疏水改性阳离子纤维素醚的制备方法技术

本发明专利技术涉及疏水改性阳离子纤维素醚的制备方法，是一种改性的高阳离子取代度的纤维素醚的制备方法，它公开了纤维素醚首先在搅拌的条件下与疏水改性阳离子化试剂进行干法反应后，所得混合物加入有机溶剂再与疏水改性阳离子化试剂进行湿法反应，经过滤、溶剂洗涤，过滤，干燥，筛分后得到高取代度的疏水改性阳离子纤维素醚的方法。该方法能提高阳离子取代度，使制成的产品具有优良的柔软性，调理性，保湿功能，易于漂洗等功能，而且合成工艺简单，原料消耗合理，成本相对降低，节约能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水溶性高分子化合物改性的方法，具体地说是一种改性的高阳离子取代度的纤维素醚的制备方法。
技术介绍
疏水改性阳离子纤维素醚是一种阳离子型水溶性高分子化合物，它具有柔软性、调理性、保湿功能，而且容易漂洗，不会在头发上产生累积效果，它兼有纤维素醚和阳离子表面活性剂的双重功能，是化妆品生产中别具特色的一种原料，广泛用于生产护发素、洗发香波及化妆品的生产中。使用以往的阳离子纤维素醚的合成方法，产品的阳离子取代度仅有0.3，而WO 98/18434生产中使用的水溶性高分子聚季铵盐，它的阳离子化程度过高，吸附性太强，漂洗性能差，累积效应严重，长期使用会大量残留在头发表面，导致头发沉重，影响了美发洗发的效果。以往的疏水改性阳离子纤维素醚在制备时疏水改性阳离子基团取代度低(US 4228277)，导致产品疏水改性效果不明显，影响产品的使用，还有湿法反应的CN200510102381.5效果也同上所述的差不多。使用湿法二次反应方法，反应工艺复杂，原料消耗量高，不适合生产操作(WO 01/48021)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，它采用干法反应后再进行湿法反应，能提高阳离子取代度，使制成的产品具有优良的柔软性，调理性，保湿功能，易于漂洗等功能，而且合成工艺简单，原料消耗合理，成本相对降低，节约能源，便于推广及应用。本专利技术的技术解决方案是A、在常温常压及惰性气体环境的搅拌条件下，以纤维素醚加入量为1，对纤维素醚加入碱性金属氢氧化物或金属氧化物0.005～0.08，疏水改性阳离子化试剂0.1～1.2，在30～80℃下反应80～100分钟，得到经干法制备的部分取代度的疏水改性阳离子纤维素醚的混合溶液； B、将A反应所得产物在搅拌状态下加入溶剂3～8，碱性金属氢氧化物或金属氧化物0.01～0.10，温度控制在50～120℃，再加入疏水改性阳离子化试剂0.1～1.2，反应80～100分钟，得到经湿法制备的高取代度的疏水改性阳离子纤维素醚的混合溶液；C、将B反应产物经过滤除去溶剂，常温下溶剂洗涤后，再进行过滤，干燥，筛分，即得疏水改性阳离子纤维素醚。以上所述本专利技术的所使用的纤维素醚是以天然纤维为原料经化学改性制得的一种半合成型高分子聚合物，它具有一种多聚糖的结构，在这种多聚糖的结构中带有较多具有反应活性的羟基基团，其选自羧甲基纤维素醚，羟乙基纤维素醚，羧甲基羟乙基纤维素醚，羟丙基纤维素醚，羧甲基羟丙基纤维素醚，羟丁基纤维素醚，或者是羧甲基羟丁基纤维素醚。本专利技术所述的A反应中的温度是40～60℃，B反应中的温度为60～80℃。以上本专利技术的A反应加入疏水改性阳离子化试剂0.3～0.8，B反应加入疏水改性阳离子化试剂0.3～0.8，疏水改性阳离子化试剂是烷基取代氮化合物，具有如下结构 其中R1为C8-C14烷基、环氧基；R2为H或C1-C14烷基；R3为C1-C14烷基、芳基；R4为H或C1-C14烷基、环氧基团。以上所述B反应加入溶剂4～6，所使用的溶剂是乙醇、异丙醇、正丙醇、丁醇、辛醇、丙酮、丁酮、甲乙酮、环己酮、或者是甲基异丁基酮。本专利技术所述的A反应中加入碱性金属氢氧化物或金属氧化物0.01～0.05，B反应中加入碱性金属氢氧化物或金属氧化物0.04～0.06，所使用的碱性金属氢氧化物的氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡、或者是金属氧化物的氧化镁、氧化锡、氧化锌、氧化铜、氧化锆、氧化镍。以上本专利技术的步骤C在常温下溶剂洗涤后，加入稳定剂0.005～0.13。以上本专利技术所述加入的稳定剂0.015～0.09，所使用的稳定剂是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、琥珀酸、蚁酸、苯甲酸、甲醛、乙醛、乙二醛、戊二醛、或者是苯甲醛。