CN115058254B - 一种羧酸盐磺酸盐型表面活性剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于精细化工技术领域，涉及一种羧酸盐磺酸盐型表面活性剂及其制备方法，羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的分子结构式为：该羧酸盐磺酸盐型表面活性剂是由以下摩尔配比的原料制备而成：N‑氢化牛脂基‑1,3‑丙撑二胺、醇类溶剂、1,3‑丙烷磺酸内酯、丙烯酸、氢氧化钠、水的摩尔比为1：12.00‑25.00：1.00‑1.10：1.00‑2.20：2.00‑3.30：6.00‑15.00。所述醇类溶剂为乙醇或异丙醇。本发明的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的合成原料易得、生产成本低、生产工艺简单，可作为低泡表面活性剂或乳化剂使用。

Description

一种羧酸盐磺酸盐型表面活性剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及精细化工技术领域，具体涉及一种羧酸盐磺酸盐型表面活性剂及其制备方法与应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
表面活性剂又被称为“工业味精”，加入溶液中后会改变溶液的界面状态，降低表面张力，并且既亲水又亲油。表面活性剂根据其性质、结构、功能等被分为两性、非离子、阴离子和阳离子表面活性剂、其他表面活性剂等。表面活性剂具有诸多功能，例如去除油污、分散乳化、增强起泡能力、杀菌消毒等，现在已经从日用品领域转到食品、工业、农业、医药等领域。
所谓低泡表面活性剂就是在喷淋清洗或在其它使用过程中表现出的低泡沫性能，低泡沫主要目的是为了满足生产环境的要求而设定的。在某些产品的生产工艺中，泡沫的产生带来的是负面影响，也就是说，我们需要低泡或无泡的表面活性剂。例如，无泡或低泡工业洗涤剂作为金属清洗剂、金属脱脂剂、塑胶清洗剂等的使用，最常见的典型用途为喷淋清洗剂、喷淋脱脂剂、高压水冲洗添加剂、超声波清洗剂等。
例如，有研究涉及一种低泡聚醚型表面活性剂及其合成方法(中国专利CN104324655A)，该低泡聚醚型表面活性剂为乙二醇嵌段聚醚，分子量为1800～4500，以乙二醇和环氧乙烷为主要原料，开环共聚形成中间体聚乙二醇低聚物，该中间体聚乙二醇低聚物与环氧乙烷、环氧丙烷缩聚形成低泡聚醚型表面活性剂乙二醇嵌段聚醚。另有研究涉及一种低泡表面活性剂(中国专利CN106637251A)，由下列重量比例成份组成：聚醚L64：30-35％、低泡表面活性剂中的陶氏Dowfax 20A612：8-10％、聚醚NPE-105：12-15％、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠FMES：10-12％、无水乙醇：8-10％和去离子水：18-32％。
目前，磺酸盐型表面活性剂的开发种类还不多，其价格比较昂贵，限制了其广泛的应用。尤其是在低泡性表面活性剂方面开发的品种更少。并且，发明人发现现有的表面活性剂仍存在低泡性能及乳化性能不佳，制备工艺和方法复杂的问题。
发明内容
针对现有技术中表面活性剂仍存在低泡性能及乳化性能不佳，制备工艺和方法复杂的问题，本发明公开了一种羧酸盐磺酸盐型表面活性剂及其制备方法，制得的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂低泡性能及乳化性能好，制备工艺简单。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下所述：
在本发明的第一方面，提供一种羧酸盐磺酸盐型表面活性剂，其分子结构式为：
或
在本发明的第二方面，提供一种第一方面所述羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将N-氢化牛脂基-1,3-丙撑二胺、醇类溶剂和1,3-丙烷磺酸内酯混合反应，得到反应中间体I，所述反应中间体I的结构式为：
C18H37NHCH2CH2CH2NHCH2CH2CH2SO3H；
2)将丙烯酸滴加到反应中间体I中，混合反应，得到反应中间体II，所述反应中间体II的结构式为：
或
3)将氢氧化钠水溶液滴加到反应中间体II中，混合反应，即得到羧酸盐磺酸盐型表面活性剂。
