一种脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸及其盐、制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐，以及制备方法，通过本发明专利技术的制备方法可以极大降低最终产品中刺激性和有害物质，有效控制环氧丙烷的聚合过程，得到窄分布的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐类产品，例如脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸盐、脂肪醇聚氧丙烯醚碳酸盐、脂肪醇聚氧丙烯醚磷酸盐等，从而使其品质大幅提高，在应用中极具优势。在应用中极具优势。

【技术实现步骤摘要】
一种脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸及其盐、制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子表面活性剂
，具体涉及一种脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐以及相关制备方法。

技术介绍

[0002]脂肪醇醚含氧酸盐是一类新型的阴离子表面活性剂，由于其特殊的性质，脂肪醇醚含氧酸盐在化妆品、洗涤剂、生物化学、制药、食品加工、原油破乳、稠油降黏等领域有着广泛的应用。具有表面张力低、毒性小、易生物降解等特点的多功能的“绿色表面活性剂”，由非离子表面活性剂改性而来。
[0003]目前，国外对脂肪醇醚含氧酸盐类表面活性剂已经进行了系统地研究，且有系列化产品批量生产，而国内虽有试销产品，但品种和产量较少，仍处于起步阶段。脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐是脂肪醇醚含氧酸盐中应用最为广泛的一种。其在化学结构上和肥皂相似，不同的是在疏水基和亲水基之间加入了具有一定加合数的环氧乙烷链，从而使它具有阴离子和非离子表面活性剂的许多优良性能。而产品的表面特性可以通过改变碳链的长度、加合数和pH值来进行调节，其中酸式产品呈非离子特性，完全中和的盐式产品则为阴离子特性。
[0004]这一类表面活性剂为成分多样非常复杂的混合物，其分子量分布指数通常较宽，从而使产品的性能及品质不能满足使用要求。并且环氧丙烷(PPO)的寡聚聚合度呈多样性，其催化聚合方式主要分为阳离子聚合、阴离子聚合、磷腈类有机非金属碱性催化剂。阳离子聚合过程不易控制，分子量低，副产物多等缺点，阴离子聚合反应的优势为反应较温和、过程易控制，催化剂成本低。但缺点也尤为突出，如活性中心易发生转移，得到的聚合物分子量低，分子量分布宽且不饱和度高。
[0005]因此，需要一种分子量分布窄，安全性高，品质优良的脂肪醇醚含氧酸盐类表面活性剂，以满足实际应用的需要。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，以脂肪醇引发环氧丙烷聚合，以N
‑
杂环卡宾和N
‑
杂环卡宾烯为催化剂，控制合成条件，得到一类窄分布的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸及其盐，大幅提升产品品质，从而完成了本专利技术。
[0007]本专利技术第一方面的目的在于提供一种脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐，其以环氧丙烷为原料，以脂肪醇为引发剂，加入封端剂制备得到，其分子结构包含如式(Ⅰ)所示的结构部分：
[0008][0009]其中，R1选自氢原子或直链烷基，优选选自氢原子或C1‑
C
10
的直链烷基；R2选自直链烷基，优选选自C1‑
C
18
的直链烷基；G为端基，选自离子含氧酸基基团；n为1
‑
15。所述离子含氧酸基基团为电离出氢离子的含氧酸基基团。
[0010]所述脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐的分子量分布指数为1.05
‑
2.5。
[0011]本专利技术第二方面的目的在于提供所述脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐的制备方法，所述方法以环氧丙烷为原料，脂肪醇为引发剂，加入封端剂，制备得到窄分布的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐，具体包括以下步骤：
[0012]步骤1、将脂肪醇加入到环氧丙烷中，加热反应，得到中间反应液；
[0013]步骤2、向中间反应液中加入封端剂，反应后得到含有脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸的混合液；
[0014]任选地，还包括步骤2
’
：向混合液中加入金属氢氧化物或氧化物，得到中性混合液；
[0015]步骤3、后处理含有脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸的混合液或中性混合液，得到脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐。
[0016]本专利技术第三方面的目的在于提供一种用于制备脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐的窄分布的肪醇聚氧丙烯醚的制备方法，所述方法将脂肪醇加入到环氧丙烷中，加热反应，得到中间反应液，对中间反应液进行提纯处理制备得到的肪醇聚氧丙烯醚。所述提纯处理包括萃取。
[0017]本专利技术中提供的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸及其盐以及制备方法具有以下有益效果：
