CN101440050A - 一种改性烷基醇醚硫酸盐及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于日化领域，公开了一种改性烷基醇醚硫酸盐。该改性烷基醇醚硫酸盐的有效物以重量份为100计，内含有重量份不低于35的碳链分布在8～14、接有环氧乙烷平均分布数为1～3的烷基醇醚硫酸盐，重量份不低于3的C₁₆烷基硫酸盐，和/或重量份不低于3的C₁₈烷基硫酸盐。还公开了其制备方法。本发明涉及的改性烷基醇醚硫酸盐的增稠力显著地得到提高，在较少量电解质的调节下可达到较大的粘度。该改性烷基醇醚硫酸盐可以减少配方中电解质的用量，可少用或不用增稠剂，并且在一定程度上可使普通的烷基醇醚硫酸盐的难冲洗性得到改善，带来更清爽的肤感。

Description

一种改性烷基醇醚硫酸盐及其制备方法

技术领域

本发明属于日化领域，涉及一种改性烷基醇醚硫酸盐及其制备方法。

背景技术

平均碳链长度在8到14、接有环氧乙烷平均分布数为1到3的烷基醇醚硫酸盐(简称为“C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐”)无论在温和性、泡沫、增稠力等方面都有优良的表现，在沐浴露、洗发水、洗手液、洗洁精等洗涤剂中得到应用广泛。为了适应消费者的需求，沐浴露等个人护理品及洗洁精都需要有一定的粘度，为了达到所需的粘度，配方师通常会选取增稠能力良好的原料，并搭配一定量的增稠剂。目前被广泛使用的普通烷基醇醚硫酸盐易于被电解质调节增加配方的稠粘度，但是为了达到期望的粘度值，通常还需要在配方中添加增稠剂。

另外，对于较长碳链的脂肪醇，如对C₁₆醇和C₁₈醇进行磺化反应时，需要原料进料温度在50～60℃，磺化温度在45～55℃。而硫酸化反应的一个重要特点就是生产出的酸性硫酸单酯的热不稳定性，该硫酸单酯会分解为原料醇、二烷基硫酸酯、二烷基醚、异构醇、烯烃和酯的混合物。由于酸性硫酸单酯的热不稳定性，硫酸化反应的温度不要太高，硫酸化后最好立即中和。【参见(荷)哥罗特(Groot，W.Hermande)编著，方云等译.《工业磺化/硫酸化生产技术》的第95-96页】。高碳醇的磺化既要保证一定的温度使高碳醇可以顺利发生反应，又要控制好反应温度避免副反应的发生，在实际生产上存在一定的难度。但高碳醇硫酸盐具有许多优良的性能如：易冲洗，可带来清爽的肤感，而且性能温和，去污力也较强。在一些洗涤剂配方中C_16-18醇硫酸盐的去污力比LAS强10％，泡沫较少。【参见(荷)哥罗特(Groot，W.Hermande)编著，方云等译.《工业磺化/硫酸化生产技术》的第8页】。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种改性烷基醇醚硫酸盐，其具有增稠性强、去污力好、易冲洗的优点，可减少洗涤剂配方中电解质的用量，并少用或不用增稠剂。

本发明的第二个目的在于提供一种上述改性烷基醇醚硫酸盐的制备方法。

为达到第一个目的，本发明采用如下技术方案：一种改性烷基醇醚硫酸盐，其有效物以重量份为100计，内含有重量份不低于35的碳链分布在8～14、接有环氧乙烷平均分布数为1～3的烷基醇醚硫酸盐(简称为“C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐”)，重量份不低于3的C₁₆烷基硫酸盐，和/或重量份不低于3的C₁₈烷基硫酸盐。

上述有效物中，C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐的优选重量份为为40～90，C₁₆烷基硫酸盐的优选重量份为5～60，和/或C1₈烷基硫酸盐的优选重量份为5～60。

作为另一种优选，上述有效物中内含重量份为50～70的C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐，重量份为15～25的C₁₆烷基硫酸盐，和重量份为15～25的C₁₈烷基硫酸盐。

作为又一种优选，上述有效物中内含重量份为50～70的C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐，重量份为30～50的C₁₆烷基硫酸盐或C₁₈烷基硫酸盐。

