烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵及其制备方法技术

本申请公开了一种烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵及其制备方法，烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵的分子结构包括疏水基团和亲水基团，分子结构式如下所示：其中，分子式中的R为烷基，n＝3～50。本发明专利技术制得的烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵，不含APEO，具有良好的润湿、渗透、乳化、分散、增溶和洗涤作用，可用作乳化剂，纺织助剂、洗涤剂、分散剂、柔软剂等，完全替代烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂，广泛应用于洗涤剂、个人护理品、纺织、造纸、石油、农药、制药、印刷、合成橡胶、水性乳液、涂料、油墨、胶水、塑料等行业。

Alkyl benzene methanol polyoxyethylene ether ammonium phosphate and preparation method thereof

The invention discloses an alkyl polyoxyethylene ether methanol ammonium phosphate and a preparation method thereof. The molecular structure of benzene methanol polyoxyethylene ether ammonium phosphate including hydrophobic groups and hydrophilic groups, the molecular structure is shown as follows: the molecular formula of R alkyl, n = 3 ~ 50. The prepared alkyl polyoxyethylene ether methanol ammonium phosphate, excluding APEO, has good wetting, penetration, emulsification, dispersion, solubilization and washing effect, can be used as emulsifier, detergent, textile auxiliaries, dispersing agent, softening agent, completely replace the alkylphenol polyoxyethylene ether emulsifier, widely used in detergent, personal care products, textile, papermaking, petroleum, chemicals, pharmaceuticals, printing, synthetic rubber, aqueous emulsion, coating, ink, glue, plastic and other industries.

