[發明專利]一類無表面活性劑成分的高效復合乳化劑及其應用

有效

• 申請號: 202110930144.7
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113694822B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 宋冰蕾;薛林雨;張金朋;陳豪
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C09K23/00
• 分類號: C09K23/00;C07C209/50;C07C211/31;C07C231/02;C07C233/58;C07C51/60;C07C61/39
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 彭素琴

本發明公開了一類無表面活性劑成分的高效復合乳化劑及其應用，屬于膠體與界面化學領域。本發明的復合乳化劑由無機納米顆粒和非表面活性劑型的有機物組成。其中，非表面活性劑型的有機物包括脂肪胺，芳香胺，氨基衍生物以及生物堿等等。使用這種復合乳化劑可以將烷烴、芳烴、甘油三酯類以及脂肪酸酯類油性物質和水乳化成穩定的O/W型乳狀液。和表面活性劑相比，由于胺類化合物成本低廉，來源廣泛，因此該復合乳化劑的制造成本低，在工業中應用可取得更優的經濟效益。

技術領域

本發明涉及一類無表面活性劑成分的高效復合乳化劑及其應用，屬于膠體與界面化學技術領域。

背景技術

乳狀液是一種液體(分散相)以液滴形式分散在另一種與它互不相溶的液體(連續相)中所形成的分散體系，通常為水-油分散體系。乳狀液在日常生活和工業生產中有著廣泛的應用，如食品、化妝品、原油運輸、紡織工業等。眾所周知，僅有水和油存在時，由于具有較高的油水界面張力，體系不能發生乳化或者乳化后迅速破乳。要獲得穩定的乳狀液，需要向體系中加入乳化劑。通常采用的乳化劑為表面活性劑或雙親聚合物。這類物質可以吸附在油水界面，使界面張力顯著下降，從而使乳狀液得以穩定。

近年來發現雙親性的納米顆粒也可以穩定乳狀液。由納米顆粒穩定的乳狀液被稱為Pickering乳狀液。雙親顆粒聚集在油水界面，形成一層固態吸附膜，從而使乳狀液維持穩定。與傳統表面活性劑穩定的乳狀液相比，Pickering乳狀液具有其自身的優勢，如環境友好，穩定性高等。

普通的無機納米顆粒由于親水性較強，單獨存在時不能穩定乳狀液，需要對其進行原位疏水化。這一過程可以通過向體系中加入帶相反電荷的表面活性劑來實現。離子型表面活性劑通過靜電相互作用吸附到顆粒表面，提高了顆粒的疏水性，使其易于吸附到油-水界面，形成一層固態吸附膜，阻止了油滴的聚結和絮凝，從而穩定乳狀液。然而表面活性劑的生產及使用成本較高，不易回收，且有些表面活性劑在排放后還會對環境造成污染，在工業化應用時也受到一定的限制。本發明提供了一種新的顆粒原位疏水化方法，通過無機納米顆粒和非表面活性劑型的小分子有機物形成復合乳化劑，具有高效、成本低以及可回收等優點。

發明內容

技術問題

通常對無機納米顆粒進行原位疏水化的方法是與表面活性劑復合使用，表面活性劑的離子頭基通過靜電作用吸附到顆粒表面，同時疏水尾鏈朝外，改變了顆粒表面的親疏水性，從而能夠穩定乳狀液。然而表面活性劑存在成本高，不易回收等問題，且有些表面活性劑在排放后會對環境產生污染，限制了其在工業上的應用。

技術方案

本發明提供一類無表面活性劑成分的高效復合乳化劑及其應用，借助無機納米顆粒與非表面活性劑型有機物之間的協同作用而實現。這種復合乳化劑能夠將絕大部分烷烴類，芳烴類、甘油三酯類和脂肪酸酯類油性物質和水乳化成穩定的O/W型乳狀液，具有高效、可回收等優點。

本發明的第一個目的是提供一種復合乳化劑，所述復合乳化劑中包括無機納米顆粒和非表面活性劑型小分子有機物。所述的非表面活性劑型的小分子有機物的結構如下所示，

X₁-R-X₂，

其中，R為碳鏈長度4-16的飽和及不飽和烷烴鏈、脫氫樅酸剛性基團、脫氧膽酸剛性基團；X₁為H、NR_aR_b，X₂可以為NR_cR_d、NR_eCOR_f、OH；R_a、R_b、R_c、R_d、R_e、R_f分別獨立地選自：H、C1-8直鏈或支鏈烷基。

在一些實施方式中，碳鏈長度4-16的飽和及不飽和烷烴鏈具體可選：-(CH₂)_n-，n為4-16。