè)世紀(jì)70年代國(guó)外就有人合成出，但真正認(rèn)識(shí)到這樣的結(jié)構(gòu)的表面活性劑具有高的表面活性則是上世紀(jì)90年代之后。國(guó)際上真正開(kāi)展聚合型表面活性劑研究工作時(shí)間是最近十年，國(guó)外部分產(chǎn)品有工業(yè)化的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)開(kāi)展這方面的研究工作的單位有福州大學(xué)化學(xué)系、中科院化學(xué)所等。陽(yáng)離子型聚合表面活性劑，國(guó)內(nèi)有工業(yè)化生產(chǎn)的廠家如廣州振科科技發(fā)展有限公司．河南道純化工技術(shù)公司。陽(yáng)離子表面活性劑應(yīng)用量在整個(gè)表面活性劑中占幾個(gè)百分點(diǎn)屬于小品種系列。陰離子型表面活性劑應(yīng)用量在整個(gè)表面活性劑中，應(yīng)用量占主導(dǎo)地位，而陰離子型聚合表面活性劑在國(guó)內(nèi)尚無(wú)工業(yè)化生產(chǎn)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，陰離子聚合型表面活性劑的需求會(huì)越來(lái)越大，因此研制一種表面活性強(qiáng)、效率高的聚合型陰離子表面活性劑是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，研制了一種聚合型陰離子表面活性劑。
本發(fā)明是利用天然可再生的動(dòng)植物油為原料，通過(guò)酰胺化反應(yīng)，得到動(dòng)植物油酰胺中間體，再通過(guò)環(huán)氧氯丙烷連接建立連接基團(tuán)，磺化反應(yīng)加入親水基團(tuán)性，最后通過(guò)特定聯(lián)接基團(tuán)使其聯(lián)接起來(lái)，得到了聚合型表面活性劑。
本發(fā)明的聚合型陰離子表面活性劑的結(jié)構(gòu)通式是
式中R代表脂肪酸。
本發(fā)明的聚合型陰離子表面活性劑，R可為混合脂肪酸，飽和脂肪酸(如月桂酸、棕櫚酸等)，不飽和脂肪酸(如油酸、亞油酸等)。
本發(fā)明的聚合型陰離子表面活性劑的制備方法，其特征是包括如下步驟a、酰胺化反應(yīng)將脂肪酸和單乙醇酰胺投入反應(yīng)釜中，其投料的摩爾比為脂肪酸∶單乙醇酰胺＝1～5∶1～5，再加入催化劑，催化劑的加入量為總反應(yīng)物量的1‰～5‰，反應(yīng)溫度為110～170℃，在常壓下反應(yīng)2～8小時(shí)；b、加環(huán)氧氯丙烷在a步驟中得到的中間體加入環(huán)氧氯丙烷，其投料的摩爾比為a步驟中得到的中間體∶環(huán)氧氯丙烷＝1～5∶1～5，反應(yīng)溫度控制在50～100℃，在常壓下反應(yīng)2～8小時(shí)；c、磺化反應(yīng)在b步驟得到的中間體投入亞硫酸氫鈉，其投料的摩爾比為b步驟得到的中間體∶亞硫酸氫鈉＝1～5∶1～5，反應(yīng)溫度為40～90℃，在常壓下反應(yīng)1～5小時(shí)；d、聚合反應(yīng)在c步驟得到的中間體依次投入二溴乙烷和氫氧化鈉，其投料的摩爾比為c步驟得到的中間體∶二溴乙烷∶氫氧化鈉＝1～5∶1～10∶1～20，反應(yīng)溫度為40～90℃，在常壓下反應(yīng)2～8小時(shí)，即制得聚合型陰離子表面活性劑。
