CN103204946A - 一种聚季铵盐-10的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚季铵盐-10的生产方法，包括制备阳离子醚化剂ETA、阳离子醚化剂ETA与羟乙基纤维素反应制备聚季铵盐-10，所述制备阳离子醚化剂ETA包括环氧氯丙烷和三甲胺反应生成阳离子醚化剂ETA、洗涤、阳离子醚化剂ETA干燥，其特征在于：阳离子醚化剂ETA干燥后还包括精制，所述精制是指在-0.08～-0.1Mpa的真空，30～50℃温度，40～50r/min搅拌速度，抽滤气体2～3小时。本发明制得的聚季铵盐-10品质特别好，透光率达到97.5～99.5﹪，凝胶颗粒（4cm²）0-2颗，灰分≤3﹪，外观更白而均匀。

Description

一种聚季铵盐-10的生产方法

技术领域  

本发明涉及化工产品生产领域，具体涉及聚季铵盐-10的生产方法。

背景技术

聚季铵盐-10是一种阳离子纤维素聚合物，能与阴离子、阳离子、非离子和两性离子表面活性剂兼容，刺激性低，其独特的阳离子性能可修复受损的头发蛋白基体，保持头发滋润，赋予头发优越的梳理性能和亮泽滑爽的感觉。可应用于皮肤护理方面，能保持肌肤湿润，防止皮肤冻裂，令肌肤光滑柔润。用于头发，亲和力强，修护头发开叉，在头发上形成透明、连续的薄膜。提供极佳的保湿性能，改善受损发质，用于皮肤，极佳的用后感，提高皮肤抗紫外线能力，优良的保湿滋润性能。

目前，聚季铵盐-10的生产，以纤维素和醚化剂为原料。其中，醚化剂环氧丙基三甲基氯化铵的制备用环氧氯丙烷和三甲胺为原料，因醚化剂活性较高，容易开环，导致产品中存在大量杂质，如环氧氯丙烷、三氯丙二醇等。

常规生产的聚季铵盐-10，透光率（2﹪水溶液）仅为88-95﹪，灰分3-7﹪，凝胶颗粒（4cm²）10-20颗，存在产品品质不佳，阳离子取代不均匀，杂质含量高，工艺上纯度难以提高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高纯度、高品质的聚季铵盐-10生产方法。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

一种聚季铵盐-10的生产方法，包括制备阳离子醚化剂ETA、阳离子醚化剂ETA与羟乙基纤维素反应制备聚季铵盐-10，所述制备阳离子醚化剂ETA包括环氧氯丙烷和三甲胺反应生成阳离子醚化剂ETA、阳离子醚化剂ETA洗涤、阳离子醚化剂ETA干燥，其特征在于：阳离子醚化剂ETA干燥后还包括精制，所述精制是指在-0.08～-0.1Mpa的真空，30～50℃温度，40～50r/min搅拌速度，抽滤气体2～3小时；优选地，-0.095Mpa的真空，40℃温度，45r/min搅拌速度，抽滤气体2.5小时。

为了减少杂质，提高产品稳定性，阳离子醚化剂ETA洗涤用丁醚或乙醚作为洗涤剂在0～20℃进行洗涤，至气相色谱检测残留<0.05%为止；优选为在15℃，阳离子醚化剂ETA与洗涤剂的质量比为1:3～10，进行洗涤。

为了除去反应溶剂、反应副产物，提高产品纯度，上述阳离子醚化剂ETA干燥是在-0.06～-0.08Mpa真空，20～30℃，干燥20～60分钟；优选为-0.07Mpa真空，25℃，干燥30分钟。

为了防止副反应的发生，原料、产物的开环，生成杂质，同时保证反应的充分进行，上述环氧氯丙烷和三甲胺反应生成阳离子醚化剂ETA，三甲胺：环氧氯丙烷为1:1～1.2，以摩尔比计，温度为0～15℃，pH为7～10，反应2～5小时。