为解决长碳链脂肪醇单独磺化的困难，同时为制备上述的改性烷基醇醚硫酸盐，本发明的第二个目的通过如下技术方案实现：

a)将含C₁₆醇和/或含C₁₈醇的固体物料混入含C_8-14EO_1-3的烷基醇醚的液体物料中加热溶解，并混合均匀。具体包括如下步骤：

a1、将含C₁₆醇和/或C₁₈醇的固态物料混入C_8-14EO_1-3烷基醇醚中；

a2、将a1步骤的混合物加热至30～50℃，通过混合系统使固态物料完全溶解并均匀混合；

a3、保证a2步骤的混合物在30～50℃，处于均一状态。

b)在磺化反应器内，用硫酸盐化试剂对a)步骤的混合物进行磺化。优选硫酸盐化试剂为三氧化硫气体。一般的条件还包括：三氧化硫与混合物的摩尔比稍大于约1：1，在空气或氮气中，三氧化硫的浓度在3～5％(V：V)范围内；进料温度在20～45℃，磺化反应器冷却水的温度在30～50℃；

c)用碱性中和试剂中和b)步骤生成的硫酸酯酸制得磺化产品。该步骤优选是在硫酸盐化反应之后立即进行。中和温度在约40～60℃的范围内，进入到中和器中硫酸酯酸的温度约为30～60℃。可采用的碱性中和试剂选自金属氢氧化物、氨、烷基胺或它们的混合物及类似物，如氢氧化钾、氢氧化钠、一乙醇胺和三乙醇胺等。

本制备方法将一定量的较长碳链醇混入平均碳链长度在8到14、接有环氧乙烷数平均分布数目为1到3的烷基醇醚中再进行磺化，可避免硫酸盐化反应的高峰瞬时温度，亦可降低原料的进料温度，有助于提高由此生成的较长碳链烷基硫酸盐的性质。同时可得到增稠力佳、易冲洗、去污力好、泡沫丰富的改性烷基醇醚硫酸盐。

本发明涉及的改性烷基醇醚硫酸盐的增稠力显著地得到提高，在较少量电解质的调节下可达到较大的粘度，在某些情况下仅用电解质调节即可达到期望的粘度值，不需额外添加增稠剂。本发明涉及的改性烷基醇醚硫酸盐可以减少配方中电解质的用量，可少用或不用增稠剂，并且在一定程度上可使普通的烷基醇醚硫酸盐的难冲洗性得到改善，带来更清爽的肤感。

具体实施方式

实施例1

在C_8-14EO_1-3的烷基醇醚原料中混入C_16-18醇(C₁₆醇70％，重量百分比)，C_8-14EO_1-3的烷基醇醚与C_16-18醇的重量比例为90：10；在原料配置罐中，温度控制在35℃，加热搅拌均匀。采用SO₃气体作为硫酸盐化试剂与配制好的原料在磺化反应器中进行反应，采用下面的条件：SO₃与原料的摩尔比为稍大于1：1，SO₃的气浓为3～3.5％(V：V)，进料温度为30℃，磺化反应器夹套冷却水的温度为30～40℃，硫酸酯的温度为45～55℃。硫酸酯从磺化反应器出来后即刻与碱性中和试剂(如氢氧化钾、氢氧化钠、氨、一乙醇胺、三乙醇胺)进行中和。中和反应的反应温度40～55℃、反应压力0.1～1.0Mpa，经中和冷却器换热后得到产品的有效物含量不低于24％重量。产品有效物中包含C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐重量百份含量为90％、C_16-18烷基硫酸盐重量百份含量为10％的磺化产品。该磺化产品与月桂醇硫酸钠以1∶1的比例复配，增稠力用增稠能力单位表示为20—30。

实施例2

在C_8-14EO_1-3的烷基醇醚原料中混入C₁₆醇，C_8-14EO_1-3的烷基醇醚与C₁₆醇的重量比例为90：10；在原料配置罐中，温度控制在30℃，加热搅拌均匀。采用SO₃气体作为硫酸盐化试剂与配制好的原料在磺化反应器中进行反应，采用下面的条件：SO₃与原料的摩尔比为稍大于1：1，SO₃的气浓为3～3.5％(V：V)，进料温度为30℃，磺化反应器夹套冷却水的温度为30-35℃，硫酸酯的温度为45-50℃。硫酸酯从磺化反应器出来后即刻与碱性中和试剂(如氢氧化钾、氢氧化钠、氨、一乙醇胺、三乙醇胺)进行中和。中和反应的反应温度40-50℃、反应压力0.1-1.0Mpa，经中和冷却器换热后得到产品的有效物含量不低于24％。产品有效物中包含C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐重量百份含量为90％、C₁₆烷基硫酸盐重量百份含量为10％的磺化产品。该磺化产品与月桂醇硫酸钠以1：1的比例复配，增稠力用增稠能力单位表示为20—25。