在本发明的第三方面，提供一种第一方面所述羧酸盐磺酸盐型表面活性剂作为低泡表面活性剂或乳化剂的应用。
本发明的具体实施方式具有以下有益效果：
(1)本发明将磺酸基、羧酸盐、胺基亲水基团以一定的基团形式有效结合起来，再加之合适的碳链结构和其他亲油基团，共同形成这一新型结构的表面活性剂，该表明活性剂基团丰富，性能良好，发明人经实验证明，本发明制备的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的低泡性能及乳化性能优于表面活性剂OP-10及其他。
(2)本发明制备羧酸盐磺酸盐型低泡表面活性剂具有泡沫稳定特性，随时间其衰减较小。
(3)本发明制备羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的原料为N-氢化牛脂基-1,3-丙撑二胺，相对于目前常用的磺酸盐型表面活性剂所用的原料便宜、来源广泛，生产成本低。
(4)现有技术中存在着以氯磺酸、浓硫酸、发烟硫酸或三氧化硫为磺化试剂进行磺化反应制备磺酸盐型表面活性剂的磺化反应温度较高、制备工艺复杂、工艺危险性和腐蚀性大的缺点。而本发明的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的制备方法工艺简单，只需在低温下按顺序混合搅拌即可，不需要高温反应，大大降低了能耗，同时降低了操作人员的操作难度，并进一步降低了生产成本，实用性较高。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例1中的反应中间体I经重结晶提纯后的红外谱图。
图2是本发明实施例1中的反应中间体I经重结晶提纯后的核磁谱图。
图3是本发明实施例1中的反应中间体I经重结晶提纯后的质谱图。
图4是本发明实施例1中的反应中间体II经重结晶提纯后的红外谱图。
图5是本发明实施例1的产品经重结晶提纯后的红外谱图。
图6是本发明实施例1的产品经重结晶提纯后的核磁谱图。
图7是本发明实施例1的产品经重结晶提纯后的质谱图。
图8是本发明实施例2中的反应中间体II经重结晶提纯后的红外谱图。
图9是本发明实施例2的产品经重结晶提纯后的红外谱图。
图10是本发明实施例2的产品经重结晶提纯后的核磁谱图。
图11是本发明实施例2的产品经重结晶提纯后的质谱图。
图12是本发明实施例1的产品经重结晶提纯后的表面张力与浓度对数关系图。
图13是本发明实施例2的产品经重结晶提纯后的表面张力与浓度对数关系图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明的一种实施方式中，提供了一种羧酸盐磺酸盐型表面活性剂，其分子结构式为：
或
本发明实施方式中公开的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂，将磺酸基、羧酸盐、胺基亲水基团以一定的基团形式有效结合起来，再加之合适的碳链结构和其他亲油基团，共同形成新型结构的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂。
本发明的一种实施方式中，提供一种上述羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将N-氢化牛脂基-1,3-丙撑二胺、醇类溶剂和1,3-丙烷磺酸内酯混合反应，得到反应中间体I，所述反应中间体I的结构式为：
C18H37NHCH2CH2CH2NHCH2CH2CH2SO3H；
2)将丙烯酸滴加到反应中间体I中，混合反应，得到反应中间体II，所述反应中间体II的结构式为：
或
3)将氢氧化钠水溶液滴加到反应中间体II中，混合反应，即得到羧酸盐磺酸盐型表面活性剂。
在一种具体的实施方式中，所述N-氢化牛脂基-1,3-丙撑二胺、醇类溶剂、1,3-丙烷磺酸内酯、丙烯酸、氢氧化钠、水的摩尔比为1：12.00-25.00：1.00-1.10：1.00-2.20：2.00-3.30：6.00-15.00。
经过大量实验验证与分析，上述摩尔比例的各原料使得本发明制备得到的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的性能较理想，不合适的配比关系的原料不能形成羧酸盐磺酸盐型表面活性剂。
在一种具体的实施方式中，步骤1)中，所述醇类溶剂为乙醇或异丙醇。
