一种阴离子和两性离子复合表面活性剂的合成方法技术

本发明专利技术属于日化材料技术领域，公开了一种阴离子和两性离子复合表面活性剂的合成方法。所述合成方法包括：将脂肪酸和氨基酸盐在100～250℃进行酰胺化反应，得到残留脂肪酸的阴离子表面活性剂，然后加入N,N

【技术实现步骤摘要】
一种阴离子和两性离子复合表面活性剂的合成方法


[0001]本专利技术属于日化材料
，具体涉及一种阴离子和两性离子复合表面活性剂的合成方法。

技术介绍

[0002]目前氨基酸表面活性剂的规模化生产多采用下述两种工艺路线：1.以酰氯为主要原料的肖顿鲍曼缩合工艺：脂肪酰氯与氨基酸盐在碱性条件下，在水/有机溶剂中进行酰胺化反应。该工艺路线以酰氯为原料，引入了较多氯离子，后续工艺除去氯离子会产生大量含氯废水，环保性差，且酰氯、有机溶剂属于危险物料，但由于其反应效率极高，可达95％以上，因此工业化程度较高。专利EP1156033A描述了肖顿鲍曼工艺的酸性氨基酸表活的合成，对溶剂相比例进行了深入研究，产品需要除盐且使用有机溶剂，环保性差且工艺有一定的安全风险；专利EP1314717B1描述了肖顿鲍曼工艺的中性氨基酸表活的合成，对比了反应溶剂相对反应效率的影响，产品引入了氯离子，后处理除盐产生大量的废水，也存在同样的环保问题及原料安全问题。2.以脂肪酸为主要原料的直接酰胺化缩合工艺：脂肪酸和氨基酸盐在高温条件下脱水缩合一步合成目标产品。该工艺反应简单，原子经济性高，且原料安全无害，但由于其反应效率低，产品中脂肪酸残留偏高，导致工业化困难。例如专利US 5496959/US 2880219/JP2002
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234868等描述脂肪酸和甲基牛磺酸钠的直接缩合工艺，分别对催化剂，反应温度，投料比等参数进行筛选优化，所得产品收率仅为50
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80％，剩余的脂肪酸高达20
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50％。其余替代方法如CN102266743A公开了一种采用油酯制备N
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脂肪酰基氨基酸类表面活性剂的方法。该专利技术方法以油脂代替酰氯合成N
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脂肪酰基氨基酸类表面活性剂，利用油脂和氨基酸钠在催化剂条件下反应生成N
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脂肪酰基氨基酸钠。该专利技术需要采用载体金属氧化物催化剂，且产品收率无法保证。专利CN111004156A公开了一种直接法合成脂肪酰基氨基酸表面活性剂的方法，步骤如下：(1)将脂肪酸、甲胺、羟乙基磺酸盐加入到反应器中；(2)密闭反应器，缓慢升温至150～300℃；(3)保温反应2～10小时；(4)蒸馏除去未反应的甲胺；(5)处理得到成品。但该法同样存在产品收率低和脂肪酸含量高的问题。专利CN111072524A公开了一种采用高温结晶制备脂肪酰基氨基酸表面活性剂的方法，将脂肪酸、催化剂、氨基酸加入到反应器中；密闭反应器，缓慢升温至200～300℃；保温反应2～10小时；缓慢搅拌下降温至200℃以下进行结晶；降温至80
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100℃趁热过滤，滤液回收再利用；滤饼处理得到成品本。该专利通过降温过程中将过量的脂肪酸离心除去，虽然能够在一定程度上降低产品中脂肪酸的含量，但产品收率难以保证。
[0003]另外，上述工艺还具有的共同缺陷是：产品在低温下为固态，在配方应用体系中的低温稳定性较差，部分产品低温析出严重，严重影响使用便利性和配方稳定性。