上述反應(yīng)中，其所述的酰胺化反應(yīng)中投料的最佳摩爾比為脂肪酸∶單乙醇酰胺投料的摩爾比＝2～3∶2～3；所述的加環(huán)氧氯丙烷中投料的最佳摩爾比a步驟中得到的中間體∶環(huán)氧氯丙烷＝2～3∶2～3；所述的磺化反應(yīng)中投料的最佳摩爾比為b步驟得到的中間體∶亞硫酸氫鈉＝2～3∶2～3；所述的聚合反應(yīng)投料的最佳摩爾為c步驟得到的中間體∶二溴乙烷∶氫氧化鈉＝2～3∶3～6∶5～15。
本發(fā)明的聚合型陰離子表面活性劑的制備線路(一)酰胺化反應(yīng)
(二)加環(huán)氧氯丙烷
(三)磺化反應(yīng)
(四)聚合反應(yīng) 脂肪酸，是動(dòng)物、植物和微生物脂質(zhì)的基本組成成分。從各種生物體中已分離出100多種脂肪酸。有些是碳?xì)滏湶缓p鍵的飽和脂肪酸，如棕櫚酸、硬脂酸等；有些是含有一個(gè)或多個(gè)雙鍵的不飽和脂肪酸，如油酸、亞油酸等。高等動(dòng)、植物最豐富的脂肪酸含16或18個(gè)碳原子，如棕櫚酸(軟脂酸)、油酸、亞油酸和硬脂酸。動(dòng)植物脂質(zhì)的脂肪酸中超過(guò)半數(shù)為含雙鍵的不飽和脂肪酸，并且常是多雙鍵不飽和脂肪酸。
本發(fā)明制備過(guò)程中使用的催化劑為樹(shù)脂催化劑D005(聚苯乙烯樹(shù)脂)，是用苯乙烯和二乙烯苯在特殊制孔劑的作用下經(jīng)懸浮共聚成的珠體，再經(jīng)磺化反應(yīng)得到具有大孔網(wǎng)狀、帶有磺酸基團(tuán)的高分子聚合物。是已知物質(zhì)，可由丹東明珠特種樹(shù)脂有限公司或是南京大學(xué)樹(shù)脂廠購(gòu)得。
本發(fā)明的聚合型陰離子表面活性劑表面張力小、臨界膠束濃度低、表面活性強(qiáng)、效率高。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1 a、酰胺化反應(yīng)將月桂酸和單乙醇酰胺投入反應(yīng)釜中，其投料的摩爾比為月桂酸∶單乙醇酰胺＝1∶5，再加入樹(shù)脂催化劑D005，催化劑的加入量為總反應(yīng)物量的1‰，反應(yīng)溫度為110～120℃，在常壓下反應(yīng)2～3小時(shí)；b、加環(huán)氧氯丙烷將a步驟中得到的中間體中慢慢滴加環(huán)氧氯丙烷，其投料的摩爾比為a步驟中得到的中間體∶環(huán)氧氯丙烷＝1∶5，反應(yīng)溫度控制在50～60℃，在常壓下反應(yīng)2～3小時(shí)；c、磺化反應(yīng)在b步驟得到的中間體投入亞硫酸氫鈉，其投料的摩爾比為b步驟得到的中間體∶亞硫酸氫鈉＝1∶5，反應(yīng)溫度為40～50℃，在常壓下反應(yīng)1～2小時(shí)；d、聚合反應(yīng)在c步驟得到的中間體依次投入二溴乙烷和氫氧化鈉，其投料的摩爾比為c步驟得到的中間體∶二溴乙烷∶氫氧化鈉＝1∶10∶20，反應(yīng)溫度為40～60℃，在常壓下反應(yīng)2～3小時(shí)，即制得聚合型陰離子表面活性劑。