经过大量实验验证与分析，并根据本发明制得的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的需要，选择上述醇类溶剂制得的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的效果较好。
在一种具体的实施方式中，步骤1)中，合成反应中间体I的过程中，反应的温度为60-80℃，优选为65-75℃，反应的时间为3-5h；
或，步骤2)中，合成反应中间体II的过程中，反应的温度为60-80℃，优选为65-75℃，反应的时间为2-4h。
或，步骤3)中，反应的温度为60-80℃，优选为65-75℃，反应的时间为0.5-1.5h。
在一种优选的实施方式中，上述羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的制备方法具体包括如下步骤：
(1)将N-氢化牛脂基-1,3-丙撑二胺加入到反应容器中，加入醇类溶剂，加热搅拌溶解，再分批加入1,3-丙烷磺酸内酯，加入完毕后，在60-80℃搅拌反应3-5h，得到反应中间体I；
(2)将丙烯酸分批加入到反应中间体I中，在60-80℃搅拌反应2-4h，得到反应中间体II；
(3)将氢氧化钠水溶液滴加到反应中间体II中，在60-80℃搅拌反应0.5-1.5h，即得到羧酸盐磺酸盐型表面活性剂。
本发明的一种实施方式中，提供一种上述制备方法制备得到的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂。
本发明的一种实施方式中，提供一种上述羧酸盐磺酸盐型表面活性剂作为低泡表面活性剂或乳化剂的应用。例如，在乳化沥青中的应用，泡沫的产生不利于乳化沥青的运输。在工业清洗剂中的应用，泡沫的产生不利于生产工艺的控制，并造成物料溢出和环境污染。
本发明以N-氢化牛脂基-1,3-丙撑二胺作为羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的反应原料，在羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的合成步骤中通过加入1,3-丙烷磺酸内酯、丙烯酸等原料在分子结构中引入了磺酸基、羧酸盐、胺基，提高了低泡性及乳化性能。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本申请的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的制备：
1)在反应器中加入326.0g N-氢化牛脂基-1,3-丙撑二胺，1100g异丙醇，加热搅拌溶解。然后逐渐加入124.6g 1,3-丙烷磺酸内酯，70℃搅拌反应4h，得到反应中间体I。
上述合成中间体蒸去溶剂，再经采用甲醇为溶剂进行重结晶分离提纯3次后进行FTIR、NMR及质谱分析检测。
FTIR分析(见图1)：3464cm-1(peak 1)为磺酸基团中O-H的伸缩振动峰，3026cm-1(peak 2)为仲胺N-H伸缩振动峰，2920cm-1(peak 3)为亚甲基的非对称伸缩振动吸收峰，2854cm-1(peak 4)为亚甲基的对称伸缩振动收峰，1465cm-1(peak 5)为亚甲基的非对称弯曲振动吸收峰，1213cm-1(peak 6)为C-N的伸缩振动吸收峰，1176cm-1(peak 7)为磺酸基S＝O的对称伸缩振动吸收峰，1041cm-1(peak 8)为磺酸基S＝O的不对称伸缩振动吸收峰，723cm-1(peak 9)为亚甲基面内摇摆振动，605cm-1(peak 10)为S-O的伸缩振动吸收峰，534cm-1(peak 11)为磺酸基团中O-H的弯曲振动吸收峰。
NMR分析(见图2)：1H NMR(400MHz,CD3OD),δ:0.875-0.910(3H,t,J＝7.0Hz,-CH 3),1.219-1.363(30H,s,CH3(CH 2)15CH2CH2-),1.540-1.647(2H,m,CH3(CH2)15CH 2CH2-),1.863-1.916(2H,m,-NHCH2CH 2CH2NH-),2.005-2.156(2H,m,-CH2CH 2CH2SO3H),2.847-3.024(8H,m,-CH 2NHCH 2CH2CH 2NHCH 2-),3.468-3.476(2H,t,J＝1.6Hz,-CH 2SO3H)ppm.
