CN109092207A - 生态反应形非离子表面活性剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生态反应形非离子表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：甘油50～60重量份；路易斯碱10～12重量份；花生酸22～26重量份；稳定剂2～4重量份；二十碳五烯酸甲酯10～20重量份。本发明通过对表面活性剂配方进行优化，表面活性剂具有优良的分散性能、乳化性能和稳定性能，绿色环保；所涉及的原料均具有优良的生物降解性能；原料来源丰富，价格低廉，绿色环保，降低制剂成本的同时促进了乳液性能的提高，具有显著的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及表面活性剂技术领域，特别是涉及一种生态反应形非离子表面活性剂。
背景技术
表面活性剂是一大类有机化合物，它们的性质极具特色：具有分散、润湿、渗透、乳化、增溶、去污等多种优异功能；应用极为灵活：可以广泛用于洗涤剂、除草剂、杀虫剂、塑料添加剂、乳化剂、润湿剂、涂料、化妆品、纺织、农药、皮革、建材、造纸和油田化学品等行业，有很大的使用价值。随着世界经济的发展以及科学技术领域的开拓，表面活性剂的发展和应用十分迅猛。全球年产量以4 ～ 5％的速度增长，2005 年全球表面活性剂的用量在1250万吨，预计到2010 年可达到1700 万吨。中国的表面活性剂产量近年以5 ～ 6％的年均增长率增长，到2005 年达120 万吨，预计到2010 年达到200 万吨。
表面活性剂经过使用后，作为污水排放，从而通过各种渠道进入环境中，因此要求这些有机组份必须是可以降解的，以免积累造成有害影响。表面活性剂的生物降解是其生命周期分析的重要指标之一，很多国家都对这一指标进行了约定，如欧盟指出，环保型表面活性剂的降解率必须在80％以上。一种有机化学品能够被微生物分解成简单的有机分子的程度是决定这种化学品对人体和环境造成危险性的重要因素。
生物降解分为基本的生物降解和最终的生物降解。所谓最终的生物降解是指一种有机化学品完全降解为无害的最终产物，通常是二氧化碳、水、生物量和无机盐。除了少数例外，可以认为表面活性剂经历了快速而广泛的生物降解后的产物是安全的，这种过程对于水生物的毒性有显著降低，并且消除了其他可能的有害性质。
通常，表面活性剂分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂。传统的非离子表面活性剂是由矿物质原料石油，经提炼出来的苯酚进一步合成得到的。它的优点是具有良好的水溶性、润湿、洗涤等能力，缺点是生物降解性能差。
发明内容
针对上述不足之处，本发明的目的在于开发一款生态反应形非离子表面活性剂，通过对表面活性剂配方进行优化，达到可生物降解和低毒环保的目的。
本发明的技术方案概述如下：
一种生态反应形非离子表面活性剂，其中，主要包括以下重量份的材料：
甘油 50～60重量份；
路易斯碱 10～12重量份；
花生酸 22～26重量份；
稳定剂 2～4重量份；
二十碳五烯酸甲酯 10～20重量份。
优选的是，所述的生态反应形非离子表面活性剂，其中，所述路易斯碱包括20～30wt%环己胺和70～80wt%棕榈胺。
优选的是，所述的生态反应形非离子表面活性剂，其中，所述稳定剂包括40～50wt%乙二胺四乙酸二钠钙和50～60wt%腐殖酸钠。
优选的是，所述的生态反应形非离子表面活性剂，其中，还包括2～4重量份聚马来酸酐。
优选的是，所述的生态反应形非离子表面活性剂，其中，还包括2～4重量份的聚乙二醇。
优选的是，所述的生态反应形非离子表面活性剂，其中，所述聚乙二醇为聚乙二醇2000。
优选的是，所述的生态反应形非离子表面活性剂，其中，所述聚乙二醇2000的数均分子量为1800～2200g/mol。
优选的是，所述的生态反应形非离子表面活性剂，其中，还包括0.5～1重量份的甲壳素。
优选的是，所述的生态反应形非离子表面活性剂，其中，还包括1～3重量份的甲基纤维素。
优选的是，所述的生态反应形非离子表面活性剂，其中，所述甲基纤维素的数均分子量为18000～20000g/mol。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过对表面活性剂配方进行优化，表面活性剂具有优良的分散性能、乳化性能和稳定性能，绿色环保。
（2）所涉及的原料均具有优良的生物降解性能；原料来源丰富，价格低廉，绿色环保，降低制剂成本的同时促进了乳液性能的提高，具有显著的经济效益和社会效益。
