CN101328141A - 一种烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阴离子表面活性剂的制备方法，特别是烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的制备方法。本发明以烷基酚聚氧乙烯醚与氨基磺酸为原料，在有烷基或芳基取代的脲类化合物作为催化剂的条件下进行酯化反应，烷基酚聚氧乙烯醚，氨基磺酸与催化剂的摩尔比为1∶1～1.2∶0.1，酯化反应温度为110～130℃，反应时间60～120分钟。酯化反应结束后用氢氧化钠中和酯化反应产物烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵，最终取得产品烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠。本发明将烷基或芳基取代的脲类化合物作为酯化反应的催化剂，催化效率高，结合较佳的反应物配比以及适宜的反应温度，使烷基酚聚氧乙烯醚的转化率提高到85％以上，大大降低了生产成本；而且工序简单，可大规模用于工业生产。

Description

一种烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的制备方法

技术领域

本发明涉及一种阴离子表面活性剂的制备方法，特别是烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的制备方法。

背景技术

烷基酚聚氧乙烯醚是一种非离子型表面活性剂，具有良好的乳化性、润湿性，因此作为乳化剂、润湿剂在民用洗涤剂等领域中有着极为广泛的应用。但因其产品的分子量小，表面结合力及溶解度差，发泡力弱、生物降解缓慢，且作为洗涤助剂使用对人体皮肤的刺激性较大等缺点，使烷基酚聚氧乙烯醚的应用受到了一定的限制。

烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠作为烷基酚聚氧乙烯醚的衍生产品，由于分子中具有聚氧乙烯基和硫酸基团，故兼具有非离子与阴离子表面活性，产品除了保留烷基酚聚氧乙烯醚的优良性能外，还具有较强的发泡性、去污性、渗透性、优良的抗硬水性、钙皂分散性和良好的生物降解性，且增溶能力显著提高，对人体皮肤的刺激很小。目前，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠已成为化妆品和各类家庭及工业用清洁产品的重要助剂。

目前，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠制备的方法是采用氨基磺酸对烷基酚聚氧乙烯醚进行酯化，这种方法中烷基酚聚氧乙烯醚转化效率较低，转化率一般都在50％以下。一直以来，人们都致力于寻找促进氨基磺酸与烷基酚聚氧乙烯醚发生酯化反应、提高烷基酚聚氧乙烯醚转化率的方法，但都没有取得实质性进展。这样使得生产烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的成本较高，产品价格昂贵，极大地限制了烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的应用和普及。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较高烷基酚聚氧乙烯醚转化率的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的制备方法。

本发明以烷基酚聚氧乙烯醚与氨基磺酸为原料，在有烷基或芳基取代的脲类化合物作为催化剂的条件下进行酯化反应，烷基酚聚氧乙烯醚与氨基磺酸的摩尔比为1∶1～1.2，催化剂与烷基酚聚氧乙烯醚的摩尔比为1∶10，酯化反应温度为110～130℃，反应时间60～120分钟。用氢氧化钠中和酯化反应产物烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵，最终取得产品烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠。

本发明更优选的技术方案，催化剂的烷基取代基是甲基或乙基，芳基取代基是苯基；反应物烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚；烷基酚聚氧乙烯醚中氧化乙烯的聚合度为n＝4～12。

本发明的反应步骤包括：

a.将烷基酚聚氧乙烯醚与氨基磺酸以摩尔比为1∶1～1.2的比例投入常压反应釜；

b.加入烷基或芳基取代的脲类化合物作为反应催化剂，催化剂与烷基酚聚氧乙烯醚的摩尔比为1∶10；

c.控制反应温度为110～130℃，反应时间60～120分钟；

d.反应结束后，待反应釜温度下降至70℃左右，用30％氢氧化钠溶液中和酯化反应产物烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵至溶液PH值为7.5～8.5；

e.对反应釜减压抽气，得烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠产品，对烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠产品根据要求进行脱色和脱盐处理。

反应方程式如下：

式中，R代表碳原子个数，通常为8或9的烷基，n为氧化乙烯重复单元的个数，即聚合度，根据性能和用途的不同可以选择氧化乙烯聚合度不同的烷基酚聚氧乙烯醚作原料来制备所需要的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠。n值越大，产品的极性越大，亲水性越好；本发明中n取值范围一般为4～12。

催化剂为烷基或芳基取代的脲类化合物。催化剂为烷基取代的脲类化合物时，烷基可以是甲基或乙基，如N，N-二甲基脲，N，N-二乙基脲等；催化剂为芳基取代的脲类化合物时，芳基可以是苯基，如4-苯基氨基脲，对甲苯磺酰氨基脲，脲、甲苯尿素等。

酯化反应过程中，催化剂中由有机脲分解产生的中间体能促进氨基磺酸的解离和NH₃·SO₃的生成，从而促进了氨基磺酸与烷基酚聚氧乙烯醚的酯化反应，最终提高了烷基酚聚氧乙烯醚的转化率。