實(shí)施例2 a.酰胺化反應(yīng)將棕櫚酸和單乙醇酰胺投入反應(yīng)釜中，其投料的摩爾比為棕櫚酸∶單乙醇酰胺＝5∶1，再加入樹(shù)脂催化劑D005，催化劑的加入量為總反應(yīng)物量的5‰，反應(yīng)溫度為160～170℃，在常壓下反應(yīng)7～8小時(shí)；b、加環(huán)氧氯丙烷將a步驟中得到的中間體中慢慢滴加環(huán)氧氯丙烷，其投料的摩爾比為a步驟中得到的中間體∶環(huán)氧氯丙烷＝5∶1，反應(yīng)溫度控制在90～100℃，在常壓下反應(yīng)7～8小時(shí)；c、磺化反應(yīng)在b步驟得到的中間體投入亞硫酸氫鈉，其投料的摩爾比為b步驟得到的中間體∶亞硫酸氫鈉＝5∶1，反應(yīng)溫度為80～90℃，在常壓下反應(yīng)4～5小時(shí)；d、聚合反應(yīng)在c步驟得到的中間體依次投入二溴乙烷和氫氧化鈉，其投料的摩爾比為c步驟得到的中間體∶二溴乙烷∶氫氧化鈉＝5∶1∶2，反應(yīng)溫度為80～90℃，在常壓下反應(yīng)7～8小時(shí)，即制得聚合型陰離子表面活性劑。
實(shí)施例1和實(shí)施例2中的月桂酸和棕櫚酸可用豬油、牛油、羊油、雞油、奶油等動(dòng)物油代替。
實(shí)施例3 a、酰胺化反應(yīng)將油酸和單乙醇酰胺投入反應(yīng)釜中，其投料的摩爾比為油酸∶單乙醇酰胺＝4∶3，再加入樹(shù)脂催化劑D005，催化劑的加入量為總反應(yīng)物量的2‰，反應(yīng)溫度為100～120℃，在常壓下反應(yīng)4～5小時(shí)；b、加環(huán)氧氯丙烷將a步驟中得到的中間體中慢慢滴加環(huán)氧氯丙烷，其投料的摩爾比為a步驟中得到的中間體∶環(huán)氧氯丙烷＝4∶3，反應(yīng)溫度控制在70～80℃，在常壓下反應(yīng)5～6小時(shí)；c、磺化反應(yīng)在b步驟得到的中間體投入亞硫酸氫鈉，其投料的摩爾比為b步驟得到的中間體∶亞硫酸氫鈉＝4∶3，反應(yīng)溫度為70～80℃，在常壓下反應(yīng)4～5小時(shí)；d、聚合反應(yīng)在c步驟得到的中間體依次投入二溴乙烷和氫氧化鈉，其投料的摩爾比為c步驟得到的中間體∶二溴乙烷∶氫氧化鈉＝3∶5∶12，反應(yīng)溫度為70～80℃，在常壓下反應(yīng)5～6小時(shí)，即制得聚合型陰離子表面活性劑。
實(shí)施例4 a、酰胺化反應(yīng)將亞油酸和單乙醇酰胺投入反應(yīng)釜中，其投料的摩爾比為亞油酸∶單乙醇酰胺＝3∶2，再加入樹(shù)脂催化劑D005，催化劑的加入量為總反應(yīng)物量的3‰，反應(yīng)溫度為140～150℃，在常壓下反應(yīng)5～6小時(shí)；b、加環(huán)氧氯丙烷將a步驟中得到的中間體中慢慢滴加環(huán)氧氯丙烷，其投料的摩爾比為a步驟中得到的中間體∶環(huán)氧氯丙烷＝3∶2，反應(yīng)溫度控制在70～80℃，在常壓下反應(yīng)5～6小時(shí)；c、磺化反應(yīng)在b步驟得到的中間體投入亞硫酸氫鈉，其投料的摩爾比為b步驟得到的中間體∶亞硫酸氫鈉＝3∶2，反應(yīng)溫度為50～60℃，在常壓下反應(yīng)3～4小時(shí)；d.聚合反應(yīng)在c步驟得到的中間體依次投入二溴乙烷和氫氧化鈉，其投料的摩爾比為c步驟得到的中間體∶二溴乙烷∶氫氧化鈉＝3∶5∶7，反應(yīng)溫度為50～60℃，在常壓下反應(yīng)5～6小時(shí)，即制得聚合型陰離子表面活性劑。