实施例3

在C_8-14EO_1-3的烷基醇醚原料中混入C₁₈醇，C_8-14EO_1-3的烷基醇醚与C₁₈醇的重量比例为90：10；在原料配置罐中，温度控制在35℃，加热搅拌均匀。采用SO₃气体作为硫酸盐化试剂与配制好的原料在磺化反应器中进行反应，采用下面的条件：SO₃与原料的摩尔比为稍大于1：1，SO₃的气浓为3～3.5％(V：V)，进料温度为35℃，磺化反应器夹套冷却水的温度为30-40℃，硫酸酯的温度为45-55℃。硫酸酯从磺化反应器出来后即刻与碱性中和试剂(如氢氧化钾、氢氧化钠、氨、一乙醇胺、三乙醇胺)进行中和。中和反应的反应温度40-60℃、反应压力0.1-1.0Mpa，经中和冷却器换热后得到产品的有效物含量不低于24％。产品有效物中包含C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐重量百份含量为90％重量、C₁₈烷基硫酸盐含量为10％重量的磺化产品。产品与月桂醇硫酸钠以1：1的比例复配，增稠力用增稠能力单位表示为25—35。

实施例4

在C_8-14EO_1-3的烷基醇醚原料中混入C_16-18醇(C₁₆醇70％，重量百分比)，C_8-14EO_1-3的烷基醇醚与C_16-18醇的重量比例为40：60；在原料配置罐中，温度控制在50℃，加热搅拌均匀。采用SO₃气体作为硫酸盐化试剂与配制好的原料在磺化反应器中进行反应，采用下面的条件：SO₃与原料的摩尔比为稍大于1：1，SO₃的气浓为3～3.5％(V：V)，进料温度为45℃，磺化反应器夹套冷却水的温度为42-50℃，硫酸酯的温度为45-60℃。硫酸酯从磺化反应器出来后即刻与碱性中和试剂(如氢氧化钾、氢氧化钠、氨、一乙醇胺、三乙醇胺)进行中和。中和反应反应温度40-60℃、反应压力0.1-1.0Mpa，经中和冷却器换热后得到产品的有效物含量不低于24％。产品有效物中包含C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐重量百份含量为40％、C_16-18烷基硫酸盐重量百份含量为60％的磺化产品。该磺化产品与月桂醇硫酸钠以1：1的比例复配，增稠力用增稠能力单位表示为40—50。

实施例5

在C_8-14EO_1-3的烷基醇醚原料中混入C_16-18醇(C₁₆醇70％，重量百分比)，C_8-14EO_1-3的烷基醇醚与C_16-18醇的重量比例为70：30；在原料配置罐中，温度控制在42℃，加热搅拌均匀。采用SO₃气体作为硫酸盐化试剂与配制好的原料在磺化反应器中进行反应，采用下面的条件：SO₃与原料的摩尔比为稍大于1：1，SO₃的气浓为3～3.5％(V：V)，进料温度为35℃，磺化反应器夹套冷却水的温度为35-45℃，硫酸酯的温度为45-57℃。硫酸酯从磺化反应器出来后即刻与碱性中和试剂(如氢氧化钾、氢氧化钠、氨、一乙醇胺、三乙醇胺)进行中和。中和反应反应温度42-57℃、反应压力0.1-1.0Mpa，经中和冷却器换热后得到产品的有效物含量不低于24％。产品有效物中包含C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐重量百份含量为70％、C_16-18烷基硫酸盐重量百份含量为30％的磺化产品，该磺化产品与月桂醇硫酸钠以1：1的比例复配，增稠力用增稠能力单位表示为30——40。

