[發明專利]一種含磷酸根基團的陽離子表面活性劑的制備方法

在審

• 申請號: 201710242594.0
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN108686576A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 沈儉一;徐軍;傅玉川;鄭江涌;邱靖
• 申請（專利權）人: 南京科拓化工技術有限公司
• 主分類號: B01F17/18
• 分類號: B01F17/18;C07C209/00;C07C211/63
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本發明屬于表面活性劑制造技術領域，公開了一種制備含磷酸根基團的陽離子表面活性劑的方法。該方法將含鹵素離子的陽離子表面活性劑溶于極性溶劑中，加入氫氧化鈉反應，得到季胺堿溶液。將得到的季胺堿溶液用磷酸溶液中和，即得含磷酸根基團的陽離子表面活性劑溶液。此類表面活性劑對金屬表面具有防銹緩蝕作用。

技術領域

本發明涉及一種含磷酸根基團的陽離子表面活性劑的制備方法，屬于表面活性劑制造領域。

背景技術

陽離子表面活性劑是一種在水溶液中電離時生成表面活性離子帶正電荷的表面活性劑。為保持整個分子為電中性，陽離子表面活性劑分子中必然存在一個陰離子或陰離子基團。陽離子表面活性劑分子中的陰離子(基團)不具有表面活性，通常是單個原子或基團，如氯、溴、醋酸根離子等。

陽離子表面活性劑由于其活性結構上擁有一個正電荷，更易吸附在諸如金屬等固體表面上，可以用作織物柔軟劑、油漆油墨印刷助劑、抗靜電劑、殺菌劑、瀝青乳化劑等等。季銨鹽型陽離子表面活性劑是產量高、應用廣泛的陽離子表面活性劑，它們一般由叔胺與鹵代烴等烴基化試劑反應制得。如溴代十六烷與吡啶反應得到的產物十六烷基溴化吡啶是一種季銨鹽型陽離子表面活性劑，也是常用的殺菌劑。又如N，N-二甲基十二烷基叔胺與氯化芐縮合反應制得的十二烷基二甲基芐基氯化銨，俗稱“潔爾滅”，是一種毒性小，易溶于水，且不受水硬度影響的季銨鹽型陽離子表面活性劑，廣泛應用于石油、化工、電力、紡織等行業的循環冷卻水系統中，用以控制循環冷卻水系統菌藻滋生，也可作為紡織印染行業的殺菌防霉劑及柔軟劑、抗靜電劑、乳化劑、調理劑等。如果將N，N-二甲基十二烷基叔胺與溴化芐反應，則生成十二烷基二甲基芐基溴化銨，俗稱“新潔爾滅”或“苯扎溴銨”，是一種對細菌有強力殺菌效果的季銨鹽陽離子表面活性劑，廣泛應用于醫藥和公共衛生方面，也應用在工業水處理上，用作殺菌滅藻劑和粘泥剝離劑。

從理論上講，陽離子活性基團吸附在固體尤其在金屬表面上，會起到一定防腐緩蝕作用。但是，由于這些陽離子表面活性劑在合成過程中，需要選擇鹵代烴作為季胺化反應原料，不可避免引入了氯離子或溴離子等鹵素陰離子成份，這些鹵素陰離子成份的存在使得這些產品在水性溶液中應用時，會對金屬產生腐蝕作用。比如，十二烷基二甲基芐基溴化銨，即“新潔爾滅”在消毒金屬器械時需額外加0.5％亞硝酸鈉以防銹，而額外加入的這些防銹劑對人體和動物都是有毒的。無疑，通常的陽離子表面活性劑產品中由于含有氯或溴等鹵素陰離子，易使金屬的器件、金屬設備等固體表面腐蝕生銹，這限制了陽離子表面活性劑的應用。

從化學結構上分析，陽離子表面活性劑必然存在一個與活性陽離子起中和作用的陰離子基團。從表面活性劑的溶液特性上分析，陽離子表面活性劑中的陰離子基團不具有表面活性，改變陰離子的類型不會對陽離子表面活性劑的表面溶液性質產生不利影響。所以，只要將陽離子表面活性劑中的鹵素陰離子基團置換掉，就可以消除這種含有鹵素陰離子的陽離子表面活性劑產品的缺陷。

因此，本專利針對上述陽離子表面活性劑對金屬器件的腐蝕性，提出一個解決方案：將含有氯和溴等鹵素陰離子基團的陽離子表面活性劑中的鹵素離子，替換為磷酸根基團。這種含有磷酸根基團的陽離子表面活性劑，對金屬具有很好的防銹緩蝕作用，可以直接用于工業循環水處理、紡織行業和公共衛生等領域。

發明內容

為了實現將含有氯和溴等鹵素陰離子的陽離子表面活性劑轉化為含有磷酸根基團的陽離子表面活性劑，本發明選用極性溶劑，將含有鹵素陰離子的陽離子表面活性劑溶于諸如甲醇或乙醇等極性溶劑或極性混合溶劑中，加入氫氧化鈉或氫氧化鉀等堿性物質，離子交換反應生成氯化鈉或溴化鈉等無機鹽，濾去無機鹽，然后用磷酸中和，得到含磷酸根基團的陽離子表面活性劑。

本發明技術方案如下：