[0018](1)本专利技术中制备得到的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐较常规产品分子量分布大幅变窄，纯度高，性能得到有效提高。
[0019](2)本专利技术提供的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐中游离的脂肪醇酸化产物含量低，几乎不含有高聚合度的脂肪醇醚酸化产物，大幅降低最终产品的刺激性和有害物质含量，产品品质得到有效提高，能够应用于具有高品质要求的领域。
[0020](3)本专利技术中提供的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸及其盐的制备方法能够有效控制环氧丙烷的聚合过程，得到窄分布的脂肪醇聚氧丙烯醚，减少产品中其加合数种类，提高了产物纯度。
[0021](4)本专利技术的制备方法中采用无溶剂或高浓度体系进行合成反应，避免使用多种有机溶剂，造成环境污染，实现绿色合成。
[0022](5)本专利技术中制备提供了脂肪醇聚氧丙烯醚的多种含氧酸或其盐类，扩大了产品的应用范围，同时，产品纯度的提高能够减少对动植物及环境的危害。
附图说明
[0023]图1示出本专利技术实施例1制备得到的十四醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
[0024]图2示出本专利技术实施例1制备得到的十四醇聚氧丙烯醚硫酸的分子量分布指数图；
[0025]图3示出本专利技术实施例2制备得到的2
‑
甲基
‑1‑
十三醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
[0026]图4示出本专利技术实施例3制备得到的2
‑
乙基
‑1‑
十二醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振
测试图；
[0027]图5示出本专利技术实施例4制备得到的2
‑
丙基
‑1‑
十一醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
[0028]图6示出本专利技术实施例5制备得到的2
‑
丁基
‑1‑
癸醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
[0029]图7示出本专利技术实施例6制备得到的2
‑
戊基
‑1‑
壬醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
[0030]图8示出本专利技术实施例7制备得到的2
‑
己基
‑1‑
辛醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
[0031]图9示出本专利技术实施例8制备得到的2
‑
丁基
‑1‑
辛醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
[0032]图10示出本专利技术实施例9制备得到的2
‑
丁基
‑1‑
辛醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
[0033]图11示出本专利技术实施例10制备得到的2
‑
丁基
‑1‑
辛醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
[0034]图12示出本专利技术实施例11制备得到的2
‑
丁基
‑1‑
辛醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
[0035]图13示出本专利技术实施例12制备得到的2<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐，其特征在于，其以环氧丙烷为原料，以脂肪醇为引发剂，加入封端剂制备得到，所述脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐的分子结构包含如式(Ⅰ)所示的结构部分：其中，R1选自氢原子或直链烷基，优选选自氢原子或C1‑
C
10
的直链烷基；R2选自直链烷基，优选选自C1‑
C
18
的直链烷基；G为端基，选自离子含氧酸基基团；n为1
‑
15；所述离子含氧酸基基团为电离出氢离子的含氧酸基基团。2.根据权利要求1所述的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐，其特征在于，所述含氧酸或其盐的分子量分布指数为1.05
‑
2.5。3.一种根据权利要求1或2所述的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、将脂肪醇加入到环氧丙烷中，加热反应，得到中间反应液；步骤2、向中间反应液中加入封端剂，反应后得到含有脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸的混合液；任选地，还包括步骤2
’
：向混合液中加入金属氢氧化物或氧化物，得到中性混合液；步骤3、后处理含有脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸的混合液或中性混合液，得到脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述脂肪醇选自具有以下结构的饱和一元醇：其中，R1选自氢原子或直链烷基；R2选自直链烷基，优选地，所述脂肪醇1
‑
十四醇、2
‑
甲基
‑1‑
十三醇、2
‑
乙基
‑1‑
十二醇、2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：吕明，李禹羲，孟春瑜，张艺晓，尹晓杰，
申请(专利权)人：山东金智瑞新材料发展有限公司，
类型：发明
国别省市：