为了使反应体系更加稳定，同时反应更加充分，上述阳离子醚化剂ETA与羟乙基纤维素反应制备聚季铵盐-10是指以异丙醇为溶剂，异丙醇的重量为羟乙基纤维素的5～8倍，阳离子醚化剂ETA溶液：羟乙基纤维素重量比为0.1～0.6:1，阳离子醚化剂ETA溶液是由重量比1：1～2的阳离子醚化剂ETA和水组成，在70～80℃，pH9～11，反应1～2小时。优选地，异丙醇的重量为羟乙基纤维素的6倍，阳离子醚化剂ETA溶液：羟乙基纤维素重量比为0.5:1，阳离子醚化剂ETA溶液是由重量比1：1.5的阳离子醚化剂ETA和水组成，在75℃，pH10，反应1.5小时，采用钾或钠的无机碱液调节pH。 

为了制备粒度均一，水溶性和吸附能力强的产品，上述阳离子醚化剂ETA与羟乙基纤维素反应制备聚季铵盐-10还包括反应后的干燥，所述干燥采用两段式干燥，第一段为搅拌式干燥，在60～120℃，干燥1～6小时，使醇、水含量小于35%；第二段为气流干燥，在100～160℃，干燥至水分小于8%。优选地，第一段干燥在80℃，干燥3小时；第二段干燥在120℃，干燥至水分小于8%。

为了除去产物中的盐、醚化剂，上述阳离子醚化剂ETA与羟乙基纤维素反应制备聚季铵盐-10还包括洗涤，所述洗涤采用6～10倍的95％异丙醇。 

一种聚季铵盐-10生产用醚化剂的生产方法，包括以下步骤：

（1）将环氧氯丙烷通入合成釜，开启搅拌，通入气相三甲胺，反应生成阳离子醚化剂ETA，三甲胺：环氧氯丙烷为1:1～1.2，以摩尔比计，温度为0～15℃，pH为7～10，压力小于0.1Mpa，反应2～5小时后，保温1～2小时；

（2）抽滤将反应母液分离，得到固体产物，用丁醚或乙醚在0～20℃，进行洗涤，至气相色谱检测残留<0.05%为止；

（3）在-0.06～-0.08Mpa真空，20～30℃，干燥20～60分钟； 

（4）在凝胶釜釜内进行精制，在-0.08～-0.1Mpa的真空抽滤气体，温度为30～50℃，搅拌速度为40～50r/min，时间2～3小时，得到阳离子醚化剂ETA；

（5）将阳离子醚化剂ETA加入配置釜中，加去离子水溶解配成阳离子醚化剂ETA溶液，阳离子醚化剂ETA：水为1:1～2，以重量比计；

（6）将异丙醇投入反应釜中，边搅拌边投入羟乙基纤维素，异丙醇的重量为羟乙基纤维素的5～8倍，以重量比计，完全悬浮后，加入碱液，调节pH至9～11；

（7）将步骤（5）配制的阳离子醚化剂ETA溶液投入反应釜中，阳离子醚化剂ETA溶液：羟乙基纤维素为0.1～0.6:1，以重量比计；

（8）蒸汽加热至70～80℃，反应1～2小时；

（9）冷却降温至35℃以下，离心进行固液分离；

（10）所得固体放入洗涤釜，6～10倍的95％异丙醇洗涤两次；为了出去产物中的盐、醚化剂 

（11）洗涤后的固体，送入干燥机，在60～120℃，干燥1～6小时；

（12）耙式干燥后的固体，放入气流干燥塔，在100～160℃，干燥至水分小于6%；

（13）粉碎，过60～80目筛，得到聚季铵盐-10。

上述凝胶釜由夹套，梨刀式搅拌器和减速传动系统等构成。釜体内衬不锈钢；搅拌系统主要由主轴、梨刀式搅拌器、填料密封箱以及轴承支座等零部件组成；填料规格：20×20PTFE填料，填料有效圈数3圈；减速传动系统主要由电动机、减速器、支座、连轴器等零部件组成，电机功率45KW，减速机型号ZQ-650-31.5-ⅡZ。