本专利技术所述的最终得到的疏水改性阳离子纤维素醚的粒径为5～100μm，疏水改性阳离子纤维素醚的阳离子取代度为0.7～0.9。本专利技术的工作原理是制备高阳离子取代度疏水改性阳离子纤维素醚是以疏水改性阳离子化试剂为原料，第一步将纤维素醚与疏水改性阳离子试剂混合均匀，在碱性金属氢氧化物或金属氧化物作用下进行反应，得到经干法制备的部分取代度的疏水改性阳离子纤维素醚的混合溶液，反应后加入有机溶剂，再加入疏水改性阳离子试剂，在碱性金属氢氧化物或金属氧化物作用下，进行第二步反应，反应后得到经湿法制备的高取代度的疏水改性阳离子纤维素醚的混合溶液，混合溶液经过滤，加入稳定剂保持产品的粘度稳定性，水溶解稳定性，储存稳定性，然后洗涤、干燥得到成品。本专利技术的优点是采用干法反应后再进行湿法反应，且能提高阳离子取代度，使制成的产品具有优良的柔软性，调理性，保湿功能，易于漂洗等功能，而且合成工艺简单，原料消耗合理，成本相对降低，节约能源。具体实施例方式实施例1在带有搅拌、温度计、氮气管、加热装置的1000ml四口玻璃反应烧瓶内反应A、加入100g羟乙基纤维素醚(H300YP2，Clariate)，开启搅拌，通氮气，慢慢滴加26.6g25％的氢氧化钠溶液(广州昊天)，搅拌30分钟，加入47g70％的疏水改性阳离子化试剂，搅拌30分钟，升温到50℃，反应90分钟，得到经干法制备的疏水改性阳离子纤维素醚；B、A反应产物加入85％的溶剂异丙醇500g，加入15.5g25％氢氧化钠溶液，搅拌30分钟，升温到60℃，加入52.8g70％的疏水改性阳离子化试剂，反应90分钟，得到经湿法制备的疏水改性阳离子纤维素醚的混合溶液；C、B反应后，真空过滤，除去溶剂，分别使用88～99％的溶剂异丙醇各500g，在45℃洗涤四次，第四次洗涤后，加入2.3g稳定剂乙二醛，继续搅拌30分钟，冷却到30℃，真空过滤，然后真空干燥、筛分，得到155g高取代度疏水改性阳离子羟乙基纤维素醚，该产品阳离子取代度为0.81，粘度为435cps。以上A反应和B反应中所使用的疏水改性阳离子化试剂为 R1为环氧丙基，R2为甲基，R3为十二烷基，R4为甲基。以上十二烷基-二甲基-环氧丙基氯化铵的制备方法是在玻璃反应瓶中加入213克十二烷基-二甲基叔胺，加入130克异丙醇，搅拌均匀，升温到60℃，将96.6克环氧氯丙烷在2小时内滴加到玻璃反应瓶中，滴加完环氧氯丙烷后在60℃反应3小时，真空脱除未反应的环氧氯丙烷，得到十二烷基-二甲基-环氧丙基氯化铵。检测方法粘度称取4克样品，加入196克去离子水在25℃搅拌溶解2小时，使用Brookfield-RVT旋转粘度计，3#转子，转速20转/分钟。取代度使用凯氏定氮法检测产品氮含量，由氮含量按下式计算取代度 a使用凯氏定氮法检测的产品的氮含量。疏水改性阳离子纤维素醚以下面原料制成产品后进行检测取所得疏水改性阳离子纤维素醚0.3g，加进EDTA-二钠(广州试剂厂)0.05g，醇醚硫酸钠(浙江吉利达)16g，烷醇酰胺(德国科宁)2g，磺基甜菜碱(广州天赐)5g，二羟甲基二甲基海茵(广州天赐)0.3g，柠檬酸(汕头西垄)适量，氯化钠(广东盐业)适量，去离子水至100g。所得产品进行粘度，泡沫力，透光度检测，以及进行人体感官评价对比。实施例2-7同实施例1，只是对实施例1各反应物质加入量进行调整，如下表1所示，并就所得的疏水改性阳离子纤维素醚进行实施例1所述的各种检测 实施例9同实施例1，只是将纤维素醚的羟乙基纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
疏水改性阳离子纤维素醚的制备方法，其特征是：Ａ、在常温常压及惰性气体环境的搅拌条件下，以纤维素醚加入量为１，加入碱性金属氢氧化物或金属氧化物０．００５～０．０８，疏水改性阳离子化试剂０．１～１．２，在３０～８０℃下反应８０～１００分 钟，得到经干法制备的部分取代度的疏水改性阳离子纤维素醚的混合溶液；Ｂ、将Ａ反应所得产物在搅拌状态下加入溶剂３～８，碱性金属氢氧化物或金属氧化物０．０１～０．１０，温度控制在５０～１２０℃，再加入疏水改性阳离子化试剂０．１～１．２，反 应８０～１００分钟，得到经湿法制备的高取代度的疏水改性阳离子纤维素醚的混合溶液；Ｃ、将Ｂ反应产物经过滤除去溶剂，常温下溶剂洗涤后，再进行过滤，干燥，筛分，即得疏水改性阳离子纤维素醚。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张若昕，徐金富，李洪生，丁敏勇，
申请(专利权)人：广州天赐高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]