[發(fā)明專(zhuān)利]一種乙氧基化酯基季銨鹽及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110307271.8
• 申請(qǐng)日: 2011-10-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102503841A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫永強(qiáng);李文靜;史修啟;張勇;劉廣宇;楊卉艷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C07C217/08
• 分類(lèi)號(hào): C07C217/08;C07C213/00;C07C305/06;C07C303/24;C07F9/11;C08G65/332;C08G65/334;C08G65/26;B01F17/46
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專(zhuān)利代理有限公司 14101
• 代理人: 劉寶賢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種乙氧基化酯基季銨鹽及其制備方法，具體地說(shuō)涉及一種使用環(huán)氧乙烷對(duì)酯胺進(jìn)行乙氧基化，再季銨化合成的酯基季銨鹽及其合成方法。

背景技術(shù)

酯基季銨鹽是新興的一類(lèi)綠色陽(yáng)離子表面活性劑，極易生物降解，不僅具有優(yōu)良的生物降解性、復(fù)配性、抗靜電性、柔軟性，而且原料成本低，不會(huì)引起織物用后泛黃，可生產(chǎn)高濃度的產(chǎn)品，是“綠色”柔軟劑中的典型代表。20世紀(jì)80年代后期隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，酯基季銨鹽得到了飛速的發(fā)展，目前國(guó)際市場(chǎng)上以三乙醇胺為原料制備的酯基季銨鹽已經(jīng)成為織物柔軟劑的最主要產(chǎn)品。

酯基季銨鹽的主要組分為單、雙、三酯胺季銨鹽，其中柔軟效果、抗靜電效果作用最好的是二酯胺的季銨鹽，單酯胺季銨鹽次之，而三酯胺季銨鹽因?yàn)槠渌苄圆?，作為柔軟劑?shí)際使用效果較差，因此三酯胺季銨鹽的存在顯著降低了酯基季銨鹽產(chǎn)品的整體使用效果。目前針對(duì)解決這一問(wèn)題對(duì)酯基季銨鹽進(jìn)行改性的研究未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種乙氧基化酯基季銨鹽及其制備方法。

本發(fā)明的乙氧基化酯基季銨鹽，其化學(xué)特征結(jié)構(gòu)式如下：

式中：R可為C₆-C₂₂的飽和與不飽和，直鏈或帶有支鏈的烷基；

X^-代表烷基化陰離子；

n為酯基季胺鹽中羥乙基的個(gè)數(shù)為0，2，3；

n+b＝3；

b為1，2，3；

m為乙氧基的個(gè)數(shù)為1-30。

所述的乙氧基化酯基季銨鹽的平均乙氧基(EO)加和數(shù)為1-30。

本發(fā)明的合成方法是硬脂酸和三乙醇胺以一定比例進(jìn)行酯胺化反應(yīng)，再用酯基插入式乙氧基化催化劑，完成酯胺的乙氧基化改性。乙氧基化酯胺與烷基化劑進(jìn)行季銨化反應(yīng)得到乙氧基化酯基季銨鹽，具體的制備方法包括如下步驟：

(1)將脂肪酸加入反應(yīng)器中，在N₂保護(hù)的條件下攪拌升溫到60-120℃，待其全部熔化后，加入酸性催化劑和三乙醇胺，升溫至160-200℃，反應(yīng)5-10小時(shí)，當(dāng)產(chǎn)物酸價(jià)低于5mgKOH/g時(shí)，終止反應(yīng)，得到酯胺；

(2)將酯胺和酯基插入式乙氧基化催化劑混合后，在攪拌下加入反應(yīng)器，用N₂置換掉反應(yīng)器中的空氣，升溫至反應(yīng)溫度120-220℃，操作壓力為0.1-2.0MPa，保持反應(yīng)壓力條件下導(dǎo)入環(huán)氧乙烷，老化30-120min，降溫至50-80℃出料，得到乙氧基化酯胺；

(3)將乙氧基化酯胺升溫至40-50℃，待乙氧基化酯胺完全熔化，停止加熱，加入異丙醇和烷基化劑，繼續(xù)加熱至60-90℃，進(jìn)行季銨化反應(yīng)，反應(yīng)3-5h，當(dāng)測(cè)得產(chǎn)物中游離胺質(zhì)量百分含量低于2％，即可停止反應(yīng).

各組分加入量為：脂肪酸與三乙醇胺的摩爾比為1.9-2.5∶1；酸性催化劑用量為脂肪酸和三乙醇胺總重量的0.5‰-5‰，優(yōu)選從1‰-5‰；乙氧基化酯胺與烷基化劑的摩爾比為1.0∶0.9-1.1；酯基插入式乙氧基化催化劑用量為酯胺和環(huán)氧乙烷總重量的0.5‰-10.0‰；環(huán)氧乙烷的加入量是酯胺∶環(huán)氧乙烷的摩爾比為1∶1.5-60；異丙醇用量為乙氧基化酯胺和烷基化劑總重量的10％-20％。

所述的脂肪酸為C₆-C₂₂的飽和與不飽和脂肪酸。如月桂酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸或山崳酸等。

所述的烷基化劑為鹵素甲烷、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或磷酸三甲酯。

如上所述酯基插入式乙氧基化催化劑為堿土金屬氧化物為30-90wt％，III族金屬氧化物為1-40wt％，載體為1-30wt％。具體制備方法在中國(guó)專(zhuān)利CN1190265C中有詳細(xì)描述。

本發(fā)明的乙氧基化酯基季銨鹽為陽(yáng)非離子表面活性劑，既具有陽(yáng)離子表面活性劑的性質(zhì)，可用在織物柔軟劑，皮革柔軟劑，殺菌劑等多方面，同時(shí)還具有非離子的特性。

本發(fā)明與改性前的酯基季銨鹽相比有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.該產(chǎn)品作為織物柔軟劑，聚氧乙烯基的加入，改善了三酯季銨鹽的水溶性，使其成為了有效組分，顯著提高了產(chǎn)品的整體使用效果，使得產(chǎn)品柔軟效果優(yōu)于酯基季銨鹽；

2.聚氧乙烯基的加入，可以大大改善季銨鹽陽(yáng)離子與陰離子表面活性劑復(fù)配困難等問(wèn)題。

3.該產(chǎn)品作為一種新型的陽(yáng)非離子表面活性劑，兼具有陽(yáng)離子和非離子的特性，預(yù)計(jì)還會(huì)有更多其他優(yōu)良的性能有待研究。