有益效果

1.    本发明生产的中间产物醚化剂，杂质含量由1000ppm下降到20ppm以下，使杂质对聚季铵盐-10影响降到最低。

2.    本发明制得的聚季铵盐-10品质特别好，水溶性、吸附能力强，透光率（2﹪水溶液）达到97.5～99.5﹪，凝胶颗粒（4cm²）0-2颗，灰分≤3﹪，外观更白，阳离子取代更均匀。

具体实施方式

以下通过实施例来进一步说明本发明，但本发明不局限于这些实施例。

实施例1

一种聚季铵盐-10生产用醚化剂的生产方法，包括以下步骤：

（1）将环氧氯丙烷通入合成釜，开启搅拌，通入气相三甲胺，反应生成阳离子醚化剂ETA，三甲胺：环氧氯丙烷为1:1，以摩尔比计，温度为4℃，pH为9.5，压力小于0.1Mpa，反应5小时后，保温1小时； 

（2）抽滤将反应母液分离，得到固体产物，用丁醚或乙醚在5℃，阳离子醚化剂ETA与洗涤剂的质量比为1:4，进行洗涤，至气相色谱检测残留<0.05%为止；

（3）在-0.06Mpa真空，20℃，干燥60分钟；

（4）在凝胶釜釜内进行精制，在-0.08Mpa的真空抽滤气体，温度为30℃，搅拌速度为50r/min，时间3小时，得到阳离子醚化剂ETA；

（5）将阳离子醚化剂ETA加入配置釜中，加去离子水溶解配成阳离子醚化剂ETA溶液，阳离子醚化剂ETA：水为1:1，以重量比计；

（6）将异丙醇投入反应釜中，边搅拌边投入羟乙基纤维素，异丙醇的重量为羟乙基纤维素的5倍，以重量比计，完全悬浮后，加入NaOH，调节pH至9.2；

（7）将步骤（5）配制的阳离子醚化剂ETA溶液投入反应釜中，阳离子醚化剂ETA溶液：羟乙基纤维素为0.1:1，以重量比计；

（8）蒸汽加热至70℃，反应2小时；为了使反应体系更加稳定，同时反应更加充分。

（9）冷却降温至35℃以下，离心进行固液分离；

（10）所得固体放入洗涤釜，6倍的95％异丙醇洗涤两次；为了出去产物中的盐、醚化剂 

（11）洗涤后的固体，送入干燥机，在60℃，干燥6小时；使醇、水含量小于35%；

（12）耙式干燥后的固体，放入气流干燥塔，在100℃，干燥至水分为6.5%；

（13）粉碎，过60～80目筛，得到聚季铵盐-10。

制得的聚季铵盐-10透光率（2﹪水溶液）达到98.7﹪，凝胶颗粒（4cm²）1颗，灰分2.6﹪，外观白，阳离子取代均匀。

实施例2

一种聚季铵盐-10生产用醚化剂的生产方法，包括以下步骤：

（1）将环氧氯丙烷通入合成釜，开启搅拌，通入气相三甲胺，反应生成阳离子醚化剂ETA，三甲胺：环氧氯丙烷为1: 1.2，以摩尔比计，温度为15℃，pH为7.3，压力小于0.1Mpa，反应2小时后，保温2小时；

