[發(fā)明專利]一種雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽的合成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710267129.2
• 申請(qǐng)日: 2017-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN107033014A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張涌;劉振華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州花語(yǔ)精細(xì)化工有限公司
• 主分類號(hào): C07C219/06
• 分類號(hào): C07C219/06;C07C213/06;B01J27/053;D06M13/463
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)哲力專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)44288
• 代理人: 謝嘉舜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及表面活性劑技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽的合成方法。

背景技術(shù)

季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑是產(chǎn)量高、應(yīng)用廣的一類表面活性劑，具有較強(qiáng)的去污能力與殺菌作用，可以作為纖維處理的柔軟劑、浸潤(rùn)劑、抗靜電劑、固色劑、勻染劑等，此外，在制藥、造紙、金屬表面處理、浮選礦、化纖油劑、化妝品開發(fā)等方面也有廣泛的應(yīng)用。

酯基季銨鹽的合成主要包括酯化反應(yīng)和季銨化反應(yīng)，其中酯化反應(yīng)使用脂肪酸與三乙醇胺，生成單、雙、叁酯；季胺化反應(yīng)利用甲基化試劑硫酸二甲酯與單、雙、叁酯進(jìn)行雙分子親核(SN₂)反應(yīng)，生成季銨鹽。雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽采用酯化反應(yīng)合成過(guò)程一般會(huì)產(chǎn)生較大量的三酯基季銨鹽，不利于織物柔軟的效果。公開資料文獻(xiàn)使用甲基二乙醇胺部分或完全替代三乙醇胺進(jìn)行酯化反應(yīng)，一定程度避免三酯含量過(guò)高，然而通過(guò)應(yīng)用比較可知甲基二乙醇胺制備的雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽與三乙醇胺制備的雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽，前者在性能上再潤(rùn)濕性變差。

脂肪酸與三乙醇胺進(jìn)行酯化反應(yīng)常用的催化劑次磷酸、對(duì)甲基苯磺等催化劑，具有較高酯化反應(yīng)率，但是在合成反應(yīng)中單雙三酯含量服從混合物的統(tǒng)計(jì)分布的規(guī)律，即三酯含量還是很高。現(xiàn)有技術(shù)一般通過(guò)反應(yīng)條件來(lái)相對(duì)提高單雙酯含量，如利用特定固體催化劑通過(guò)改變催化劑活性成分和具有介孔材料的載體來(lái)實(shí)現(xiàn)提高單雙酯含量。固體催化劑比如Zr(SO₄)2·4H₂O+SBA-15分子篩，堿土金屬氧化物(MgO、CaO、SrO或BaO)+Ⅲ族金屬氧化物(Al₂O₃、Ga₂O₃)+載體(沸石或硅藻土)。但目前研究較少，也主要存在問(wèn)題是，使用固體催化劑對(duì)單雙酯胺的含量增加范圍不大，未有應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽的合成方法，本發(fā)明制得的雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽應(yīng)用在織物柔順劑的配方中即提高織物的柔順效果，又使其在性能潤(rùn)濕性上不會(huì)變差。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽的合成方法，包括如下步驟：

(1)用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜內(nèi)的空氣；

(2)投入脂肪酸，開啟攪拌，升溫至70-90℃；

(3)投入三乙醇胺與固體催化劑，維持溫度在70-90℃，用氮?dú)舛沃脫Q空氣，攪拌0.2-1h；

(4)將反應(yīng)釜升溫至170-190℃，開啟真空泵，提升真空度；

(5)維持步驟(4)的反應(yīng)釜溫度以及真空度條件反應(yīng)2-5h，取樣檢測(cè)酸值，當(dāng)酸值≤5mgKOH/g時(shí)，關(guān)閉真空，充入氮?dú)猓杆賹囟冉抵?0-90℃；

(6)保持溫度70-90℃，過(guò)濾器分離固體催化劑；

(7)過(guò)濾后滴加硫酸二甲酯，加完后，將溫度保持在70-90℃反應(yīng)1-3h，取樣檢測(cè)總胺值，當(dāng)總胺值≤6mgKOH/g時(shí)，即合格，否則需要補(bǔ)加硫酸二甲酯繼續(xù)保溫反應(yīng)；

(8)合格后，加入無(wú)水乙醇，將溫度降至50-70℃，即得。

本發(fā)明所述的雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽的合成方法，其中，所述脂肪酸與三乙醇胺的用量比例為(1-3):1。

本發(fā)明所述的雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽的合成方法，其中，所述步驟(3)中固體催化劑的用量為三乙醇胺質(zhì)量的0.5-2％。

本發(fā)明所述的雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽的合成方法，其中，所述步驟(3)中固體催化劑由負(fù)載有催化劑活性成分的催化劑載體組成；具有如下特征：所述催化劑載體為介孔二氧化硅泡沫材料，其比表面積為500-800m²/g，孔徑為10-50nm；所述催化劑活性成分為5-40％硫酸鋯，同時(shí)必須負(fù)載含有銅金屬化合物0.5-2％。

本發(fā)明所述的雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽的合成方法，其中，所述步驟(3)中提升真空度至-0.09MPa。

本發(fā)明所述的雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽的合成方法，其中，所述步驟(7)中硫酸二甲酯的用量為脂肪酸和三乙醇胺總量的7-30％。

本發(fā)明所述的雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽的合成方法，其中，所述步驟(8)中無(wú)水乙醇的用量為脂肪酸、三乙醇胺與硫酸二甲酯總量的8-15％。

實(shí)施本發(fā)明的雙長(zhǎng)鏈酯基季銨鹽的合成方法，具有以下有益效果：