實(shí)施例3和實(shí)施例4的油酸和亞油酸可用各種植物油代替，如、豆油、花生油、麻油、葵花油等。
權(quán)利要求
1.聚合型陰離子表面活性劑，其特征在于具有如下的結(jié)構(gòu)通式 式中R代表脂肪酸。
2.如權(quán)利要求1所述的聚合型陰離子表面活性劑，其特征在于R為混合脂肪酸。
3.如權(quán)利要求1所述的聚合型陰離子表面活性劑，其特征在于R代表C12～C18官能團(tuán)的脂肪酸。
4.如權(quán)利要求1所述的聚合型陰離子表面活性劑的制備方法，其特征是包括如下步驟a、酰胺化反應(yīng)將脂肪酸和單乙醇酰胺投入反應(yīng)釜中，其投料的摩爾比為脂肪酸∶單乙醇酰胺＝1～5∶1～5，再加入催化劑，催化劑的加入量為總反應(yīng)物量的1‰～5‰，反應(yīng)溫度為110～170℃，在常壓下反應(yīng)2～8小時(shí)；b、加環(huán)氧氯丙烷在a步驟中得到的中間體中慢慢滴加環(huán)氧氯丙烷，其投料的摩爾比為a步驟中得到的中間體∶環(huán)氧氯丙烷＝1～5∶1～5，反應(yīng)溫度控制在50～100℃，在常壓下反應(yīng)2～8小時(shí)；c.磺化反應(yīng)在b步驟得到的中間體投入亞硫酸氫鈉，其投料的摩爾比為b步驟得到的中間體∶亞硫酸氫鈉＝1～5∶1～5，反應(yīng)溫度為40～90℃，在常壓下反應(yīng)1～5小時(shí)；d、聚合反應(yīng)在c步驟得到的中間體依次投入二溴乙烷和氫氧化鈉，其投料的摩爾比為c步驟得到的中間體∶二溴乙烷∶氫氧化鈉＝1～5∶1～10∶1～20，反應(yīng)溫度為40～90℃，在常壓下反應(yīng)2-8小時(shí)，即制得聚合型陰離子表面活性劑。
5.如權(quán)利要求4所述的聚合型陰離子表面活性劑的制備方法，其特征在于所述的酰胺化反應(yīng)中投料的摩爾比為脂肪酸∶單乙醇酰胺投料的摩爾比＝2～3∶2～3；所述的加環(huán)氧氯丙烷中投料的摩爾比a步驟中得到的中間體∶環(huán)氧氯丙烷＝2～3∶2～3；所述的磺化反應(yīng)中投料的摩爾比為b步驟得到的中間體∶亞硫酸氫鈉＝2～3∶2～3；所述的聚合反應(yīng)投料的摩爾為c步驟得到的中間體∶二溴乙烷∶氫氧化鈉＝2～3∶3～6∶5～15。
6.如權(quán)利要求4所述的聚合型陰離子表面活性劑的制備方法，其特征在于所述的催化劑是樹(shù)脂催化劑D005。
全文摘要
本發(fā)明的聚合型陰離子表面活性劑及制備方法屬于活性劑及制備方法，是利用天然可再生的動(dòng)植物油為原料，通過(guò)酰胺化反應(yīng)，得到動(dòng)植物油酰胺中間體，再通過(guò)環(huán)氧氯丙烷連接建立連接基團(tuán)，磺化反應(yīng)加入親水基團(tuán)性，最后通過(guò)特定聯(lián)接基團(tuán)使其聯(lián)接起來(lái)，得到了聚合型表面活性劑。本發(fā)明的聚合型陰離子表面活性劑表面張力小、臨界膠束濃度低、表面活性強(qiáng)、效率高。
文檔編號(hào)B01F17/00GK1903418SQ20061001028
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月13日
發(fā)明者張?jiān)浦? 李連琦, 張廉墨, 周玉祥, 陳猛, 戴常松 申請(qǐng)人:張?jiān)浦?br>