（2）抽滤将反应母液分离，得到固体产物，用丁醚或乙醚在20℃，阳离子醚化剂ETA与洗涤剂的质量比为1:10，进行洗涤，至气相色谱检测残留<0.05%为止；

（3）在-0.08Mpa真空，30℃，干燥20分钟；

（4）在凝胶釜釜内进行精制，在-0.1Mpa的真空抽滤气体，温度为50℃，搅拌速度为50r/min，时间2小时，得到阳离子醚化剂ETA；

（5）将阳离子醚化剂ETA加入配置釜中，加去离子水溶解配成阳离子醚化剂ETA溶液，阳离子醚化剂ETA：水为1:2，以重量比计；

（6）将异丙醇投入反应釜中，边搅拌边投入羟乙基纤维素，异丙醇的重量为羟乙基纤维素的8倍，以重量比计，完全悬浮后，加入KOH，调节pH至11；

（7）将步骤（5）配制的阳离子醚化剂ETA溶液投入反应釜中，阳离子醚化剂ETA溶液：羟乙基纤维素为0.6:1，以重量比计；

（8）蒸汽加热至80℃，反应1小时；

（9）冷却降温至35℃以下，离心进行固液分离；

（10）所得固体放入洗涤釜，8倍的95％异丙醇洗涤两次；

（11）洗涤后的固体，送入干燥机，在120℃，干燥6小时；使醇、水含量小于35%；

（12）耙式干燥后的固体，放入气流干燥塔，在160℃，干燥至水分为5.6%；

（13）粉碎，过60～80目筛，得到聚季铵盐-10。

制得的聚季铵盐-10透光率（2﹪水溶液）达到98.6﹪，凝胶颗粒0颗，灰分2.1﹪，外观白，阳离子取代均匀。

实施例3

一种聚季铵盐-10生产用醚化剂的生产方法，包括以下步骤：

（1）将环氧氯丙烷通入合成釜，开启搅拌，通入气相三甲胺，反应生成阳离子醚化剂ETA，三甲胺：环氧氯丙烷为1:1.1，以摩尔比计，温度为8℃，pH为8.5，压力小于0.1Mpa，反应3小时后，保温1.6小时；

（2）抽滤将反应母液分离，得到固体产物，用丁醚或乙醚在15℃，阳离子醚化剂ETA与洗涤剂的质量比为1:7，进行洗涤，至气相色谱检测残留<0.05%为止；

（3）在-0.07Mpa真空，25℃，干燥30分钟；

（4）在凝胶釜釜内进行精制，在-0.095Mpa的真空抽滤气体，温度为40℃，搅拌速度为45r/min，时间2.5小时，得到阳离子醚化剂ETA；

（5）将阳离子醚化剂ETA加入配置釜中，加去离子水溶解配成阳离子醚化剂ETA溶液，阳离子醚化剂ETA：水为1:1.5，以重量比计；

（6）将异丙醇投入反应釜中，边搅拌边投入羟乙基纤维素，异丙醇的重量为羟乙基纤维素的6倍，以重量比计，完全悬浮后，加入NaOH，调节pH至10；

（7）将步骤（5）配制的阳离子醚化剂ETA溶液投入反应釜中，阳离子醚化剂ETA溶液：羟乙基纤维素为0.5:1，以重量比计；

（8）蒸汽加热至75℃，反应1.5小时；为了使反应体系更加稳定，同时反应更加充分。

（9）冷却降温至35℃以下，离心进行固液分离；

（10）所得固体放入洗涤釜，7倍的95％异丙醇洗涤两次；

（11）洗涤后的固体，送入干燥机，在80℃，干燥3小时；使醇、水含量小于35%；

（12）干燥后的固体，放入气流干燥塔，在120℃，干燥至水分为3.5%；

（13）粉碎，过60～80目筛，得到聚季铵盐-10。

给出产品的最终效果：

    制得的聚季铵盐-10透光率（2﹪水溶液）达到99.3﹪，凝胶颗粒（4cm²）0颗，灰分1.8﹪，外观白，阳离子取代均匀。

Claims (8)

1.一种聚季铵盐-10的生产方法，包括制备阳离子醚化剂ETA、阳离子醚化剂ETA与羟乙基纤维素反应制备聚季铵盐-10，所述制备阳离子醚化剂ETA包括环氧氯丙烷和三甲胺反应生成阳离子醚化剂ETA、洗涤、阳离子醚化剂ETA干燥，其特征在于：阳离子醚化剂ETA干燥后还包括精制，所述精制是指在-0.08～-0.1Mpa的真空，30～50℃温度，40～50r/min搅拌速度，抽滤气体2～3小时。