【技术实现步骤摘要】

本公开一般涉及高分子助剂合成
，具体涉及乳化剂，尤其涉及烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵及其制备方法。
技术介绍
含有烷基酚聚氧乙烯醚类化合物(简称APEO)结构的乳化剂具有良好的润湿、渗透、乳化、分散、增溶和洗涤作用，主要用作农药上的乳化剂，纺织助剂、消泡剂、洗涤剂、分散剂、乳化剂、柔软剂、染色助剂、纤维油剂、原油破乳剂等，广泛应用于洗涤剂、个人护理的日用品、纺织、造纸、石油、冶金、农药、制药、印刷、合成橡胶、水性乳液、塑料等行业。APEO中包括壬基酚聚氧乙烯醚(简称NPEO)占80～85％，辛基酚聚氧乙烯醚(简称OPEO)占15％以上，十二烷基酚聚氧乙烯醚(简称DPEO)和二壬基酚聚氧乙烯醚(简称DNPEO)各占1％。全球乳化剂的产量(按100％有效含量计算)阴离子360万吨，非离子365万吨，两性18万吨，阳离子76万吨，其中烷基酚聚氧乙烯醚年耗量为达100万吨以上，其中80％以上为壬基酚聚氧乙烯醚。APEO对生态环境的危害已经被广泛的研究和论证：对哺乳动物和水生生物有生物毒性及致癌性；生物降解性缓慢，其生物降解率不到9％；具有类似雌性激素作用，能危害人体正常的激素分泌的化学物质，即“雌性效应”和生理畸变；在生产加工过程中产生的副产品二恶烷是严重的致癌物质。由于以上所表现出的问题，欧美日一些国家在1976年前就制定了法规限制生产和使用APEO，如欧盟在1998年就在个人消费的洗涤剂、清洗剂中限制使用APEO，2005年在服装及纺织品中限制使用APEO。中国环保标准HJ2537—2014《环境标志产品技术要求水性涂料》中明确规定：不得人为添加的物质要求，包括不含APEO等七类物质。对于APEO的环保和禁用问题，普遍最佳的解决方案是对不同的用途采用不同的替代产品，这些替代产品包括AEO脂肪醇聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、AES、SAS、AOS、APG、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、琥珀酸酯钠盐等或其复配来替代APEO产品。目前国内的无APEO技术主要集中在脂肪醇聚氧乙烯醚及其衍生物，代表产品有月桂醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂醇聚氧乙烯醚磷酸铵、异构十三醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚硫酸铵、异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸铵、月桂醇或异构十三醇聚氧乙烯醚琥珀酸二钠盐等。虽然脂肪醇类的聚氧乙烯醚系乳化剂克服了烷基酚的缺点，但其乳化能力、对聚合体的胶体聚合影响与烷基酚的相差较大，乳液的性能与烷基酚系的乳液比也相差较大；这是因为在脂肪醇聚氧乙烯醚中脂肪醇的碳数大多在12以上，结晶性强，临界胶束浓度提高，用量提高，乳化能力下降，且由于用量提高，乳液膜的耐水性有所下降；另一方面，由于脂肪醇聚氧乙烯醚的润湿性能不如烷基酚聚氧乙烯醚，用于乳胶漆后发现涂膜的展色性大大降低。所以，开发一种类似于烷基酚这种带苯环结构又不具有烷基酚毒性的乳化剂来替代烷基酚结构的乳化剂已经成为本领域技术人员的研究热点与难点。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种无APEO的乳化剂—烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵及其制备方法。第一方面，本专利技术提供的烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵，所述烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵的分子结构包括疏水基团和亲水基团，分子结构式如下所示：其中，分子式中的R为烷基，n＝3～50；进一步的n＝4～40。第二方面，本专利技术还提供一种烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵及其制备方法，包括以下步骤：a、在反应釜中，加入烷基苯、多聚甲醛、溴化钠，在酸催化剂作用下于70℃反应6～8h，然后倒入冰水中，依次用水、饱和碳酸氢钠溶液洗涤有机层，减压蒸馏，得到对烷基溴苄；b、在反应釜中，加入对烷基溴苄、甲醇、氢氧化钾，升温到回流状态，在此温度下保持回流反应2h，得到对烷基苯甲醇，待用；c、在反应釜中对烷基苯甲醇、催化剂氢氧化钾，然后升温并真空脱水；脱水完毕，通入氮气置换后，按对烷基苯甲醇/环氧乙烷为1：(3～50)的摩尔比缓慢通入环氧乙烷，控制反应温度在120～140℃、压力小于0.2mPa；d、检测，当反应达到所要求的聚合度后停止通入环氧乙烷，反应进入终止阶段，冷却降温至120℃，加入乙酸中和；然后加入双氧水脱色；降温至80℃，得到烷基苯甲醇聚氧乙烯醚；e、在上述反应釜中，按摩尔比加入五氧化二磷进行酯化反应，升温至60℃，保温反应3h，然后加入氨水，升温到70℃反应1h后，降温到50℃加水稀释至规定浓度，过滤包装，得到一种烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵。本专利技术提供的烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵不含APEO，具有良好的润湿、渗透、乳化、分散、增溶和洗涤作用，可用作乳化剂，纺织助剂、洗涤剂、分散剂、柔软剂等，完全替代烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂，广泛地应用于洗涤剂、个人护理品、纺织、造纸、石油、农药、制药、印刷、合成橡胶、水性乳液、涂料、油墨、胶水、塑料等行业。具体实施方式下面结合实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术提供的烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵的合成机理如下式所示：反应式中的R为烷基，n＝3～50。本专利技术提供的烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵可作为一种新型无APEO的阴非离子型乳化剂。下面通过以下实施例进行阐述本专利技术提供的烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵，具体如下：实施例1一种无APEO的壬基苯甲醇聚氧乙烯醚(9)磷酸铵乳化剂，其制备方法如下：步骤a、在反应釜中，加入壬基苯、多聚甲醛、溴化钠，在酸催化剂作用下于70℃反应6～8h，然后倒入冰水中，依次用水、饱和碳酸氢钠溶液洗涤有机层，减压蒸馏，得到对壬基溴苄；步骤b、在反应釜中，加入对壬基溴苄、甲醇、氢氧化钾，升温到回流状态，在此温度下保持回流反应2h，得到对壬基苯甲醇；步骤c、在反应釜中投入对壬基苯甲醇、催化剂氢氧化钾，然后升温并真空脱水；脱水完毕，通入氮气置换后，按对壬基苯甲醇/环氧乙烷的摩尔比1/(9～10)缓慢通入环氧乙烷，控制反应温度在120～140℃、压力小于0.2MPa；步骤d、检测，当反应达到所要求的聚合度(EO)≈9时，停止通入环氧乙烷，反应进入终止阶段，冷却降温至120℃，加入乙酸中和；然后加入双氧水脱色；降温至80℃，得到壬基苯甲醇聚氧乙烯醚-9；步骤e、在上述反应釜中，加入五氧化二磷进行酯化反应，升温至60℃，保温反应3h，然后加入氨水，升温到70℃反应1h后，降温到50℃加水稀释至规定浓度，过滤包装，得到壬基苯甲醇聚氧乙烯醚(9)磷酸铵。实施例2一种无APEO的壬基苯甲醇聚氧乙烯醚(12)磷酸铵乳化剂，其制备方法如下：步骤a、在反应釜中，加入壬基苯、多聚甲醛、溴化钠，在酸催化剂作用下于70℃反应6～8h，然后倒入冰水中，依次用水、饱和碳酸氢钠溶液洗涤有机层，减压蒸馏，得到对壬基溴苄；步骤b、在反应釜中，加入对壬基溴苄、甲醇、氢氧化钾，升温到回流状态，在此温度下保持回流反应2h，得到对壬基苯甲醇；步骤c、在反应釜中投入对壬基苯甲醇、催化剂氢氧化钾，然后升温并真空脱水；脱水完毕，通入氮气置换后，按对壬基苯甲醇/环氧乙烷的摩尔比1/(12～13)缓慢通入环氧乙烷，控制反应温度在120～140℃、压力小于0.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵，其特征在于，所述烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵的分子结构包括疏水基团和亲水基团，分子结构式如下所示：其中，分子式中的R为烷基，n＝3～50。

【技术特征摘要】
1.一种烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵，其特征在于，所述烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵的分子结构包括疏水基团和亲水基团，分子结构式如下所示：其中，分子式中的R为烷基，n＝3～50。2.根据权利要求1所述的烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵，其特征在于，所述n＝4～40。3.根据权利要求1所述的烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵，其特征在于，所述的疏水基团为分子式中的烷基苯甲醇链段，所述的亲水基团为分子式中聚氧乙烯醚磷酸铵链段；所述的疏水基团与亲水基团的摩尔比为1:(3～50)。4.根据权利要求3所述的烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵，其特征在于，所述的疏水基团与亲水基团的摩尔比为1:(4～40)。5.一种如权利要求1-4任意一项所述的烷基苯甲醇聚氧乙烯醚磷酸铵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a、在反应釜中，加入烷基苯、多聚甲醛、溴化钠，在酸催化剂作用下于70℃反应6～8h，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：季永新，杨伦，许钧强，王明权，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32