一种妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：在氮气保护下，将妥尔油酸羟乙基咪唑啉和酸升温至80～130℃搅拌1～60分钟脱水，降温至50～120℃，再加入亚硫酸盐、马来酸酐和催化剂反应1～5h，马来酸酐残留含量小于0.5％，降温至40～90℃，再加入亚硫酸盐和去离子水，温度为40～90℃的条件下反应1～5h，得到所述妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂。本发明专利技术制备的妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐常温下粘度较小，流动性好，产品易于使用，妥尔油酸羟乙基咪唑啉转化率高达95％以上。乙基咪唑啉转化率高达95％以上。乙基咪唑啉转化率高达95％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂的制备方法


[0001]本专利技术属于表面活性剂
，具体地说，涉及一种妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂的制备方法。

技术介绍

[0002]妥尔油又名塔尔油、纸浆浮油和液体松香，主要源于松木造纸产业的副产物，经过酸化和精馏后可得到精制妥尔油酸，主要成分为亚油酸、油酸和少量松香酸等，目前鲜有公司对妥尔油进行深加工，生产具有高经济价值的表面活性剂，大量的粗妥尔油无法处理而被焚烧掉，造成了环境污染和资源的浪费，妥尔油酸正是合成咪唑啉表面活性剂的一款重要原料。如今针对咪唑啉中间体的亲水性改性，一般是在咪唑啉环上的氮原子引入氯乙酸(钠)或3
‑
氯
‑2‑
羟基丙磺酸钠等季铵化试剂，产品中有大量的氯离子，对后续产品的应用有较大的限制。公开号为CN114380710A的专利申请公开了一种以月桂酸和羟乙基乙二胺为原料，合成咪唑啉中间体，再用氢氧化钠水溶液水解开环，用与丙烯酸酯反应，制备了一种直链式无盐咪唑啉两性表面活性剂。公开号为CN109289696B的专利申请公开了一种以椰油酸和二乙烯三胺为原料，Al2O3为催化剂制备了咪唑啉中间体，再用氯乙酸季铵化，得到了椰油酰两性二乙酸二钠，产品中盐含量高达11％，同时咪唑啉环被破坏。咪唑啉环上有大π键电子，产品与金属接触时，电子能进入金属原子的空轨道，其反键轨道又可接受金属原子的反馈电子形成反馈键，从而形成多中心的化学吸附，在金属表面形成一层致密的保护层，具有很好的金属缓蚀或络合金属离子效果。
专利
技术实现思路

