一种低粘度两性表面活性剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低粘度两性表面活性剂的制备方法，以脂肪酸为原料，通过与羟乙基乙二胺酰化成环、控制pH值进行位置选择性水解、与氯乙酸在碱性条件下反应，从而得到支链占主导的粘度较低的两性表面活性剂。

Preparation of a Low Viscosity Amphoteric Surfactant

The invention discloses a preparation method of low viscosity amphoteric surfactant, which takes fatty acid as raw material, through acylation with hydroxyethyl ethylenediamine, position selective hydrolysis by controlling pH value, and reaction with chloroacetic acid under alkaline conditions, thereby obtaining a branched-chain dominant amphoteric surfactant with low viscosity.

【技术实现步骤摘要】
一种低粘度两性表面活性剂的制备方法
本专利技术涉及表面活性剂
，尤其涉及一种低粘度两性表面活性剂的制备方法。
技术介绍
两性表面活性剂是在同一分子中既含有阴离子亲水基又含有阳离子亲水基的表面活性剂。最大特征在于它既能给出质子又能接受质子。在使用过程中具有以下特点：对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性；有一定的杀菌性和防霉性；有良好的乳化性和分散性。羟乙基乙二胺是常用的两性表面活性剂的合成原料，其分子中含有一个伯胺和一个仲胺，与长链脂肪酸发生酰化反应后再通过与氯乙酸钠反应，得到两性表面活性剂以月桂酰两性乙酸钠为代表的脂肪酸酰胺两性表面活性剂的合成过程大致分为4步：1)月桂酸与羟乙基乙二胺(AEEA)反应生成环状中间体；2)环状中间体进行水解(pH＞12)开环；3)开环之后的再与氯乙酸钠进行取代反应；4)对残留的氯乙酸钠进行水解以淬灭反应ClCH2COONa+NaOH→OHCH2COONa+NaCl。以上工艺生产出的粘度为10000-20000mPa·s，固含量为35％-40％，无法生产浓度高于40％的产品，否则产品中的羟基乙酸钠残留过高(通常大于7％)，且产品粘度将超过30000mPa·s，对产品的应用带来很大的阻碍。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种使通过控制反应条件来控制反应向指定的方向生成移动的低粘度两性表面活性剂的制备方法。本专利技术的目的采用如下技术方案实现：一种低粘度两性表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：1)将脂肪酸与羟乙基乙二胺按1:1.1-1.3的摩尔比投入反应釜，于160-180℃反应，减压蒸馏，冷却至70-100℃；2)将步骤1)的物料加水稀释，并滴加浓度为30-40％氢氧化钠水溶液，调节体系的pH值为9.0-10.0，控温至60-70℃，水解1-3h；3)将氯乙酸溶解，并加入0.5-0.6摩尔比的30-40％氢氧化钠溶液混合，控制加入氢氧化钠的速度以控制温度不超过50℃；4)将步骤3)的物料和30-40％的氢氧化钠溶液同时滴加至步骤2)的物料中，控制滴加速度至体系的pH值为9.5-10.5，滴加完毕后，于80-90℃反应1-5h；5)继续加入氢氧化钠调节pH至大于13，在100-130℃反应2-7h，降温，加入柠檬酸调节pH至8.5-9.5，得到活性物含量不低于50％低粘度两性表面活性剂。进一步地，步骤1)中，所述脂肪酸为癸酸、月桂酸、十四酸、十六酸或十八酸中的一种，所述脂肪酸的纯度大于99％。单种的脂肪酸生产高浓度低粘度的产品更困难，如果是混合酸，比如椰子油酸、棕榈酸等，相同工艺下混合脂肪酸生产的产品粘度均只有单一脂肪酸的1/2-1/5。进一步地，步骤1)中，先将物料升温至160-180℃后反应1-4h，开启真空至真空度为-0.095MPa，继续升温至190-210℃减压蒸馏。进一步地，步骤2)中，氢氧化钠的浓度为32-35wt％。进一步地，步骤2)中，氢氧化钠的浓度为32-35wt％。进一步地，步骤3)中氯乙酸与步骤1)中的脂肪酸的摩尔比为1.8-2.2:1。进一步地，步骤3)中，氯乙酸与氢氧化钠的摩尔比为2:1。进一步地，步骤3)中氯乙酸的摩尔量与步骤4)的氢氧化钠的摩尔比为1:1.0-1.3。进一步地，步骤5)中，在100-130℃反应2-7h后，降温至60℃以下，使用柠檬酸中和至pH为8.5-9.5。进一步地，5)中，在100-130℃反应2-7h后，降温至60℃以下，使用柠檬酸中和至pH为8.5-9.5。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术以脂肪酸为原料，通过与羟乙基乙二胺酰化成环、再控制pH值进行位置选择性水解，通过比较体系中加入的氯乙酸、产生的羟基乙酸和残留的氯乙酸的量可知，控制pH水解时，一摩尔的脂肪酸消耗的氯乙酸含量大幅增长，同时体系的粘度大幅下降，这可能是由于开环得到支链产物B占主导的中间体而导致粘度下降的；2)本专利技术通过将氯乙酸溶解后采用不足量的氢氧化钠进行中和得到酸性条件下的氯乙酸钠，从而有效减少氯乙酸水解成羟基乙酸，从而提高了氯乙酸与中间产物A或B的反应效率；3)本专利技术通过将部分中和的氯乙酸溶液和氢氧化钠溶液同时滴加到水解产物中，通过控制两种溶液的滴加速度而更易控制溶液的pH值，以减少氯乙酸钠水解成羟基乙酸钠，提高其与中间产物的反应效率；4)本专利技术得到的两性表面活性剂粘度较低的、固含量可高达50％的透明液体体系稳定。