CN102039099A - 一种自乳化松香基表面活性剂乳液及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自乳化松香基表面活性剂乳液及制备方法：先用松香或者改性松香与低分子量的聚乙二醇酯化制备松香基聚乙二醇双酯，松香基聚乙二醇双酯再在助乳剂存在下用高剪切仪乳化制备固含量为30-60％的乳液。制备的自乳化松香基表面活性剂乳液具有较小的粒径，粒径达到112nm，稳定性好。该乳液具有很强的表面活性性能，原料价廉易得，使用环保的水作为溶剂，可生物降解。是一种环保的表面活性剂乳液，可用作乳化剂、分散剂及油田助剂。

Description

一种自乳化松香基表面活性剂乳液及制备方法

技术领域

本发明涉及一种松香基表面活性剂乳液及其制备方法，尤其涉及一种自乳化松香基表面活性剂乳液其制备方法。

背景技术

油溶性乳化剂由于粘度大，流动性差，在加工应用中不易操作。如果用有机溶剂配成表面活性剂溶液不仅增加成本，同时造成环境污染。纳米粒子容易穿透乳化物外层硬膜，破坏分子结构，达到快速乳化的目的，这是普通乳化剂无法达到的，在静置状态下都能自动乳化，如果伴有搅拌摇晃运动，那种乳化作用更是快速，乳化效果好。油溶性乳化剂做成纳米乳液后不仅加工方便，而且环保。

松香具有独特的化学结构和化学性能，由于其资源丰富、价格便宜而受到广泛的关注，是我国重要的天然可再生资源，其深加工产品广泛地应用于日常生活的各个部门，在国民经济生活中占有重要的地位，是一种不可或缺的化工原料。松香的三环菲结构具有良好的亲油性能，与亲水基团连接后可以作为良好的表面活性剂。对松香及其深加工产品进行水性化产品开发引起了广泛的兴趣，如松香酯乳液作为增粘树脂，由于把松香酯分散在水中，避免了使用大量的有机溶剂，不仅节约成本，而且产品更加环保。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自乳化松香基表面活性剂乳液及制备方法。该乳液以生物质资源松香为原料，制备的乳液可生物降解，具有突出的绿色效应。是一种新型的环保绿色表面活性剂。

本发明采用如下技术方案：一种自乳化松香基表面活性剂乳液，结构通式如下：R-PEG-R，式中，R为松香或改性松香，PEG为分子量为200或400的聚乙二醇。

改性松香为歧化松香、氢化松香或聚合松香中的任意一种。

一种制备所述的自乳化松香基表面活性剂乳液的方法，步骤为：

第一步：先用松香或者改性松香与聚乙二醇在催化剂氧化锌存在下酯化制备松香聚乙二醇双酯；

第二步：采用常压逆转法，松香聚乙二醇双酯在助乳剂存在下用高剪切仪乳化，制备固含量为30～60％wt的自乳化松香基表面活性剂乳液。

所述的松香或改性松香与聚乙二醇物质的量之比为2∶(1～1.1)，催化剂用量为松香或改性松香质量的0.1％～0.2％，酯化温度为230～280℃，酯化时间为5～8小时。

第二步是将松香聚乙二醇双酯加热到90～100℃，加入占松香聚乙二醇双酯质量的1～2％的助乳剂，滴加50～90℃温水，转相后快速补加水至固含量为30～60％wt。

所述的助乳剂为十二醇、三乙醇胺、三乙胺或丙烯酸中的任意一种。

有益效果：

1.把油溶性松香表面活性剂分散在水中制成纳米乳液。便于生产加工、环保，同时能发挥纳米粒子的快速乳化作用。

2.松香聚乙二醇双酯实现自乳化，不用添加乳化剂。

3.新型自乳化松香基表面活性剂乳液的平均粒径为112nm。可用于农用助剂及油田用助剂。

4.本发明工艺采用生物质资源为原料，采用活性基团拼接原理，将松香基三环二萜结构引入表面活性剂结构中，同时来自天然产物松香，具有独特的化学结构，产品毒性小，大大提高松香的附加值。

附图说明

图1为本发明中自乳化松香基表面活性剂乳液的平均粒径分布图。

具体实施方式

以下百分含量为质量百分比。

实施例1

一种自乳化松香基表面活性剂乳液，其结构通式如下：

R-PEG-R，式中，R为松香或改性松香，改性松香为歧化松香、氢化松香或聚合松香。PEG为低分子量聚乙二醇，分子量为200或400。

实施例2

自乳化松香基表面活性剂乳液的制备方法，合成包括以下步骤：

分别称取摩尔比为2∶(1-1.1)的松香与聚乙二醇400倒入500ml四口烧瓶中，再向其中加入适量氧化锌(氧化锌的量约占松香质量的0.1-0.2％)作为催化剂，加热至230-280℃使其充分反应，通过测定反应物酸值控制反应进程，待酸值降到10左右，反应基本完成，冷却出料。

