一种含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂制备方法技术

一种含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂制备方法，涉及一种表面活性剂制备方法，本发明专利技术首先将二元酰胺类物质与环氧氯代烷反应，然后利用中间产物与烷基叔胺进行反应来制备高活性的多聚季铵盐表面活性剂。采用本发明专利技术所制备的含酰胺联接链的季铵盐表面活性剂由于将四个季铵盐分子通过一个含酰胺的联接链进行联接，所以具有极高的表面活性和水溶性。而且由于其分子中含酰胺基团，因此其与皮肤的相容性大大提高，刺激性降低，同时有利于生物降解。此外，其原料来源广泛、制备工艺简单、生产成本低、产率高、环保无污染，具有广阔的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂制备方法
本专利技术涉及一种含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂制备方法，特别是涉及一种含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂制备方法。
技术介绍
表面活性剂又称“工业味精”，其分子结构的一端是亲油的非极性基团，一端是亲水的极性基团，因此该类特殊分子既能亲水又可亲油，这种具有“双亲结构”的化合物可以有效的改善油水两相的相容性，在众多领域都有广泛的应用。通常按照表面活性剂溶于水后，是否生成离子及其电苛的正负性将表面活性剂分为：阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂，而作为一种重要的阳离子表面活性剂季铵盐类表面活性剂早在二十世纪50年代即被开发出来，并在二十世纪7、80年代得到迅速发展，目前被广泛应用于消杀、石油开采、矿物浮选、精细日用化学品等领域。但是由于传统季铵盐表面活性剂的分子结构中仅含有一个亲水基和一个亲油基，使用时在两相界面上同为带正电荷的两个季铵盐的亲水基会由于静电斥力而相互远离，这就造成了其临界胶束浓度（C.M.C.）升高，使用性能下降。为此了改善季铵盐表面活性剂的活性，将两个季铵盐分子通过联接链联接在一起是目前广泛采用的一种方法，所制备的表面活性剂又称“GEMINI表面活性剂”或“双子型表面活性剂”。中国专利CN105037176A公开了一种以水作为溶剂，将烷基叔胺和环氧氯丙烷按3:1的摩尔比混合制得的含羟基季铵盐型双子表面活性剂，其具有较好的油-水界面活性，可应用于石油开采领域，提高石油采收率。中国专利CN104826543A则公开了一种含有酰胺基团的双叔胺与碳酸二甲酯反应，合成含酰胺乙基的季铵盐Gemini表面活性剂，其具有优异的表面活性。中国专利CN102151514A公开了一种用长链烃基叔胺混合物与二溴代烃或环氧氯丙烷反应合成双子长链烃基季铵盐的方法，并将其作为循环水系统减阻节能剂使用取得了良好效果。由此也可以看出联接链可以将两个季铵盐分子联接得更加紧密，从而有效的克服了同性离子间的相互排斥，使表面活性剂的活性更高，因此如果将三个或三个以上季铵盐分子通过联接链相连，那么更有利于提升表面活性剂的活性，本专利技术旨在提供一种由二元酰胺类物质、环氧氯代烷及烷基叔胺制备含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂的方法，该方法原料来源广泛、生产工艺简单、产率高，并且所制备的含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂具有优异的表面活性、皮肤相容性和可生物降解性。可广泛用于日用化妆品、石油开采、污水处理、布料印染及金属防腐等领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂制备方法，本专利技术由二元酰胺类物质、环氧氯代烷及烷基叔胺制备多聚季铵盐表面活性剂的方法，该方法原料来源广泛、生产工艺简单，所制备的含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂具有优异的表面活性、皮肤相容性和可生物降解性，可广泛用于日用化妆品、石油开采及污水处理等领域。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂制备方法，所述多聚季铵盐表面活性剂为阳离子表面活性剂，是利用二元酰胺类物质与环氧氯代烷反应，并将产物与烷基叔胺反应而制得的；具体制备步骤如下：多聚季铵盐表面活性剂中间体的合成：首先称取100重量份的二元酰胺类物质和0-10重量份的促进剂，将其溶解在过量的溶剂中，按照（1-1）中的计算结果称取计量的环氧氯代烷，按照2-10滴/min的速度将其滴加至溶有多元胺和促进剂的溶液中，在氮气保护和均匀搅拌的条件下反应30-90min，待溶液呈乳白色后，将温度控制在10-80℃，按照10-20滴/min的速度向反应器中继续滴加环氧氯代烷，待环氧氯代烷全部滴加完毕后，再继续反应2-6h后进行减压蒸馏，除去溶剂及过量的多元胺，得到黄色至淡黄色粘稠状中间体；式中me为100g二元酰胺所需要环氧氯代烷的质量数，1-1.2为反应系数，Ma为二元酰胺的分子量，Na为二元酰胺中胺基上所含有活泼氢的个数，Me为环氧氯代烷的分子量；（2）多聚季铵盐阳离子表面活性剂的制备：首先在两个不同的容器中将步骤（1）中所制备得中间体和烷基叔胺分别溶解在充分过量的溶剂中，然后向烷基叔胺的溶液中缓慢滴加中间体溶液，烷基叔胺与中间体中卤素的物质量的比为1:0.8-1:1，待全部滴加完毕后，将温度升至40-90℃，再继续反应1-8h，然后减压蒸馏，除去溶剂和未反应物，用无水乙醇和乙酸乙酯的混合溶剂结晶3次，之后再在40-90℃条件下真空干燥3-24h，得到最终产物。所述的一种含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂制备方法，所述多元胺包括草酸二酰胺、丙二酰胺、丁二酰胺及一些其他支化衍生物；即为，包括但不限制于一些其他支化衍生物。所述的一种含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂制备方法，所述环氧氯代烷包括：环氧氯丙烷、环氧氯丁烷中的一种。所述的一种含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂制备方法，所述烷基叔胺其分子式为：其中n=6-18，R1为CH3、CH2CH3、CH2CH2CH3中的一种，R2为CH3、CH2CH3、CH2CH2CH3中的一种。所述的一种含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂制备方法，所述阳离子表面活性剂的制备方法中溶剂包括述溶剂包括N，N-二甲基甲酰胺、乙醚、甲苯、二甲苯、丙酮中的一种或两种。所述的一种含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂制备方法，所述聚季铵盐表面活性剂中间体的合成中促进剂包括碳酸钾、氢氧化钠中的一种。本专利技术的优点与效果是：专利技术制备出的多聚表面活性剂由于将三个或三个以上季铵盐分子联接在一个含有酰胺基团的联接链上，因此与传统单链表面活性剂和Gemini型表面活性剂相比其具有更优良的表面活性和更低的C.M.C.。其次，由于环氧的开环反应使最终产物中含有多个羟基，这些羟基的存在可以大幅提高表面活性剂与水的相容性，在实际生产和应用中，可以克服目前大部分季铵盐表面活性剂配制水溶液时必须加温的难题，实现季铵盐表面活性剂室温下与水的“冷配合“工艺，节省能源，提高生产效率。再次，而且由于其分子中含酰胺基团，因此其与皮肤的相容性大大提高，刺激性降低，同时有利于生物降解。最后，此种方法原料来源广泛、生产工艺简单、产率高，环保且性能优异，具有广阔的应用价值。附图说明图1实例1所制含酰胺联接链的阳离子表面活性剂的表面张力与浓度关系曲线图；图2酰胺多聚、Gemini及传统季铵盐表面活性剂乳化性能对比图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术实现的技术手段做进一步阐述。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术，但不用于限制本专利技术的范围。以下实施例中未注明具体条件的实验方法，均为常规实验条件。实例1（1）多聚季铵盐表面活性剂中间体的合成：首先称取10g的草酸二酰胺和0.1g的碳酸钾，将其溶解在100ml的DMF溶剂中，称取环氧氯丙烷46.2g，按照5滴/min的速度将其滴加至溶有草酸二酰胺的溶液中，在氮气保护和均匀搅拌的条件下反应60min，待溶液呈乳白色后，将温度控制在30℃，按照10滴/min的速度向反应器中继续滴加环氧氯丙烷，待环氧氯丙烷全部滴加完毕后，再继续反应5h后进行减压蒸馏，除去溶剂及过量的酰胺，得到淡黄色粘稠状中间体，涉及反应式如下：（2）多聚季铵盐阳离子表面活性剂的制备：首先在两个不同的容器中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂制备方法，其特征在于，所述多聚季铵盐表面活性剂为阳离子表面活性剂，是利用二元酰胺类物质与环氧氯代烷反应，并将产物与烷基叔胺反应而制得的；具体制备步骤如下：（1）多聚季铵盐表面活性剂中间体的合成：首先称取100重量份的二元酰胺类物质和0‑10重量份的促进剂，将其溶解在过量的溶剂中，按照（1‑1）中的计算结果称取计量的环氧氯代烷，按照2‑10滴/min的速度将其滴加至溶有多元胺和促进剂的溶液中，在氮气保护和均匀搅拌的条件下反应30‑90min，待溶液呈乳白色后，将温度控制在10‑80℃，按照10‑20滴/min的速度向反应器中继续滴加环氧氯代烷，待环氧氯代烷全部滴加完毕后，再继续反应2‑6h后进行减压蒸馏，除去溶剂及过量的多元胺，得到黄色至淡黄色粘稠状中间体；