质谱分析(见图3)：HRMS(ESI)(positive)m/z:[M+H]+Calcd for C24H53N2O3S,449.3777；Found 449.3799。
2)向反应中间体I中逐渐加入75.7g丙烯酸，在70℃搅拌反应3h，得到反应中间体II。
上述合成产物蒸去溶剂，再经采用甲醇为溶剂进行重结晶分离提纯3次后进行FTIR分析检测。
FTIR分析(见图4)：3458cm-1(peak 1)为羧基和磺酸基团中O-H的伸缩振动峰，3022cm-1(peak 2)为仲胺N-H伸缩振动峰，2922cm-1(peak 3)为亚甲基的非对称伸缩振动吸收峰，2846cm-1(peak 4)为亚甲基的对称伸缩振动收峰，1737cm-1(peak 5)为羧基C＝O的伸缩振动吸收峰，1471cm-1(peak 6)为亚甲基的非对称弯曲振动，1215cm-1(peak 7)为C-N的伸缩振动，1168cm-1(peak 8)为磺酸基S＝O的对称伸缩振动吸收峰，1041cm-1(peak 9)为磺酸基S＝O的不对称伸缩振动吸收峰，723cm-1(peak 10)为亚甲基面内摇摆振动，603cm-1(peak 11)为S-O的伸缩振动吸收峰，528cm-1(peak 12)为磺酸基团中O-H的弯曲振动吸收峰。
3)84.0g氢氧化钠溶于160g水中得到氢氧化钠水溶液，将氢氧化钠水溶液逐渐加入到反应中间体II中，在70℃搅拌反应1h。即得到羧酸盐磺酸盐型表面活性剂。留作抑泡性、乳化性能、泡沫性能试验。
上述合成产物蒸去溶剂，再经采用乙酸乙酯为溶剂进行重结晶分离提纯3次后进行FTIR、NMR及质谱分析检测。
FTIR分析(见图5)：3439cm-1(peak 1)为水中O-H的伸缩振动峰，3275cm-1(peak 2)为仲胺N-H伸缩振动峰，2922cm-1(peak 3)为亚甲基的非对称伸缩振动吸收峰，2854cm-1(peak 4)为亚甲基的对称伸缩振动收峰，1580cm-1(peak 5)为羧酸根C＝O的不对称伸缩振动吸收峰，1471cm-1(peak 6)为亚甲基的非对称弯曲振动，1192cm-1(peak 7)为C-N的伸缩振动，1057cm-1(peak 8)为磺酸基S＝O的不对称伸缩振动吸收峰，725cm-1(peak 9)为亚甲基面内摇摆振动，623cm-1(peak 10)为S-O的伸缩振动吸收峰，540cm-1(peak 11)为水中O-H的弯曲振动吸收峰。
NMR分析(见图6)：1H NMR(400MHz,CD3OD),δ:0.875-0.909(3H,t,J＝6.8Hz,-CH 3),1.279(30H,s,CH3(CH 2)15CH2CH2-),1.492(2H,m,CH3(CH2)15CH 2CH2-),1.680-1.733(2H,m,-NHCH2CH 2CH2N-),1.928-1.980(2H,m,-NCH2CH 2CH2SO3Na),2.369-2.402(2H,m,-NCH2CH 2COONa),2.520-2.736(6H,m,-NCH 2CH2CH2SO3Na and C18H37NHCH2CH2CH 2N-and-NCH 2CH2COONa),2.801-2.839(4H,t,J＝7.6Hz,C17H35CH 2NHCH 2-),3.732-3.766(2H,t,J＝6.8Hz,-CH 2SO3Na)ppm.4.896ppm为水峰。
质谱分析(见图7)：HRMS(ESI)(negative)m/z:[M-Na+]-Calcd for C27H54N2O5SNa,541.3651；Found 541.3455.[M-2Na++H+]-Calcd for C27H55N2O5S,519.3832；Found519.3939.