[0003]为了保留咪唑啉环对妥尔油酸羟乙基咪唑啉上的羟基进行亲水改性，同时针对现在季铵化引入氯离子含量增大等问题，本专利技术的目的是提供一种工艺简单、高转化率、产品绿色环保、常温下流动性和水溶性好的无氯妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂的制备方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]本专利技术的第一个方面提供了一种妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
[0006]在氮气保护下，将摩尔比为1:(1～2)的妥尔油酸羟乙基咪唑啉和酸升温至80～130℃搅拌1～60分钟脱水，降温至50～120℃，再加入亚硫酸盐、马来酸酐和催化剂反应1～5h，妥尔油酸羟乙基咪唑啉、亚硫酸盐、马来酸酐和催化剂的摩尔比为1:(0.001～2):(0.9～2):(0.001～0.01)，马来酸酐残留含量小于0.5％，降温至40～90℃，再加入亚硫酸盐和去离子水，妥尔油酸羟乙基咪唑啉、亚硫酸盐和去离子水的摩尔比为1:(0.6～2):(20～90)，温度为40～90℃的条件下反应1～5h，得到所述妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂。
[0007]所述妥尔油酸羟乙基咪唑啉来自上海发凯化工有限公司(TON
‑
E)。
[0008]所述酸选自冰醋酸、丙酸、甲酸中的至少一种。
[0009]所述催化剂选自氨三乙酸、氨三乙酸三钠。
[0010]所述亚硫酸盐选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸铵中的至少一种。
[0011]所述马来酸酐选自顺丁烯二酸酐。
[0012]所述妥尔油酸羟乙基咪唑啉的转化率大于95％。
[0013]所述妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂的主要成分结构式如下：
[0014][0015]其中，R为妥尔油酸烷基基团，主要含有油酸、亚油酸烷基基团、少量的松香酸烷基基团和微量的饱和脂肪酸烷基基团。
[0016]由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0017]本专利技术提供的妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂的制备方法，制备的妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐常温下粘度较小，流动性好，产品易于使用，妥尔油酸羟乙基咪唑啉转化率高达95％以上，在妥尔油基咪唑啉羟基上引入亲水基团，结构中含有咪唑啉环，能与金属离子形成络合物，耐硬水好，产品不含氯离子，对人体刺激性更低，乳化性、润湿性和稳泡性好，可应用于油污清洗、金属缓蚀和矿物浮选等行业，实现了可再生资源——妥尔油酸的高效利用。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例1制备的妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂的红外谱图。
具体实施方式
[0019]为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。
[0020]本专利技术所用试剂妥尔油酸羟乙基咪唑啉购自上海发凯化工有限公司，平均相对分子质量为354.4。
[0021]本专利技术实施例1～5制备的妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂，其主要成分结构式如下：
[0022][0023]其中，R主要为油酸、亚油酸烷基基团、少量的松香酸烷基基团和微量的饱和脂肪
酸烷基基团。
[0024]实施例1
[0025]本专利技术的合成路线如下：
[0026][0027]其中，R主要为油酸、亚油酸烷基基团、少量的松香酸烷基基团和微量的饱和脂肪酸烷基基团。
[0028]在装有电动搅拌器、温度计的500mL四口瓶中，在氮气保护下，加入妥尔油酸羟乙基咪唑啉(0.15摩尔，53.2克)、冰醋酸(0.225摩尔，13.5克)，升温至100℃搅拌30min脱水，降温至90℃，再加入无水亚硫酸钠(0.040摩尔，5克)、氨三乙酸(0.0008摩尔，0.16克)和顺丁烯二酸酐(0.157摩尔，15.4克)，反应2h，顺丁烯二酸酐残留含量为0.26％，降温至70℃，再同时加入亚硫酸钠(0.118摩尔，14.9克)和去离子水(6.611摩尔，119克)，70℃反应1.5h结束，得到妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂，产品不需要提纯，妥尔油酸羟乙基咪唑啉转化率为98.5％。
[0029]妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂红外光谱如图1所示，图1为本专利技术实施例1制备的妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂的红外谱图。其中3361cm
‑1附近为酰胺振动吸收峰；2925cm
‑1附近为C
‑
H的振动吸收峰；2854cm
‑1附近为C
‑
N的振动吸收峰；1603cm
‑1附近为咪唑啉环上C＝N振动吸收峰；1382cm
‑1附近为C
‑
H键的弯曲振动吸收峰；1206cm
‑1附近为磺酸根的特征吸收峰；1041cm
‑1附近为羟基的特征吸收峰，产物中官能团特征明显，与产物结构相符。
[0030]实施例2
[0031]在装有电动搅拌器、温度计的500mL四口瓶中，在氮气保护下，加入妥尔油酸羟乙基咪唑啉(0.15摩尔，53.2克)、冰醋酸(0.18摩尔，10.8克)，升温至105℃搅拌20min脱水，降温至85℃，再加入无水亚硫酸氢钠(0.048摩尔，5克)、氨三乙酸(0.0008摩尔，0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在氮气保护下，将摩尔比为1:(1～2)的妥尔油酸羟乙基咪唑啉和酸升温至80～130℃搅拌1～60分钟脱水，降温至50～120℃，再加入亚硫酸盐、马来酸酐和催化剂反应1～5h，妥尔油酸羟乙基咪唑啉、亚硫酸盐、马来酸酐和催化剂的摩尔比为1:(0.001～2):(0.9～2):(0.001～0.01)，马来酸酐残留含量小于0.5％，降温至40～90℃，再加入亚硫酸盐和去离子水，妥尔油酸羟乙基咪唑啉、亚硫酸盐和去离子水的摩尔比为1:(0.6～2):(20～90)，温度为40～90℃的条件下反应1～5h，得到所述妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂。2.根据权利要求1所述的妥尔油基咪唑啉琥珀酸酯磺酸盐表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述酸选自冰醋酸、丙酸、甲酸中的至少一种。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张高飞，张威，王丰收，陶源，刘兵，司丽丽，汪传新，武先东，李森，封益民，
申请(专利权)人：上海发凯化工有限公司，
类型：发明
国别省市：