【技术特征摘要】
1.一种含酰胺联接链的多聚季铵盐表面活性剂制备方法，其特征在于，所述多聚季铵盐表面活性剂为阳离子表面活性剂，是利用二元酰胺类物质与环氧氯代烷反应，并将产物与烷基叔胺反应而制得的；具体制备步骤如下：（1）多聚季铵盐表面活性剂中间体的合成：首先称取100重量份的二元酰胺类物质和0-10重量份的促进剂，将其溶解在过量的溶剂中，按照（1-1）中的计算结果称取计量的环氧氯代烷，按照2-10滴/min的速度将其滴加至溶有多元胺和促进剂的溶液中，在氮气保护和均匀搅拌的条件下反应30-90min，待溶液呈乳白色后，将温度控制在10-80℃，按照10-20滴/min的速度向反应器中继续滴加环氧氯代烷，待环氧氯代烷全部滴加完毕后，再继续反应2-6h后进行减压蒸馏，除去溶剂及过量的多元胺，得到黄色至淡黄色粘稠状中间体；式中me为100g二元酰胺所需要环氧氯代烷的质量数，1-1.2为反应系数，Ma为二元酰胺的分子量，Na为二元酰胺中胺基上所含有活泼氢的个数，Me为环氧氯代烷的分子量；（2）多聚季铵盐阳离子表面活性剂的制备：首先在两个不同的容器中将步骤（1）中所制备得中间体和烷基叔胺分别溶解在充分过量的溶剂中，然后向烷基叔胺的溶液中缓慢滴加中间体溶液，烷基叔胺与中间体中卤素的物质量的比为1:0.8-1:1，待全部...

【专利技术属性】
技术研发人员：马驰，纪汉锋，秦刚，李范，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，涟水新源生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21