（3）本发明以以甘油为原料，在路易斯碱作用下综合形成多聚甘油，与花生酸酯化形成多聚甘油花生酸酯，多聚甘油存在的多羟基及醚键存在，使得该物质具有类似聚氧乙烯调节亲油亲水功效；乙二胺四乙酸二钠钙和腐殖酸钠能改善各组分相容性，提高非离子表面活性剂本身的稳定性，并方便复合非离子表面活性剂的使用；并提高其高低稳定性，延长其储存时间；聚马来酸酐能改善生态反应形非离子表面活性剂的分散性；聚乙二醇作为分散剂，具有适当的粘度，并可以吸附于固体颗粒表面而产生足够高的位垒和电垒，不仅防止颗粒在新表面的吸附，也能促使固体颗粒团开裂散开，从而保证乳液的悬浮性；通过加入甲壳素提高其抑菌能力，保证表面活性剂的稳定性，延长其保存时间。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本案提出一种生态反应形非离子表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
甘油 50～60重量份；
路易斯碱 10～12重量份；
花生酸 22～26重量份；
稳定剂 2～4重量份；
二十碳五烯酸甲酯 10～20重量份。
以甘油为原料，在路易斯碱作用下综合形成多聚甘油，与花生酸酯化形成多聚甘油花生酸酯，多聚甘油存在的多羟基及醚键存在，使得该物质具有类似聚氧乙烯调节亲油亲水功效。
作为本案又一实施例，其中，路易斯碱包括20～30wt%环己胺和70～80wt%棕榈胺。
作为本案又一实施例，其中，稳定剂包括40～50wt%乙二胺四乙酸二钠钙和50～60wt%腐殖酸钠。乙二胺四乙酸二钠钙和腐殖酸钠能改善各组分相容性，提高非离子表面活性剂本身的稳定性，并方便复合非离子表面活性剂的使用；并提高其高低稳定性，延长其储存时间。
作为本案又一实施例，其中，还包括2～4重量份聚马来酸酐。聚马来酸酐能改善生态反应形非离子表面活性剂的分散性，使得生态反应形非离子表面活性剂的分散乳化性能达到最佳。
作为本案又一实施例，其中，还包括2～4重量份的聚乙二醇。聚乙二醇作为分散剂，具有适当的粘度，并可以吸附于固体颗粒表面而产生足够高的位垒和电垒，不仅防止颗粒在新表面的吸附，也能促使固体颗粒团开裂散开，从而保证乳液的悬浮性。
作为本案又一实施例，其中，聚乙二醇为聚乙二醇2000。
作为本案又一实施例，其中，聚乙二醇2000的数均分子量为1800～2200g/mol。聚乙二醇2000的数均分子量会影响与体系的相容性，进而影响其分散性能，故聚乙二醇2000的数均分子量也应被限制。
作为本案又一实施例，其中，还包括0.5～1重量份的甲壳素。随时间的推移，表面活性剂会发生由于组合物中的水导致的细菌的繁殖的问题，通过加入甲壳素提高其抑菌能力，保证表面活性剂的稳定性，延长其保存时间。
作为本案又一实施例，其中，还包括1～3重量份的甲基纤维素。通过加入甲基纤维素达到分散作用，甲基纤维素含有亲水基团和一定数量的疏水基团，因而都具有一定的表面活性，可以在一定程度上降低水的表面张力，水溶性高分子可以起到保护胶体的作用，即通过水溶性高分子的亲水性，使水一胶体复合体吸附在胶体颗粒上形成外壳，让其屏蔽起来免受电解质所引起的絮凝作用，使分散体系保持稳定。
作为本案又一实施例，其中，甲基纤维素的数均分子量为18000～20000g/mol。甲基纤维素的数均分子量会影响与体系的相容性，进而影响其调节分散性能，故甲基纤维素的数均分子量也应被限制。
下面列出一些具体的实施例：
实施例1：
一种生态反应形非离子表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
甘油 50重量份；
环己胺 2重量份；
棕榈胺 8重量份；
花生酸 22重量份；
二十碳五烯酸甲酯 10重量份；
乙二胺四乙酸二钠钙 0.8重量份；
腐殖酸钠 1.2重量份；
聚马来酸酐 2重量份；
聚乙二醇2000 2重量份；
甲壳素 0.5重量份；
甲基纤维素 1重量份。
聚乙二醇2000的数均分子量为1800g/mol；甲基纤维素的数均分子量为18000g/mol。
实施例2：
一种生态反应形非离子表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
甘油 55重量份；
环己胺 2.75重量份；
棕榈胺 8.25重量份；
花生酸 24重量份；
二十碳五烯酸甲酯 15重量份；
乙二胺四乙酸二钠钙 1.35重量份；
腐殖酸钠 1.65重量份；
聚马来酸酐 3重量份；
聚乙二醇2000 3重量份；
甲壳素 0.8重量份；
甲基纤维素 2重量份。
聚乙二醇2000的数均分子量为2000g/mol；甲基纤维素的数均分子量为19000g/mol。
实施例3：
一种生态反应形非离子表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
甘油 60重量份；
环己胺 3.6重量份；
棕榈胺 8.4重量份；
花生酸 26重量份；
二十碳五烯酸甲酯 20重量份；
乙二胺四乙酸二钠钙 2重量份；
腐殖酸钠 2重量份；
聚马来酸酐 4重量份；
聚乙二醇2000 4重量份；
甲壳素 1重量份；
甲基纤维素 3重量份。
聚乙二醇2000的数均分子量为2200g/mol；甲基纤维素的数均分子量为20000g/mol。
对比例1：
一种生态反应形非离子表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
甘油 50重量份；
环己胺 2重量份；
