[發明專利]一種Gemini磷酸酯表面活性劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710016680.X
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106831860B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 邱伙生;黃家龍;姜文青
• 申請（專利權）人: 肇慶市穩固化工有限公司
• 主分類號: C07F9/40
• 分類號: C07F9/40;C07F9/11;C07C29/62;C07C31/36;C07D301/26;C07D303/08;B01F17/14;B01F17/18
• 代理公司: 廣州市越秀區海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 蔡國

本發明公開了一種Gemini磷酸酯表面活性劑的制備方法，包括下述步驟：步驟1：將脂肪醇與POCl₃得到烷基磷酸單酯和氯化氫氣體；步驟2：將步驟1得到的氯化氫氣體與甘油經催化氯化反應得到二氯甘油；步驟3：將步驟1得到的烷基磷酸單酯與季銨堿進行中和反應后再加入步驟2得到的二氯甘油得到Gemini磷酸酯表面活性劑。利用本發明的一種產率高，制備流程簡單的Gemini磷酸酯表面活性劑的制備方法，同時本發明還提供一種Gemini磷酸酯表面活性劑。

技術領域

本發明涉及化工領域，更具體地說，尤其涉及一種Gemini磷酸酯表面活性劑及其制備方法。

背景技術

近年來，綠色能源生物柴油及其化工利用得到迅速發展，生物柴油的發展帶來了大量的廉價甘油，這讓甘油法環氧氯丙烷項目具有很好經濟性，成為研究開發與投資的熱點。總之，利用生物柴油副產甘油生產環氧氯丙烷是一種低能耗環保的生產工藝，是未來環氧氯丙烷生產的主流方向和主要來源。但是甘油法環氧氯丙烷工藝最重要的原料是氯化氫氣體，而且只有具有穩定、連續的氯化氫氣體供應條件才能保證甘油法環氧氯丙烷的正常生產。而這樣的氯化氫氣體保障條件一般只有氯堿生產企業，因此在氯堿廠附件建設甘油法環氧氯丙烷裝置是可以穩定獲得氯化氫氣體。但是氯堿廠屬于高污染高能耗企業，在環保壓力和節能減排的大背景下，全國氯堿廠也是屈指可數的。氯化氫氣體腐蝕性很強，采用鋼瓶壓縮運輸不僅成本很高、而且不安全。可以說，在附件沒有氯堿廠的地方建設環氧氯丙烷裝置，氯化氫氣體是最大的障礙，如何獲得廉價、連續的穩定氯化氫氣體供應是甘油法環氧氯丙烷項目的建設的關鍵。辜高龍以工業鹽酸為氯化氫來源與甘油反應制備環氧氯丙烷。(辜高龍，以甘油和工業鹽酸為原料合成環氧氯丙烷新工藝，精細化工中間體，2008，38(4)：49-52)。申請號為201010543010.1的中國專利公開了一種以三氯化磷和五氯化磷制備氯化氫氣體來生產環氧氯丙烷的工藝，該工藝副產的亞磷酸和磷酸附加值較低。

雙子表面活性劑(Gemini surfactant)是一類分子結構中含有兩個親水基、兩個疏水基和一個連接基通過化學鍵連接而成的新型的表面活性劑。它具有較低的cmc值、高的表面活性、好的水溶性和流變性等多種特點，是一種性能卓越的新型表面活性劑，具有廣泛的商業應用前景。Gemini磷酸酯表面活性劑有良好的水溶性，且大多數Gemini磷酸酯表面活性劑克拉夫特點大多都低于0℃，它們的鈉鹽能穩定地溶于水中形成澄清的水溶液，這是由于分子中存在兩個親水基并由連接基將二者緊密連接在一起，使其具有良好的水溶性。周學愿等人將十八烷基Gemini磷酸酯表面活性劑與普通單子型磷酸酯表面活性劑的性能進行比較，并對一系列不同碳鏈長度的Gemini磷酸酯表面活性劑的性能進行了研究，結果表明：Gemini磷酸酯表面活性劑相對于單子型磷酸酯表面活性劑具有更低的臨界膠束濃度、更高的表面活性、更低的起泡性、潤濕性以及抗靜電性等；另外，隨著Gemini磷酸酯表面活性劑碳鏈長度的增加，乳化性提高，起泡性降低，賦予聚酯短纖維的平滑性更好。(周學元，鄭幗，韓輝.長碳鏈Gemini磷酸酯表面活性劑結構與性能的關系，天津工業大學學報，2009，4：49-52)。Gemini型酯基季銨鹽表面活性劑用作紡織柔軟劑，不僅具有優異的柔軟、抗靜電、殺菌、抗黃變性能，且用量少、效果好、配伍性好、性價比高。鄭幗合成了一種新型Gemini磷酸酯表面活性劑，包括3個步驟：首先以正癸醇與環氧氯丙烷為原料在相轉移催化劑存在下合成正癸基縮水甘油醚；接著以乙二醇和正癸基縮水甘油醚為原料在金屬鉀為催化劑下合成正癸基低聚二醇；最后以正癸基低聚二醇和P2O5為原料合成Gemini磷酸酯表面活性劑。反應過程多、收率低。(鄭幗.新型Gemini磷酸酯表面活性劑的合成，紡織學報，2008，29(10)：56-60)。于君明等人以十二烷基叔胺、環氧氯丙烷和三氯氧磷為原料合成了一種新型的Gemini磷酸酯表面活性劑，包括以下步驟：首先環氧氯丙烷水解制備二氯甘油，接著二氯甘油與三氯氧磷反應生產含氯的磷酸單酯，最后以含氯的磷酸單酯為連接基與十二烷基叔胺反應得到Gemini磷酸酯表面活性劑。制備過程復雜且后兩步反應均有氯化鈉產生。(于君明，陳洪齡，韋亞兵.新型雙子兩性表面活性劑的合成及性能，南京工業大學學報，2005，27(5)：62-66)。

發明內容