烷基胺醚衍生表面活性剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及如化学结构式I、II和III所示的烷基胺醚衍生表面活性剂，其中，R1，R2分别选自C4～C22中直链或支链的饱和烃基或不饱和烃基，其中

Alkyl amine ether derived surfactants and their preparation methods

The present invention relates to chemical structure such as I, II and III show the alkyl amine ether derivative surfactants, among them, R1, R2 were selected from C4 ~ C22 straight chain or branched chain alkyl saturated or unsaturated hydrocarbon, which

【技术实现步骤摘要】
烷基胺醚衍生表面活性剂及其制备方法
本专利技术涉及烷基胺醚衍生表面活性剂及其制备方法。
技术介绍
从上世纪50年代开始伴随石化工业的飞速发展，表面活性剂是同时兴起的一种新型化学品。其应用领域广阔，基本涵盖石油、食品、农业、卫生、环境等技术部门，对改进工艺，增加产量，提高品质等方向有极大的辅助作用。当今全世界表面活性剂品种已逾万种，产量超过1500万吨。各种表面活性剂依据其结构的差异，其各项性能如润湿、乳化、分散、增溶、气泡消泡、抗静电等特性存在较大差异。在实际使用过程中，在生产过程中选用何种表面活性剂能达到目的对于各行业技术人员存在较大困难，通常为达到生产要求，需要同时使用多种表面活性剂，而部分不同种类的表面活性剂的同时使用可能会存在互相干扰造成生产异常的情况。如何让一种表面活性剂同时具有多种功能，减少生产过程中表面活性剂复配使用的复杂性，是目前表面活性剂发展的一个重要方向。羧酸盐类表面活性剂可以说是人类最早开始接触的表面活性剂，其具有优良的抗电解质、温和、易生物降解的特性；磷酸酯类表面活性剂具有很高的表面活性、极佳的抗静电性和防锈性能，广泛应用于各工业领域。胺醚类表面活性剂则具有优良的乳化、分散、增溶、抗静电、润滑、缓蚀、杀菌等特点，但其与阴离子表面活性剂相容性不佳。如何通过合适的工艺将二者优点相结合，合成出更加高效的新型表面活性剂是本专利的主要目的。本专利技术是在分子设计中选取仲胺醚作为表面活性剂分子的起始剂，通过与氯乙酸盐进行羧基化得仲胺醚羧酸；与五氧化二磷进行磷酸酯化得仲胺醚磷酸酯。所得两类表面活性剂在原有仲胺醚基础上具有更高的表面活性。专利技术内容本专利技术的目的在于，提供一种新型烷基胺醚表面活性剂及其制备方法。一方面，本专利技术提供了烷基胺醚衍生表面活性剂，包括如以下化学结构式I、II或III所示的通式：其中，R1，R2可以分别为C4～C22直链或支链的饱和烃基或不饱和烃基，R1，R2可以相同或不同；a可以为0～100中的任一整数，b可以为0～100中的任一整数，a，b不能同时为0。另外，所述R1，R2优选C4～C18直链或支链的饱和烃基或不饱和烃基；a优选为2～50中的任一整数，b优选为0～20中的任一整数，因为当R1，R2分别为C4～C18直链或支链的饱和烃基或不饱和烃基、a为2～50中的任一整数，b为0～20中的任一整数时，得到的产品都表现出优异的抗硬水能力和乳化能力并且由其制成的切削液寿命较长。更优选地，所述R1为C4，所述R2为C4，a为2且b为10；更优选地，所述R1为C8，所述R2为C8，a为5且b为10；更优选地，所述R1为C12，所述R2为C12，a为5且b为0；更优选地，所述R1为C13，所述R2为C13，a为50且b为20；更优选地，所述R1为C18，所述R2为C18，a为7且b为0。另一方面，本专利技术还提供一种制备烷基胺醚衍生表面活性剂的方法，其包括如下步骤：方法I：仲胺醚羧基化首先，仲胺醚与氯乙酸盐在金属的氢氧化物下进行反应，生成仲胺醚羧酸盐；然后，用盐酸对所述仲胺醚羧酸盐进行酸化，分离所得产物，得到胺醚羧酸，方法II：仲胺醚酯化首先，仲胺醚与五氧化二磷反应，生成仲胺醚磷酸单酯及双酯；然后，使用中和剂中和所得产物，即得磷酸单酯及双酯盐的混合物，其中，R1，R2分别为C4～C22直链或支链的饱和烃基或不饱和烃基，R1，R2相同或不同；a为0～100中的任一整数，b为0～100中的任一整数，a，b不能同时为0；M1为选自Na+，K+，NH4+中的一种或几种，M2为选自Li+，Na+，K+中的一种或几种。