技术实现思路

[0004]针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种阴离子和两性离子复合表面活性剂的合成方法。本专利技术方法合成一种阴离子和两性离子复合型
的表面活性剂，既解决了酰氯工艺带来的安全环保问题，又解决了脂肪酸工艺中脂肪酸残留高的问题，同时通过与两性表活的复配使氨基酸表活的低温稳定性提高。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种通过上述方法得到的阴离子和两性离子复合型的表面活性剂。
[0006]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种阴离子和两性离子复合表面活性剂的合成方法，包括如下步骤：
[0008](1)将脂肪酸和氨基酸盐加入到反应器中混合均匀，然后升温至100～250℃进行酰胺化反应，得到残留脂肪酸的阴离子表面活性剂；
[0009](2)向步骤(1)残留脂肪酸的阴离子表面活性剂中加入N,N
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二甲基
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1,3
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丙二胺继续反应，得到含有脂肪酰胺丙基二甲基叔胺中间体的阴离子表面活性剂；
[0010](3)在步骤(2)的体系中加入季铵化试剂进行季铵化反应或加入氧化剂进行氧化反应，得到所述阴离子和两性离子复合表面活性剂。
[0011]进一步地，步骤(1)中所述脂肪酸选自碳原子数为6～22的脂肪酸。所述脂肪酸中的疏水长链为直链或具有支链的疏水长链，所述疏水长链为饱和烷基或具有一个或多个不饱和基团的烷基。优选地，所述脂肪酸可选择为油酸、亚油酸、亚麻酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、软脂酸、硬脂酸、椰油酸中的至少一种，更优选为月桂酸和椰油酸中的至少一种。
[0012]进一步地，步骤(1)中所述氨基酸盐为肌氨酸、丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸、甲基牛磺酸、天冬氨酸、脯氨酸、丝氨酸、组氨酸中至少一种的碱金属盐或铵盐。优选氨基酸钠盐，更优选为肌氨酸、丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸、甲基牛磺酸中的至少一种钠盐。
[0013]进一步地，步骤(1)中所述脂肪酸和氨基酸盐加入的摩尔比为1～10:1，优选1.5～10:1，更优选为1.5～5:1。摩尔比低于1.5时，反应过程粘度偏大，反应效率低；摩尔比大于10:1时，脂肪酸残留过高，导致后续产品副产物残留偏高。
[0014]进一步地，步骤(1)中所述酰胺化反应的温度优选为150～250℃，更优选150～220℃；反应时间为3～10h，优选5～10h，更优选5～8h。反应温度低于150℃时，反应效率偏低，且反应体系粘度较高；反应温度高于250℃时，产品有发生黄变或分解的风险。
[0015]进一步地，步骤(1)中所述残留脂肪酸的阴离子表面活性剂中活性物含量为30～70％，残留脂肪酸含量为30～70％。所述含量均为质量百分含量。
[0016]进一步地，步骤(2)中所述N,N
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二甲基
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1,3
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丙二胺的加入量与残留脂肪酸的摩尔比为1～3:1，优选1.05～2.50:1，更优选为1.05～2:1。摩尔比低于1:1时，反应效率不佳；摩尔比高于3时，反应经济性不佳。
[0017]进一步地，步骤(2)中所述反应温度为150～250℃，优选170～250℃，更优选170～220℃；反应压力为0～2Mpa，优选0～1Mpa，更优选0.5～1Mpa；反应时间为3～8h，优选4～8h，更优选5～7h。反应温度低于150℃时，反应效率不佳，高于250℃时，产品有发生黄变或分解的风险。
[0018]进一步地，步骤(2)中所述含有脂肪酰胺丙基二甲基叔胺中间体的阴离子表面活性剂中，脂肪酸含量为0～5％，N,N
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二甲基
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1,3
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丙二胺残留为0～1％。
[0019]进一步地，步骤(3)中所述季铵化试剂为氯乙酸钠、丙烯酸、氯羟丙基磺酸钠、2
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羟基
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1,3丙烷磺内酯、1,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阴离子和两性离子复合表面活性剂的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将脂肪酸和氨基酸盐加入到反应器中混合均匀，然后升温至100～250℃进行酰胺化反应，得到残留脂肪酸的阴离子表面活性剂；(2)向步骤(1)残留脂肪酸的阴离子表面活性剂中加入N,N
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二甲基
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1,3
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丙二胺继续反应，得到含有脂肪酰胺丙基二甲基叔胺中间体的阴离子表面活性剂；(3)在步骤(2)的体系中加入季铵化试剂进行季铵化反应或加入氧化剂进行氧化反应，得到所述阴离子和两性离子复合表面活性剂。2.根据权利要求1所述的一种阴离子和两性离子复合表面活性剂的合成方法，其特征在于，步骤(1)中所述脂肪酸选自碳原子数为6～22的脂肪酸；所述氨基酸盐为肌氨酸、丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸、甲基牛磺酸、天冬氨酸、脯氨酸、丝氨酸、组氨酸中至少一种的碱金属盐或铵盐；所述脂肪酸和氨基酸盐加入的摩尔比为1～10:1。3.根据权利要求2所述的一种阴离子和两性离子复合表面活性剂的合成方法，其特征在于，所述脂肪酸为油酸、亚油酸、亚麻酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、软脂酸、硬脂酸、椰油酸中的至少一种；所述氨基酸盐为肌氨酸、丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸、甲基牛磺酸中的至少一种钠盐；所述脂肪酸和氨基酸盐加入的摩尔比为1.5～10:1。4.根据权利要求1所述的一种阴离子和两性离子复合表面活性剂的合成方法，其特征在于，步骤(1)中所述酰胺化反应的温度为150～250℃，反应时间为3～10h。5.根据权利要求1所述的一种阴离子和两性离子复合表面活性剂的合成方法，其特征在于，步骤(1)中所述残留脂肪酸的阴离子表面活性剂中活性物含量为30～70％，残留脂肪酸含量为30～70％...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘康，李泽勇，李秋如，揭育旺，谭杰，黄杨森，吴海龙，户献雷，
申请(专利权)人：广州天赐高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：