反应方程式如下：
实施例2
本实施例提供一种羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的制备：
1)在反应器中加入326.0g N-氢化牛脂基-1,3-丙撑二胺，1100g异丙醇，加热搅拌溶解。然后逐渐加入124.6g 1,3-丙烷磺酸内酯，70℃搅拌反应4h，得到反应中间体I。
2)向反应中间体I中逐渐加入149.9g丙烯酸，在70℃搅拌反应3h，得到反应中间体II。
上述合成产物蒸去溶剂，再经采用甲醇为溶剂进行重结晶分离提纯3次后进行FTIR分析检测。
FTIR分析(见图8)：3464cm-1(peak 1)为羧基及磺酸基团中O-H的伸缩振动峰，2922cm-1(peak 2)为亚甲基的非对称伸缩振动吸收峰，2850cm-1(peak 3)为亚甲基的对称伸缩振动收峰，1735cm-1(peak 4)为羧基C＝O的伸缩振动吸收峰，1473cm-1(peak 5)为亚甲基的非对称弯曲振动，1219cm-1(peak 6)为C-N的伸缩振动，1165cm-1(peak 7)为磺酸基S＝O的对称伸缩振动吸收峰，1048cm-1(peak 8)为磺酸基S＝O的不对称伸缩振动吸收峰，729cm-1(peak 9)为亚甲基面内摇摆振动，604cm-1(peak 10)为S-O的伸缩振动吸收峰，528cm-1(peak 11)为磺酸基团中O-H的弯曲振动吸收峰。
3)124.0g氢氧化钠溶于240g水中得到氢氧化钠水溶液，将氢氧化钠水溶液逐渐加入到反应中间体II中，在70℃搅拌反应1h。即得到羧酸盐磺酸盐型表面活性剂。留作抑泡性、乳化性能、泡沫性能试验。
上述合成产物蒸去溶剂，再经采用乙酸乙酯为溶剂进行重结晶分离提纯3次后进行FTIR、NMR及质谱分析检测。
FTIR分析(见图9)：3445cm-1(peak 1)为水中O-H的伸缩振动峰，2922cm-1(peak 2)为亚甲基的非对称伸缩振动吸收峰，2853cm-1(peak 3)为亚甲基的对称伸缩振动收峰，1575cm-1(peak 4)为羧酸根C＝O的不对称伸缩振动吸收峰，1470cm-1(peak 5)为亚甲基的非对称弯曲振动，1201cm-1(peak 6)为C-N的伸缩振动，1055cm-1(peak 7)为磺酸基S＝O的不对称伸缩振动吸收峰，719cm-1(peak 8)为亚甲基面内摇摆振动，623cm-1(peak 9)为S-O的伸缩振动吸收峰，536cm-1(peak 10)为水中O-H的弯曲振动吸收峰。
NMR分析(见图10)：1H NMR(400MHz,CD3OD),δ:0.875-0.909(3H,t,J＝6.8Hz,-CH 3),1.279-1.317(30H,s,CH3(CH 2)15CH2CH2-),1.511-1.527(2H,m,CH3(CH2)15CH 2CH2-),1.723-1.793(2H,m,-NCH2CH 2CH2N-),1.927-2.005(2H,m,-NCH2CH 2CH2SO3Na),2.368-2.402(4H,t,J＝6.8Hz,2×-NCH2CH 2COONa)2.446-2.497(2H,m,-NCH 2CH2CH2SO3Na),2.588-2.623(4H,t,J＝7.0Hz,-NCH 2CH2CH 2N-),2.670-2.707(2H,t,J＝7.4Hz,C17H35CH 2N-),2.807-2.843(4H,t,J＝7.4Hz,2×-NCH2CH 2COONa),3.733-3.766(2H,t,J＝6.6Hz,-CH 2SO3Na)ppm.4.898ppm为水峰。
质谱分析(见图11)：HRMS(ESI)(negative)m/z:[M-H+]-Calcd for C30H56N2O7SNa3,657.3501；Found 657.3390.