所述仲胺醚的结构如式IV所示：其中，另外，所述胺醚优选为双丁基仲胺醚(2EO-10PO)，双辛基仲胺醚(5EO-10PO)，双十二烷基仲胺醚(5EO)，双18烷基仲胺醚(7EO)和/或异构双13仲胺醚(50EO-20PO)等。在所述羧酸化反应中，仲胺醚：氯乙酸盐：金属的氢氧化物的摩尔比为(1.20～1.50)：1：(1.25～1.38)。在所述羧酸化反应中，优选地，仲胺醚：氯乙酸盐：金属的氢氧化物的摩尔比为1.30：1：1.25、1.35：1：1.30、1.45：1：1.35或1.50：1：1.38；优选地，所述氯乙酸盐使用氯乙酸钠或氯乙酸铵；优选地，所述金属的氢氧化物使用氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂。在优选条件下得到的产品表现出优异的抗硬水能力和乳化能力。在所述羧酸化反应中，所述金属的氢氧化物分批次、均匀加入。术语“所述金属的氢氧化物分批次、均匀加入”意指将所述金属的氢氧化物平均分为若干份，在反应时间内分为与若干份相对应的若干次分别加入。在磷酸酯化反应中，仲胺醚：五氧化二磷：中和剂的摩尔比为(3.50～4.10)：1：(4.50～5.25)，所述中和剂选用三乙醇胺、二乙醇胺、氢氧化钠或氢氧化钾等。在磷酸酯化反应中，优选地，仲胺醚：五氧化二磷：中和剂的摩尔比为3.9：1：4.5、4.05：1：4.75或4.1：1：5,25；优选地，所述中和剂选用三乙醇胺或二乙醇胺。在优选条件下得到的产品制成的切削液寿命较长。在磷酸酯化反应中，所述五氧化二磷分批次、均匀加入，并控制温度的上涨幅度小于5度。术语“所述五氧化二磷分批次、均匀加入”意指将所述五氧化二磷平均分为若干份，在反应时间内分为与若干份相对应的若干次分别加入。本专利技术方法简便、易操作、环保性好。本工艺反应在常压下进行对设备生产条件要求低。本专利技术反应通过惰化操作及氮气保护，有效遏制了副反应的发生和产物色泽发黄的现象。具体实施方式以下通过制备实施例和测试例对本专利技术做进一步的说明，这些制备实施例和测试例仅是对本专利技术最佳实施方式的说明，但本专利技术并不限于以下制备实施例和测试例。制备实施例1式V所示的双十二烷基仲胺醚(5EO)羧酸的制备一种双十二烷基仲胺醚(5EO)羧酸的制备方法，包括以下步骤：第一步：羧基化反应，先将原料1.3mol双十二烷基仲胺醚(5EO)和1mol氯乙酸钠放入配有搅拌器、温度计、分水器和冷凝管的实验装置中，实验装置整体惰化3次，最后通入氮气保护，开启冷凝器，升温到40～90℃，将1.25mol氢氧化钠均匀分5～10份，在反应时间8～20小时内分批次、均匀加入，酸值小于120则认为羧基化反应结束。第二步：酸化分离，使用30％的HCl溶液中和至pH＝4±0.5，升温到80～100度，静置2～6小时，上层清夜即为最终产品。制备实施例1-1式V所示的双十二烷基仲胺醚(5EO)羧酸的制备一种双十二烷基仲胺醚(5EO)羧酸的制备方法，包括以下步骤：第一步：羧基化反应，先将原料1.2mol双十二烷基仲胺醚(5EO)和1mol氯乙酸钠放入配有搅拌器、温度计、分水器和冷凝管的实验装置中，实验装置整体惰化3次，最后通入氮气保护，开启冷凝器，升温到40～90℃，将1.25mol氢氧化钠均匀分5～10份，在反应时间8～20小时内分批次、均匀加入，酸值小于120则认为羧基化反应结束。第二步：酸化分离，使用30％的HCl溶液中和至pH＝4±0.5，升温到80～100度，静置2～6小时，上层清夜即为最终产品。制备实施例1-2式V所示的双十二烷基仲胺醚(5EO)羧酸的制备一种双十二烷基仲胺醚(5EO)羧酸的制备方法，包括以下步骤：第一步：羧基化反应，本文档来自技高网...

【技术保护点】
烷基胺醚衍生表面活性剂，其包括以下如化学结构式I、II或III所示的通式：

【技术特征摘要】
1.烷基胺醚衍生表面活性剂，其包括以下如化学结构式I、II或III所示的通式：式Ⅰ仲胺醚羧酸式II仲胺醚磷酸双酯式III仲胺醚磷酸单酯其中，EO：CH2CH2OPO：R1，R2分别为C4～C22直链或支链的饱和烃基或不饱和烃基，R1，R2相同或不同；a为0～100中的任一整数，b为0～100中的任一整数，a，b不能同时为0。2.根据权利要求1所述的烷基胺醚衍生表面活性剂，其中所述R1，R2分别为C4～C18直链或支链的饱和或不饱和烃基；a为2～50中的任一整数，b为0～20中的任一整数。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，王杨，张城，翟刚，
申请(专利权)人：山东转化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37