[發(fā)明專利]一種烷基環(huán)己醇聚氧乙烯醚乳化劑的制備及應用

有效

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• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN109966988B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設計）人: 方云;任琮琳;夏詠梅;錢飛;胡益濤;孟新宇;胡學一
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01F17/42
• 分類號: B01F17/42;C07C41/03;C07C43/196;C08G65/28
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權代理有限公司 23211
• 代理人: 林娟

本發(fā)明公開了一種烷基環(huán)己醇聚氧乙烯醚乳化劑的制備及應用，屬于表面活性劑技術領域。本發(fā)明用烷基環(huán)己醇聚氧乙烯醚(1?3)與環(huán)氧乙烷加成，以強堿懸浮液為催化劑，合成非離子表面活性劑烷基環(huán)己醇聚氧乙烯醚(5?17)，產(chǎn)品均具有良好的非離子表面活性劑特性，產(chǎn)品中殘留聚乙二醇低；其中n＝7和9的產(chǎn)品如壬基環(huán)己醇聚氧乙烯醚(7)具有與壬基酚聚氧乙烯醚(10)相近的乳化性能，可替代壬基酚聚氧乙烯醚(10)作為乳化劑使用。

技術領域

本發(fā)明涉及一種烷基環(huán)己醇聚氧乙烯醚乳化劑的制備及應用，屬于非離子表面活性劑的制備與應用領域。

背景技術

過去40年中，烷基酚聚氧乙烯醚(APEO_n)由于其高效、經(jīng)濟被廣泛應用于工業(yè)和民用清潔產(chǎn)品中，世界APEO_n年耗量為8.8億磅。APEO_n中包括壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO_n)，約占80％-85％、辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO_n)占15％以上、十二烷基酚聚氧乙烯醚(DPEO_n)和二壬基酚聚氧乙烯醚(DNPEO_n)各占1％。其中NPEO_n價格低廉、性能穩(wěn)定，具有良好的乳化和潤濕性能，被廣泛應用于紡織、造紙和家用洗化用品等各個領域中，特別是由于其優(yōu)異的乳化性能，在農(nóng)藥乳劑(以生物柴油為油相)和金屬切削液(以石油烴類為油相)中用量龐大。但由于NPEO_n的生物降解性差、環(huán)境毒性大，十年前歐盟REACH限制了NPEO_n在紡織品加工中的使用濃度。2011年我國環(huán)境保護部也將壬基酚列入《中國嚴格限制進出口的有毒化學品目錄》。

因此，急切需要找到一種結構和性能與壬基酚聚氧乙烯醚類似但環(huán)境友好的表面活性劑。研究者一直在努力篩選，工業(yè)界所選過的產(chǎn)品有脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚(包括AEO和仲醇聚氧乙烯醚SAE)、烷基糖苷(APG)、脂肪酸聚氧乙烯甲醚(FMEE)和吐溫(Tween)、司班(Span)系列表面活性劑，但是都很難達到和壬基酚聚氧乙烯醚類似的性能。

壬基酚聚氧乙烯醚的毒性主要來自于降解產(chǎn)物烷基酚，如果將酚變成環(huán)烷基，即用烷基環(huán)己醇聚氧乙烯醚(NCEO_n)替代APEO_n，那么由于NCEO_n在環(huán)境中不會降解產(chǎn)生烷基酚類有毒產(chǎn)物，而環(huán)烷烴在環(huán)境中的降解速度高于芳烴，所以理論上NCEO_n應具有比TX-10更高的降解速度。因此從結構上看NCEO_n有希望在某些方面成為TX-10的綠色替代品。

烷基環(huán)己醇聚氧乙烯醚表面活性劑的合成路徑可以是將壬基酚聚氧乙烯醚加氫制備；也可以從烷基環(huán)己醇加成環(huán)氧乙烷。前者需要用致癌溶劑二噁烷作溶劑；后者可以避免使用二噁烷，但是作為仲醇的烷基環(huán)己醇的環(huán)氧乙烷加成效率很低，在制備烷基環(huán)己醇聚氧乙烯醚表面活性劑時不僅反應轉化率低(約50％)，而且因為高加成數(shù)產(chǎn)品的高沸點和多組分，很難與未反應物分離。因此我們用加成數(shù)為1-3的烷基環(huán)己醇聚氧乙烯醚(NCEO_1-3，購自江蘇凌飛科技有限公司)為原料，就可以從伯醇出發(fā)加成環(huán)氧乙烷，從而達到合成目的。

聚氧乙烯醚表面活性劑的應用性能與其疏水基的結構及親水基上環(huán)氧乙烷加成數(shù)有很大關系，但是沒有現(xiàn)成公式可尋。目前還沒有報道合成出各種具有表面活性的NCEO_n產(chǎn)品，人們無從了解NCEO_n的環(huán)氧乙烷加成數(shù)與性能之間的對應關系，自然也無從了解用NCEO_n替代NPEO₁₀的可行性。

發(fā)明內(nèi)容

[技術問題]

本發(fā)明要解決的問題是提供一種結構和性能與壬基酚聚氧乙烯醚類似但環(huán)境友好的表面活性劑的制備方法；即提供一種烷基環(huán)己醇聚氧乙烯醚乳化劑的制備方法，通過對其結構和乳化性能的解析，提供烷基環(huán)己醇聚氧乙烯醚作為乳化劑等的結構和應用依據(jù)。

[技術方案]