[發(fā)明專利]一種腰果酚雙子表面活性劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410031036.6
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103725279A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周雅文;蘇鵬權(quán);徐寶財;韓富
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工商大學(xué)
• 主分類號: C09K8/584
• 分類號: C09K8/584;C07C309/42;C07C303/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)領(lǐng)域，特別是一種腰果酚雙子表面活性劑及其制備方法。

背景技術(shù)

表面活性劑由于其獨特的既親水又親油的雙親結(jié)構(gòu)，具有乳化、增溶、發(fā)泡、去污等多方面的應(yīng)用性能，被廣泛用于工業(yè)及日用化工領(lǐng)域。但目前主要依靠不可再生的石油資源，石油基產(chǎn)品占到市場份額的70-80％，而依靠生物質(zhì)資源的植物油和動物油表面活性劑品種和產(chǎn)量相對較少，而且植物油資源是以椰子油和棕櫚油為主，由于存在碳鏈分布某些性能在應(yīng)用方面有所限制。腰果酚來源于腰果樹果實殼液中，來源豐富且價格低廉，結(jié)構(gòu)類似于石油基原料的烷基酚，工業(yè)上已將腰果酚合成樹脂用于涂料和膠黏劑領(lǐng)域，而將腰果酚作為表面活性劑原料開發(fā)目前還有待進一步發(fā)展。雙子表面活性劑具有比普通表面活性劑更高的降低表面張力的能力和較小的臨界膠束濃度，被譽為最有可能成為21世紀(jì)廣泛應(yīng)用的一類表面活性劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種腰果酚雙子表面活性劑及其制備方法，所述的這種腰果酚雙子表面活性劑及其制備方法，以腰果酚為原料，得到一種能形成超低界面張力，表面活性高，用量少，適合于三次采油無堿驅(qū)油的腰果酚雙子表面活性劑。

本發(fā)明提供的一種腰果酚雙子表面活性劑，該腰果酚雙子表面活性劑的分子通式為：

式中：M為Na⁺或K⁺，n為2-10。

本發(fā)明提供的制備腰果酚雙子表面活性劑的方法，包括如下步驟：

1)將腰果酚磺化得到腰果酚磺酸；

2)將腰果酚磺酸堿化后與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)得到中間體I；

3)將中間體II與二胺反應(yīng)后提純得到本發(fā)明提供的腰果酚雙子表面活性劑。

上述制備方法的步驟1)中，在四口瓶中充分攪拌腰果酚，將發(fā)煙硫酸逐滴加入，反應(yīng)溫度控制在30-50℃，反應(yīng)時間為1-3小時。將廢酸分離后得到腰果酚磺酸。步驟2)中，在四口瓶中加入腰果酚磺酸，滴加堿溶液，使溶液pH為9-11，堿可以是氫氧化鈉或氫氧化鉀，加入適量的四丁基溴化銨，再滴加環(huán)氧氯丙烷，使體系溫度恒定在80-110℃，反應(yīng)時間2-6小時后分離得到中間體I。步驟3)中，將二胺逐滴加入到中間體I中，反應(yīng)溫度為40-80℃，反應(yīng)時間0.5-2小時。二胺為乙二胺、1，3-丙二胺、1，4-丁二胺、1，5-戊二胺、1，6-己二胺、1，7-庚二胺、1，8-辛二胺、1，9-壬二胺和1，10-癸二胺。

上述制備方法的步驟1)-3)中，各反應(yīng)物的用量如下：腰果酚與發(fā)煙硫酸的摩爾比為0.8-1.2∶0.9-1.3；腰果酚磺酸與環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為0.8-1∶1.1-1.6，中間體I與二胺的摩爾比為0.8-1.5∶0.4-0.7。

以反應(yīng)物選擇腰果酚、發(fā)煙硫酸、氫氧化鈉、環(huán)氧氯丙烷、1，3-丙二胺為例，上述制備方法步驟1)、步驟2)和步驟3)的化學(xué)反應(yīng)方程式，分別如下所示：

本發(fā)明提供的腰果酚雙子表面活性劑，具有如下特征：具有比普通表面活性劑低1-2個數(shù)量級的臨界膠束濃度，臨界膠束濃度為2.0×10^-5-4.5×10^-5mol／L，表面張力為27-35mN／m，該腰果酚雙子表面活性劑在無堿情況下，與大慶原油得到10^-2-10^-4mN／m的超低界面張力值，可在三次采油中用于無堿表面活性劑驅(qū)油劑。

本發(fā)明提供的制備方法，工藝簡單，易于操作，收率高。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作出進一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。

實施例1

在四口瓶中加入24.61g腰果酚，邊攪拌邊滴加14.47g發(fā)煙硫酸，滴加完畢后反應(yīng)1小時，反應(yīng)溫度控制在35℃，將廢酸分離后得到13.38g腰果酚磺酸，然后向第一步產(chǎn)品腰果酚磺酸中滴加適量氫氧化鈉和四丁基溴化銨，再滴加7.04g環(huán)氧氯丙烷，使體系溫度保持在85℃反應(yīng)4小時后分離得到8.32g中間體I。將0.61g乙二胺逐滴加入到8.32g中間體I中，控制反應(yīng)溫度為55℃反應(yīng)2小時后分離，得到5.24g淺黃色油狀粘稠液體，收率為58.95％。此腰果酚雙子表面活性劑的臨界膠束濃度為4.21×10^-5mol／L，表面張力為30.17mN／m，無堿情況下，0.3％表面活性劑濃度與大慶原油的超低界面張力為3.24×10^-2mN／m。

實施例2