具体实施方式下面，结合具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。本专利技术提供一种低粘度两性表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：1)将脂肪酸与羟乙基乙二胺按1:1.1-1.3的摩尔比投入反应釜，于160-180℃反应，减压蒸馏，冷却至70-100℃；2)将步骤1)的物料加水稀释，并滴加浓度为30-40％氢氧化钠水溶液，调节体系的pH值为9.0-10.0，控温至60-70℃，水解1-3h；3)将用水氯乙酸溶解将氯乙酸溶解，并加入0.5-0.6摩尔比的30-40％氢氧化钠溶液混合，控制加入氢氧化钠的速度以控制温度不超过50℃；4)将步骤3)的物料和浓度为30-40％的氢氧化钠溶液同时滴加至步骤2)的物料中，控制滴加速度至体系的pH值为9.5-10.5，滴加完毕后，于80-90℃反应1-5h；5)继续加入氢氧化钠调节pH至大于13，在100-130℃反应2-7h，降温，加入柠檬酸调节pH至8.5-9.5，得到活性物含量不低于50％低粘度两性表面活性剂。。该方法通过使用过量的羟乙基乙二胺与脂肪酸发生酰化成环反应，再通过真空除去大部分的羟乙基乙二胺，得到成环中间体，在控制的pH下滴加氢氧化钠溶液，进行水解以得到B产物占优势的混合产物，最后与氯乙酸钠进行亲核取代，从而得到粘度大幅度下降的低粘度两性表面活性剂。步骤3)使用不足量的氢氧化钠与氯乙酸配制成酸性的氯乙酸钠溶液，以使更好的控制温度不超过50℃，也有效减少氯乙酸水解为羟基乙酸的风险；步骤4)通过将氢氧化钠与氯乙酸钠溶液同时滴加至反应体系中，以使基于氯乙酸的摩尔量与氢氧化钠的摩尔比接近1:2，因为产物为碱性，1摩尔氯乙酸需要中和一摩尔氢氧化钠，而氯乙酸与中间体季胺化后，形成的约1摩尔的氯离子也需要1摩尔的氢氧化钠形成1摩尔氯化钠。进一步地，步骤1)中，癸酸、月桂酸、十四酸、十六酸或十八酸中的一种，所述脂肪酸的纯度大于99％。该链长度的脂肪酸具有较适宜的亲油性。步骤1)中，先将物料升温至160-180℃反应1-4h后，再开启真空，控制真空度为-0.9MPa，继续升温至190-210℃减压蒸馏。即优选为物料在高温下先进行一段时间的脱水反应，再在真空、相对更高温度下进行反应以除去残留的水使反应完全，并除去多余的羟乙基乙二胺。实施例1：一种低粘度两性表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：1)将1mol月桂酸与1.2mol羟乙基乙二胺投入反应釜，于170℃反应2.5h，开启真空至真空度为-0.095MPa，升温至200℃减压蒸馏3h，冷却至90℃备用；2)将步骤1)的物料加水稀释，滴加32wt％的氢氧化钠溶液，控制滴加速度以使体系的pH值为9.0-9.5，控温至65℃，水解2h本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低粘度两性表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：1)将脂肪酸与羟乙基乙二胺按1:1.1‑1.3的摩尔比投入反应釜，于160‑180℃反应，减压蒸馏，冷却至70‑100℃；2)将步骤1)的物料加水稀释，并滴加浓度为30‑40％氢氧化钠水溶液，调节体系的pH值为9.0‑10.0，控温至60‑70℃，水解1‑3h；3)将氯乙酸溶解，并加入0.5‑0.6摩尔比的30‑40％氢氧化钠溶液混合，控制加入氢氧化钠的速度以控制温度不超过50℃；4)将步骤3)的物料和浓度为30‑40％的氢氧化钠溶液同时滴加至步骤2)的物料中，控制滴加速度至体系的pH值为9.5‑10.5，滴加完毕后，于80‑90℃反应1‑5h；5)继续加入氢氧化钠调节pH至大于13，在100‑130℃反应2‑7h，降温，加入柠檬酸调节pH至8.5‑9.5，得到活性物含量不低于50％低粘度两性表面活性剂。

【技术特征摘要】
1.一种低粘度两性表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：1)将脂肪酸与羟乙基乙二胺按1:1.1-1.3的摩尔比投入反应釜，于160-180℃反应，减压蒸馏，冷却至70-100℃；2)将步骤1)的物料加水稀释，并滴加浓度为30-40％氢氧化钠水溶液，调节体系的pH值为9.0-10.0，控温至60-70℃，水解1-3h；3)将氯乙酸溶解，并加入0.5-0.6摩尔比的30-40％氢氧化钠溶液混合，控制加入氢氧化钠的速度以控制温度不超过50℃；4)将步骤3)的物料和浓度为30-40％的氢氧化钠溶液同时滴加至步骤2)的物料中，控制滴加速度至体系的pH值为9.5-10.5，滴加完毕后，于80-90℃反应1-5h；5)继续加入氢氧化钠调节pH至大于13，在100-130℃反应2-7h，降温，加入柠檬酸调节pH至8.5-9.5，得到活性物含量不低于50％低粘度两性表面活性剂。2.如权利要求1所述的低粘度两性表面活性剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述脂肪酸为癸酸、月桂酸、十四酸、十六酸或十八酸中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振华，陈胜环，张涌，
申请(专利权)人：广州花语精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44