[發明專利]一種植物油基兩性離子表面活性劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201611180695.1
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106622015B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 侯琳熙;吳玄弦;李碩林;姜怡青;牛宇迪
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C07C227/18
• 分類號: C07C227/18;C07C229/22;B01F17/18;B01F17/28
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;林捷

本發明公開了一種植物油基兩性離子表面活性劑及其制備方法，該表面活性劑主要由以下步驟制備得到：（1）將環氧植物油與叔胺成鹽反應，得到植物油基胺鹽化合物；（2）植物油基胺鹽化合物在堿溶液中水解后提純得到。本發明制備的植物油基兩性離子表面活性劑是一種既帶有銨陽離子又有羧酸陰離子的新型表面活性劑，具有較低的臨界膠束濃度，在較低濃度下就可以形成曲率較小的膠束結構，具有良好的潤濕性和抗靜電性，與其他表面活性劑復配時能表現出良好的相容性及協同作用。

技術領域

本發明屬于表面活性劑制備技術領域，具體涉及一種植物油基兩性表面活性劑及其制備方法。

背景技術

表面活性劑分子由于具有兩親結構，將它溶于水后易在兩項界面產生自組裝而大幅度的降低水溶液的表面張力，從而成為一類重要的精細化學品，是工業生產中提高產品質量、降低生產成本不可缺少的重要原料與助劑。近年來，隨著各類生產活動，科學和技術的進步和發展，對表面活性劑品種和性能提出越來越高的要求，促使表面活性劑科學不斷發展，表面活性劑相關科學及理論研究也得到了進一步完善與充實，表面活性劑已經慢慢的深入到膜材料、納米材料、選擇性反應等各個領域中。因此，如何設計結構新穎的有特殊用途和應用價值的表面活性分子是該領域下一步主要的工作方向。

兩性表面活性劑不同于傳統的陰、陽離子表面活性劑，由于其同時帶有陰陽離子而具有許多優異的特性，比如：低刺激和低毒性；耐硬水性和耐高濃度電解質性；自然降解能力；殺菌性和抑菌性；良好的潤濕性，與其他類型的表面活性劑產品良好的配伍性，并產生協同效應等等。目前，兩性表面活性劑的種類并不多，由于其價格昂貴限制了其廣泛的應用，但是它們在使用過程中所顯示出的獨特優勢，在某些場合足以彌補它們價格過高的不足。近年來，國內科研工作者們也加大了對兩性表面活性劑的合成設計工作，如中國專利CN102631864A 公開了一種兩性Gemini 表面活性劑及其制備方法，其利用長鏈烷基叔胺、環氧氯丙烷和馬來酸酐經過成鹽、酯化和磺化過程制備得到。 中國專利CN 103739826A公開了 一種聚氨酯型兩性表面活性劑的制備方法，其利用二異氰酸酯和脂肪胺聚氧乙烯醚經過縮聚、擴鏈和季胺化過程制備得到。但是他們所用的合成原料均為價格較高的石油衍生物，在石油資源日益短缺的條件下，尋找更經濟的原料替代品，設計更合理、更環保的表面活性劑路線將具有非常重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種植物油基兩性離子表面活性劑及其制備方法，該植物油基兩性離子表面活性劑是一種既帶有銨陽離子又有羧酸陰離子的新型表面活性劑。

為了實現本發明的目的采取的技術方案是：該植物油基兩性離子表面活性劑具有如下分子結構：

其中：R、R'是碳原子數為3-8的烷基，R是碳原子數為4-16的烷基，X為Cl或Br。

植物油基兩性離子表面活性劑的制備方法包括以下步驟：

（1）在三口燒瓶中加入5 mol/L的氫鹵酸水溶液，攪拌升溫至40-50℃，緩慢的滴加N，N-二甲基脂肪胺至氫鹵酸水溶液中，保溫反應1-2h，隨后滴加60%環氧植物油的乙醇溶液，控制溫度在50-60℃，反應6-8h，反應完畢后減壓蒸餾得到黃色透明膏狀物，進一步重結晶提純得到植物油基胺鹽化合物。其中N，N-二甲基脂肪胺、氫鹵酸和環氧植物油的摩爾比為3:3:1。

（2）取步驟（1）制備的植物油基胺鹽化合物充分溶于200 mL 95%的乙醇水溶液中，加入堿回流攪拌4-6h，停止反應，過濾，濾渣用無水乙醇洗滌3次，真空干燥得到植物油基兩性離子表面活性劑。其中堿的用量為植物油基胺鹽化合物質量的3-5%。

所述的環氧植物油為大豆油環氧油或菜籽油環氧油；

所述的氫鹵酸為鹽酸或氫溴酸；

所述的N，N-二甲基脂肪胺為C₆-C₁₈的脂肪叔胺；