2.如权利要求1所述的聚季铵盐-10的生产方法，其特征在于：所述阳离子醚化剂ETA干燥是在-0.06～-0.08Mpa真空，20～30℃，干燥20～60分钟。

3.如权利要求1或2所述的聚季铵盐-10的生产方法，其特征在于：所述环氧氯丙烷和三甲胺反应生成阳离子醚化剂ETA，三甲胺：环氧氯丙烷为1:1～1.2，以摩尔比计，温度为0～15℃，pH为7～10，反应2～5小时。

4.如权利要求1、2或3所述的聚季铵盐-10的生产方法，其特征在于：所述洗涤是用丁醚或乙醚作为洗涤剂在0～20℃，阳离子醚化剂ETA与洗涤剂的质量比为1:3～10，进行洗涤，至气相色谱检测残留<0.05%为止。

5.如权利要求1～4任一所述的聚季铵盐-10的生产方法，其特征在于：所述阳离子醚化剂ETA与羟乙基纤维素反应制备聚季铵盐-10是指以异丙醇为溶剂，异丙醇的重量为羟乙基纤维素的5～8倍，阳离子醚化剂ETA溶液：羟乙基纤维素重量比为0.1～0.6:1，阳离子醚化剂ETA溶液是由重量比1：1～2的阳离子醚化剂ETA和水组成，在70～80℃，pH9～11，反应1～2小时。

6.如权利要求5所述的聚季铵盐-10的生产方法，其特征在于：所述阳离子醚化剂ETA与羟乙基纤维素反应制备聚季铵盐-10还包括反应后的干燥，所述干燥采用两段式干燥，第一段为搅拌式干燥，在60～120℃，干燥1～6小时，使醇、水含量小于35%；第二段为气流干燥，在100～160℃，干燥至水分小于6%。

7.如权利要求5或6所述的聚季铵盐-10的生产方法，其特征在于：所述阳离子醚化剂ETA与羟乙基纤维素反应制备聚季铵盐-10还包括洗涤，所述洗涤采用6～8倍的95％异丙醇。

8.如权利要求1所述的聚季铵盐-10的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将环氧氯丙烷通入合成釜，开启搅拌，通入气相三甲胺，反应生成阳离子醚化剂ETA，三甲胺：环氧氯丙烷为1:1～1.2，以摩尔比计，温度为0～15℃，pH为7～10，压力小于0.1Mpa，反应2～5小时后，保温1～2小时；

（2）抽滤将反应母液分离，得到固体产物，用丁醚或乙醚在0～20℃，进行洗涤，至气相色谱检测残留<0.05%为止；

（3）在-0.06～-0.08Mpa真空，20～30℃，干燥20～60分钟； 

（4）在凝胶釜釜内进行精制，在-0.08～-0.1Mpa的真空抽滤气体，温度为30～50℃，搅拌速度为40～50r/min，时间2～3小时，得到阳离子醚化剂ETA；

（5）将阳离子醚化剂ETA加入配置釜中，加去离子水溶解配成阳离子醚化剂ETA溶液，阳离子醚化剂ETA：水为1:1～2，以重量比计；

（6）将异丙醇投入反应釜中，边搅拌边投入羟乙基纤维素，异丙醇的重量为羟乙基纤维素的5～8倍，以重量比计，完全悬浮后，加入碱液，调节pH至9～11；

（7）将步骤（5）配制的阳离子醚化剂ETA溶液投入反应釜中，阳离子醚化剂ETA溶液：羟乙基纤维素为0.1～0.6:1，以重量比计；

（8）蒸汽加热至70～80℃，反应1～2小时；

（9）冷却降温至35℃以下，离心进行固液分离；

（10）所得固体放入洗涤釜，6～8倍的95％异丙醇洗涤两次；为了出去产物中的盐、醚化剂 

（11）洗涤后的固体，送入干燥机，在60～120℃，干燥1～6小时；

（12）耙式干燥后的固体，放入气流干燥塔，在100～160℃，干燥至水分小于8%；

（13）粉碎，过60～80目筛，制得。