所述松香与聚乙二醇反应条件为：

松香与聚乙二醇的摩尔比为2∶(1-1.1)，例如比例选取为：2∶1，2∶1.05，2∶1.1，氧化锌的用量可选择0.1％，0.12％，0.14％，0.16％，0.18％，0.2％。在230-280℃下反应5-8小时，反应温度可以为230℃，240℃，250℃，260℃，270℃，280℃，时间可以为5小时，5.5小时，6小时，6.5小时，7小时，7.5小时，8小时。

酸值测定方法，称取除试样约2.0g(精确至0.001g)，放入250mL锥形瓶中，加入50mL中性乙醇溶解，加酚酞指示剂1～2滴，用0.05mol/L氢氧化钾标准溶液滴定至微红色30秒不退为止。

结果由式(1.1)计算：

$W_n=\frac{V\×C\×M}{m}---\left(1.1\right)$

式中：

W_n——产物酸值，单位为(mg/g)；

V——滴定时消耗氢氧化钾标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；

C——氢氧化钾标准溶液的实际浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；

m——试样的质量，单位为克(g)；

M——氢氧化钾的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔(g/mol)(M＝56.11)

实施例3

分别称取摩尔比为2∶1.1的歧化松香与聚乙二醇200倒入500ml四口烧瓶中，再向其中加入适量氧化锌(氧化锌的量约占松香质量的0.15％)作为催化剂，加热至230℃使其充分反应，待酸值降到10左右，反应基本完成，冷却出料。

实施例4

松香聚乙二醇400双酯在助乳剂三乙醇胺存在下用高剪切仪乳化，制备固含量为30-60％的乳液。将松香聚乙二醇400双酯加热到90-100℃，加入助乳剂三乙醇胺1％，用高剪切仪快速搅拌，慢慢滴加50-90℃温水，观察体系转相点，转相后快速补加一定量50-90℃温水至乳液固含量为30-60％。

实施例5

产品及中间体松香聚乙二醇双酯进行IR光谱鉴定：松香聚乙二醇400双酯的红外谱图中，特征峰为1720.59cm^-1，由此得知松香得到酯化。

用APA 2000激光衍射法粒度分析仪分析自乳化松香基表面活性剂乳液的粒径：松香聚乙二醇400双酯乳液的粒径为112nm。

实施例6

乳化性能(EP)测定：取40mL质量分数为0.1％的产品水溶液和40mL苯倒入100mL的具塞量筒中，上下振荡5次，静止1min，再振荡5次，以此重复5次，然后记录分出10mL水的时间。自乳化松香基表面活性剂乳液的乳化性能大于5min。

Claims (6)

1.一种自乳化松香基表面活性剂乳液，其特征在于，结构通式如下：

R-PEG-R，式中，R为松香或改性松香，PEG为分子量为200或400的聚乙二醇。

2.根据权利要求1所述的自乳化松香基表面活性剂乳液，其特征在于，改性松香为歧化松香、氢化松香或聚合松香中的任意一种。

3.一种制备权利要求1或2所述的自乳化松香基表面活性剂乳液的方法，其特征在于，步骤为：

第一步：先用松香或者改性松香与聚乙二醇在催化剂氧化锌存在下酯化制备松香聚乙二醇双酯；

第二步：采用常压逆转法，松香聚乙二醇双酯在助乳剂存在下用高剪切仪乳化，制备固含量为30～60％wt的自乳化松香基表面活性剂乳液。

4.根据权利要求3所述的制备自乳化松香基表面活性剂乳液的方法，其特征在于，所述的松香或改性松香与聚乙二醇物质的量之比为2∶(1～1.1)，催化剂用量为松香或改性松香质量的0.1％～0.2％，酯化温度为230～280℃，酯化时间为5～8小时。

5.根据权利要求3所述的制备自乳化松香基表面活性剂乳液的方法，其特征在于，第二步是将松香聚乙二醇双酯加热到90～100℃，加入占松香聚乙二醇双酯质量的1～2％的助乳剂，滴加50～90℃温水，用高剪切仪乳化，转相后快速补加水至固含量为30～60％wt。

6.根据权利要求3或5所述的制备自乳化松香基表面活性剂乳液的方法，其特征在于，所述的助乳剂为十二醇、三乙醇胺、三乙胺或丙烯酸中的任意一种。

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