花生酸 22重量份；
二十碳五烯酸甲酯 10重量份；
乙二胺四乙酸二钠钙 0.8重量份；
腐殖酸钠 1.2重量份；
聚马来酸酐 2重量份；
聚乙二醇2000 2重量份；
甲壳素 0.5重量份；
甲基纤维素 1重量份。
聚乙二醇2000的数均分子量为1800g/mol；甲基纤维素的数均分子量为18000g/mol。
对比例2：
一种生态反应形非离子表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
甘油 50重量份；
环己胺 2重量份；
棕榈胺 8重量份；
花生酸 22重量份；
二十碳五烯酸甲酯 10重量份；
乙二胺四乙酸二钠钙 0.8重量份；
聚马来酸酐 2重量份；
聚乙二醇2000 2重量份；
甲壳素 0.5重量份；
甲基纤维素 1重量份。
聚乙二醇2000的数均分子量为1800g/mol；甲基纤维素的数均分子量为18000g/mol。
对比例3：
一种生态反应形非离子表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
甘油 55重量份；
环己胺 2.75重量份；
棕榈胺 8.25重量份；
花生酸 24重量份；
二十碳五烯酸甲酯 15重量份；
乙二胺四乙酸二钠钙 1.35重量份；
腐殖酸钠 1.65重量份；
聚马来酸酐 3重量份；
甲壳素 0.8重量份；
甲基纤维素 2重量份。
聚乙二醇2000的数均分子量为2000g/mol；甲基纤维素的数均分子量为19000g/mol。
对比例4：
一种生态反应形非离子表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
甘油 55重量份；
环己胺 2.75重量份；
棕榈胺 8.25重量份；
花生酸 24重量份；
二十碳五烯酸甲酯 15重量份；
乙二胺四乙酸二钠钙 1.35重量份；
腐殖酸钠 1.65重量份；
聚马来酸酐 3重量份；
聚乙二醇2000 3重量份；
甲基纤维素 2重量份。
聚乙二醇2000的数均分子量为2000g/mol；甲基纤维素的数均分子量为19000g/mol。
对比例5： 一种生态反应形非离子表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
甘油 60重量份；
环己胺 3.6重量份；
棕榈胺 8.4重量份；
花生酸 26重量份；
二十碳五烯酸甲酯 20重量份；
乙二胺四乙酸二钠钙 2重量份；
腐殖酸钠 2重量份；
聚马来酸酐 4重量份；
聚乙二醇2000 4重量份；
甲壳素 1重量份；
聚乙二醇2000的数均分子量为2200g/mol。
下表是实施例1～3和对比例1～6的性能测试结果：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | |
| 表面张力（mN/m，25℃） | 34.2 | 28.7 | 24.2 | 31.9 | 42.9 | 35.5 | 40.2 | 38.9 |
| 5～15%乳液稳定性 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 不合格 | 合格 | 合格 | 合格 |
| 菌落数（个/平板） | 10 | 5 | 3 | 9 | 12 | 12 | 71 | 16 |
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (10)
1.一种生态反应形非离子表面活性剂，其特征在于，主要包括以下重量份的材料：
甘油 50～60重量份；
路易斯碱 10～12重量份；
花生酸 22～26重量份；
稳定剂 2～4重量份；
二十碳五烯酸甲酯 10～20重量份。
2.根据权利要求1所述的生态反应形非离子表面活性剂，其特征在于，所述路易斯碱包括20～30wt%环己胺和70～80wt%棕榈胺。
3.根据权利要求1所述的生态反应形非离子表面活性剂，其特征在于，所述稳定剂包括40～50wt%乙二胺四乙酸二钠钙和50～60wt%腐殖酸钠。
4.根据权利要求1所述的生态反应形非离子表面活性剂，其特征在于，还包括2～4重量份聚马来酸酐。
5.根据权利要求1所述的生态反应形非离子表面活性剂，其特征在于，还包括2～4重量份的聚乙二醇。
6.根据权利要求5所述的生态反应形非离子表面活性剂，其特征在于，所述聚乙二醇为聚乙二醇2000。
7.根据权利要求6所述的生态反应形非离子表面活性剂，其特征在于，所述聚乙二醇2000的数均分子量为1800～2200g/mol。
8.根据权利要求1所述的生态反应形非离子表面活性剂，其特征在于，还包括0.5～1重量份的甲壳素。
9.根据权利要求1所述的生态反应形非离子表面活性剂，其特征在于，还包括1～3重量份的甲基纤维素。
10.根据权利要求1所述的生态反应形非离子表面活性剂，其特征在于，所述甲基纤维素的数均分子量为18000～20000g/mol。
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