烷基酚聚氧乙烯醚与氨基磺酸酯化反应中，二者的摩尔比为1∶1～1.2，酯化反应温度为110～130℃，反应时间为60～120分钟。酯化反应结束后，用氢氧化钠中和反应中间产物烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵，减压抽取氨气和催化剂分解产生的低沸点物质，即得最终产品烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠。

本发明将烷基或芳基取代的脲类化合物作为酯化反应的催化剂，催化效率高，结合较佳的反应物配比以及适宜的反应温度，能使烷基酚聚氧乙烯醚的转化率提高到85％以上，大大降低了生产成本；而且工序简单，可大规模用于工业生产。

具体实施方式

实施例1

在常压反应釜中加入100Kg壬基酚聚氧乙烯醚(氧化乙烯聚合度为n＝4)，29.2Kg氨基磺酸和2.2Kg催化剂N，N-二甲基脲，使三者摩尔比为1∶1.2∶0.1；控制反应温度为130℃，反应时间60分钟。反应结束后，待反应釜温度下降至70℃左右，用30％氢氧化钠溶液中和酯化反应产物壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵，至溶液PH值为7.5～8.5；对反应釜采用减压抽气，即得到壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠产品。根据使用要求对烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠产品可进行脱色和脱盐处理。

用亚甲基兰两相滴定法检测反应产物中阴离子活性物含量，测得壬基酚聚氧乙烯醚的转化率为95.7％。

实施例2

在常压反应釜中加入100Kg壬基酚聚氧乙烯醚(氧化乙烯聚合度为n＝12)，14.3Kg氨基磺酸和2.04Kg催化剂4-苯基氨基脲，使三者摩尔比为1∶1.1∶0.1的，控制反应温度为110℃，反应时间120分钟。反应结束后，待反应釜温度下降至70℃左右，用30％氢氧化钠溶液中和酯化反应产物壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵，至溶液PH值为7.5～8.5；对反应釜采用减压抽气，即得到壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠产品。根据使用要求对烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠产品可进行脱色和脱盐处理。

用亚甲基兰两相滴定法检测反应产物中阴离子活性物含量，测得壬基酚聚氧乙烯醚的转化率为93.8％。

实施例3

在常压反应釜中加入100Kg壬基酚聚氧乙烯醚(氧化乙烯聚合度为n＝10)，16.9Kg氨基磺酸和2.28Kg催化剂甲苯尿素，使三者摩尔比为1∶1.15∶0.1，控制反应温度为120℃，反应时间1小时。反应结束后，待反应釜温度下降至70℃左右，用30％氢氧化钠溶液中和酯化反应产物壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵，至溶液PH值为7.5～8.5；对反应釜采用减压抽气，即得到壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠产品。根据使用要求对烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠产品可进行脱色和脱盐处理。

用亚甲基兰两相滴定法检测反应产物中阴离子活性物含量，测得壬基酚聚氧乙烯醚的转化率为93.1％。

实施例4

在常压反应釜中加入100Kg辛基酚聚氧乙烯醚(氧化乙烯聚合度为n＝10)，17.3Kg氨基磺酸和1.36Kg催化剂N，N-二甲基脲，使三者摩尔比为1∶1.15∶0.1的，控制反应温度为120℃，反应时间1小时。反应结束后，待反应釜温度下降至70℃左右，用30％氢氧化钠溶液中和酯化反应产物辛基酚聚氧乙烯醚硫酸铵，至溶液PH值为7.5～8.5；对反应釜采用减压抽气，即得到壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠产品。根据使用要求对烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠产品可进行脱色和脱盐处理。

用亚甲基兰两相滴定法检测反应产物中阴离子活性物含量，测得辛基酚聚氧乙烯醚的转化率为94.2％。

当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。

Claims (5)

1.一种烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的制备方法，包括烷基酚聚氧乙烯醚与氨基磺酸的酯化反应，酯化反应产物烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵与氢氧化钠的中和反应，其特征在于反应步骤如下：

a.烷基酚聚氧乙烯醚与氨基磺酸以1∶1～1.2的摩尔比加入反应釜；

b.以烷基或芳基取代的脲类化合物为催化剂，催化剂与烷基酚聚氧乙烯醚的摩尔比为1∶10；

c.反应温度控制在110～130℃，反应时间60～120分钟，获得烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵；

d.用30％氢氧化钠溶液中和烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵，至溶液PH值为7.5～8.5；

e.对反应釜减压抽气；

f.获得烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠。

2.如权利要求1所述的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的制备方法，其特征在于所述催化剂烷基脲类化合物为甲基或乙基脲类化合物，所述催化剂芳基脲类化合物为苯基脲类化合物。

3.如权利要求1所述的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的制备方法，其特征在于所述的烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚。

4.如权利要求1所述的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的制备方法，其特征在于烷基酚聚氧乙烯醚中氧化乙烯的聚合度为n＝4～12。

5.如权利要求1所述的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的制备方法，其特征在于对反应产物烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠进行脱色或脱盐处理。