实施例6

在C_8-14E_O1-3的烷基醇醚原料中混入C₁₆醇，C_8-14EO_1-3的烷基醇醚与C₁₆醇的重量比例为70：30；在原料配置罐中，温度控制在40℃，加热搅拌均匀。采用SO₃气体作为硫酸盐化试剂与配制好的原料在磺化反应器中进行反应，采用下面的条件：SO₃与原料的摩尔比为稍大于1：1，SO₃的气浓为3～3.5％(V：V)，进料温度为35℃，磺化反应器夹套冷却水的温度为35-45℃，硫酸酯的温度为45-55℃。硫酸酯从磺化反应器出来后即刻与碱性中和试剂(如氢氧化钾、氢氧化钠、氨、一乙醇胺、三乙醇胺)进行中和。中和反应反应温度42-57℃、反应压力0.1-1.0Mpa，经中和冷却器换热后得到产品的有效物含量不低于24％。产品有效物中包含C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐重量百份含量为70％、C₁₆烷基硫酸盐重量百份含量为30％的磺化产品。该磺化产品与月桂醇硫酸钠以1：1的比例复配，增稠力用增稠能力单位表示为30—35。

实施例7

在C_8-14EO_1-3的烷基醇醚原料中混入C₁₈醇，C_8-14EO_1-3的烷基醇醚与C₁₈醇的重量比例为70：30；在原料配置罐中，温度控制在45℃，加热搅拌均匀。采用SO₃气体作为硫酸盐化试剂与配制好的原料在磺化反应器中进行反应，采用下面的条件：SO₃与原料的摩尔比为稍大于1：1，SO₃的气浓为3～3.5％(V：V)，进料温度为38℃，磺化反应器夹套冷却水的温度为40-48℃，硫酸酯的温度为45-57℃。硫酸酯从磺化反应器出来后即刻与碱性中和试剂(如氢氧化钾、氢氧化钠、氨、一乙醇胺、三乙醇胺)进行中和。中和反应反应温度45-58℃、反应压力0.1-1.0Mpa，经中和冷却器换热后得到产品的有效物含量不低于24％。产品有效物中包含C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐重量百份含量为70％、C₁₈烷基硫酸盐重量百份含量为30％的磺化产品。该磺化产品与月桂醇硫酸钠以1：1的比例复配，增稠力用增稠能力单位表示为34—43。

实施例8

在C_8-14EO_1-3的烷基醇醚原料中混入C_16-18醇(C₁₆醇70％，重量百分比)，C_8-14EO_1-3的烷基醇醚与C_16-18醇的重量比例为50：50；在原料配置罐中，温度控制在45℃，加热搅拌均匀。采用SO₃气体作为硫酸盐化试剂与配制好的原料在磺化反应器中进行反应，采用下面的条件：SO₃与原料的摩尔比为稍大于1：1，SO₃的气浓为3～3.5％(V：V)，进料温度为40℃，磺化反应器夹套冷却水的温度为40-58℃，硫酸酯的温度为40-48℃。硫酸酯从磺化反应器出来后即刻与碱性中和试剂(如氢氧化钾、氢氧化钠、氨、一乙醇胺、三乙醇胺)进行中和。中和反应反应温度48-58℃、反应压力0.1-1.0Mpa，经中和冷却器换热后得到产品的有效物含量不低于24％。产品有效物中包含C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐重量百份含量为50％、C_16-18烷基硫酸盐重量百份含量为50％的磺化产品。该磺化产品与月桂醇硫酸钠以1：1的比例复配，增稠力用增稠能力单位表示为35—45。

实施例9

在C_8-14EO_1-3的烷基醇醚原料中混入C₁₆醇，C_8-14EO_1-3的烷基醇醚与C₁₆醇的重量比例为50：50；在原料配置罐中，温度控制在43℃，加热搅拌均匀。采用SO₃气体作为硫酸盐化试剂与配制好的原料在磺化反应器中进行反应，采用下面的条件：SO₃与原料的摩尔比为稍大于1：1，SO₃的气浓为3～3.5％(V：V)，进料温度为40℃，磺化反应器夹套冷却水的温度为35-45℃，硫酸酯的温度为40-48℃。硫酸酯从磺化反应器出来后即刻与碱性中和试剂(如氢氧化钾、氢氧化钠、氨、一乙醇胺、三乙醇胺)进行中和。中和反应反应温度48-58℃、反应压力0.1-1.0Mpa，经中和冷却器换热后得到产品的有效物含量不低于24％。产品有效物中包含C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐重量百份含量为50％、C₁₆烷基硫酸盐重量百份含量为50％的磺化产品。该磺化产品与月桂醇硫酸钠以1：1的比例复配，增稠力用增稠能力单位表示为35—42。

实施例10

在C_8-14EO_1-3的烷基醇醚原料中混入C₁₈醇，C_8-14EO_1-3的烷基醇醚与C₁₈醇的重量比例为50：50；在原料配置罐中，温度控制在48℃，加热搅拌均匀。采用SO₃气体作为硫酸盐化试剂与配制好的原料在磺化反应器中进行反应，采用下面的条件：SO₃与原料的摩尔比为稍大于1：1，SO₃的气浓为3～3.5％(V：V)，进料温度为43℃，磺化反应器夹套冷却水的温度为45-50℃，硫酸酯的温度为45-58℃。硫酸酯从磺化反应器出来后即刻与碱性中和试剂(如氢氧化钾、氢氧化钠、氨、一乙醇胺、三乙醇胺)进行中和。中和反应反应温度50-58℃、反应压力0.1-1.0Mpa，经中和冷却器换热后得到产品的有效物含量不低于24％。产品有效物中包含C_8-14EO_1-3的烷基醇醚硫酸盐重量百份含量为50％、C₁₈烷基硫酸盐含量为50％的磺化产品。该磺化产品与月桂醇硫酸钠以1：1的比例复配，增稠力用增稠能力单位表示为35—48。

Claims (10)

1、一种改性烷基醇醚硫酸盐，其特征在于，其有效物以重量份为100计，内含有重量份不低于35的碳链分布在8～14、接有环氧乙烷平均分布数为1～3的烷基醇醚硫酸盐，重量份不低于3的C₁₆烷基硫酸盐，和/或重量份不低于3的C₁₈烷基硫酸盐。

2、根据权利要求1所述的一种改性烷基醇醚硫酸盐，其特征在于，所述有效物内含有重量份为40～90的碳链分布在8～14、接有环氧乙烷平均分布数为1～3的烷基醇醚硫酸盐，重量份为5～60的C₁₆烷基硫酸盐，和/或重量份为5～60的C₁₈烷基硫酸盐。

3、根据权利要求1所述的一种改性烷基醇醚硫酸盐，其特征在于，所述有效物内含有重量份为50～70的碳链分布在8～14、接有环氧乙烷平均分布数为1～3的烷基醇醚硫酸盐，重量份为15～25的C₁₆烷基硫酸盐，和重量份为15～25的C₁₈烷基硫酸盐。

4、根据权利要求1所述的一种改性烷基醇醚硫酸盐，其特征在于，所述有效物内含有重量份为50～70的碳链分布在8～14、接有环氧乙烷平均分布数为1～3的烷基醇醚硫酸盐，重量份为30～50的C₁₆烷基硫酸盐或C₁₈烷基硫酸盐。

5、如权利要求1所述改性烷基醇醚硫酸盐的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：

a)将含C16醇和/或C18醇的固态物料混入碳链分布在8～14、接有环氧乙烷平均分布数为1～3的烷基醇醚中，充分溶解，混合均匀；

b)在磺化反应器内，用硫酸盐化试剂对步骤a中得到的混合物进行磺化，进料温度在20～45℃，反应器冷却水的温度在30～50℃。

c)中和步骤b中生成的烷基醇醚硫酸酯酸。

6、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述a)步骤包括：

a1、将含C16醇和/或C18醇的固态物料混入碳链分布在8～14、接有环氧乙烷平均分布数为1～3的烷基醇醚中；

a2、将a1步骤的混合物加热至30～50℃，通过混合系统使固态物料完全溶解并均匀混合；

a3、保证a2步骤的混合物在30～50℃，处于均一状态。

7、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述烷基醇醚硫酸盐中的C_8-14、C16醇和/或C18醇为直链伯醇。

8、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述硫酸盐化试剂为三氧化硫气体。

9、根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述三氧化硫与a步骤中混合物的摩尔比稍大于1∶1；在空气或者氮气中，三氧化硫气浓[摩尔比]为3～5％。

10、根据权力要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碱性中和试剂选自金属氢氧化物、氨、烷基胺或它们的混合物及类似物。