反应方程式如下：
实验例1
本实验例对实施例1～实施例2制备的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂进行抑泡性能测试，分别测定其提纯前和提纯后的抑泡性能。
抑泡性能的测试方法：室温下，取10mL质量分数为0.5％的十二烷基苯磺酸钠(LBS)和一定量的样品倒入100mL的具塞量筒中，塞上塞子，剧烈振荡20次后即刻记录的泡沫总体积V1。根据以下公式求得抑泡值P，其大小反映了样品的抑泡能力。
P＝(V0-V1)/V0
其中V0为空白试验中振荡后即刻的泡沫总体积，单位为毫升(mL)；V1为加入样品时振荡后即刻的泡沫总体积，单位为毫升(mL)。
实验结果：将实施例1～实施例2制备的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂和OP-10进行比较，各样品提纯前后及OP-10的抑泡性能如表1和表2所示。
表1提纯前各样品和OP-10的抑泡性能
表2提纯后各样品和OP-10的抑泡性能
实验结果表明：实施例1～实施例2制备的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂在提纯前后其抑泡能力都不好。
实验例2
本实验例对实施例1～实施例2制备的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂进行乳化能力测试，测定其提纯前和提纯后的乳化能力。
乳化能力的测试方法：室温下，取20mL质量分数为0.1％样品及OP-10的水溶液与20mL液体石蜡倒入100mL的具塞量筒中，塞上塞子，剧烈振荡5次后静置1min，重复5次后记录分出10mL水的时间。
实验结果：将实施例1～实施例2制备的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂和OP-10进行比较，各样品提纯前后及OP-10的乳化能力如表3所示。
表3各表面活性剂的乳化能力
实验结果表明：实施例1～实施例2制备的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂在提纯前后均有很好的乳化能力。
实验例3
本实验例对实施例1～实施例2制备的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂进行起泡性及稳泡性测试，测定其提纯后产品的起泡性及稳泡性。
测试方法：配制浓度为0.001mol/L的提纯后产物的溶液80mL备用。取上述配制的溶液20mL置于100mL具塞量筒中，在恒温25℃的水浴锅中恒温10min。将上述恒温过的溶液上下剧烈晃动20次并静置在水浴锅中，立即记录泡沫的初始高度(H0)；5min后记录泡沫的高度(H5)；泡沫高度衰减为初始高度一半的时间(t1/2，即半衰期)。重复3次实验过程，取平均值。
实验结果：将实施例1～实施例2制备的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂和十二烷基苯磺酸钠进行比较，各样品提纯后及十二烷基苯磺酸钠的起泡性及稳泡性如表4所示。
表4各表面活性剂的起泡性及稳泡性
实验结果表明：与十二烷基苯磺酸钠相比，实施例1～实施例2制备的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂在提纯后的起泡性较差，稳泡性较好。说明实施例1～实施例2制备的表面活性剂属于低泡性表面活性剂。
实验例4
本实验例对实施例1～实施例2制备的表面活性剂进行表面张力测试，测定其提纯后样品的表面张力及临界胶束浓度(CMC)。
测定方法：采用界面张力仪测定，配制一系列不同浓度的表面活性剂水溶液，采用吊环法测定表面张力，绘制表面张力-log c曲线，得到CMC和在CMC下的表面张力(γCMC)。
实验结果：实施例1～实施例2制备的表面活性剂的表面张力与浓度对数关系图见图12和图13。可见，实施例1的CMC为1.02×10-5mol/L，在CMC下的表面张力(γCMC)为48.60mN/m。实施例2的CMC为7.50×10-6mol/L，在CMC下的表面张力(γCMC)为51.00mN/m。
对比例1
在本对比例中合成了以下表面活性剂，合成方法：
(1)在反应器中加入326.0g N-氢化牛脂基-1,3-丙撑二胺，330g异丙醇，加热搅拌溶解。然后逐渐加入216.8g丙烯酰胺，70℃搅拌反应3h。
(2)在另一反应器中加入245.2g亚硫酸氢钠和785.4g水，搅拌溶解，加热至75℃。再滴加197.8g环氧氯丙烷，75℃搅拌反应3.5h，得到3-氯-2-羟基丙基磺酸钠水溶液。
(3)将步骤(2)制备的3-氯-2-羟基丙基磺酸钠水溶液滴加到上述步骤(1)合成产物中，65℃搅拌反应4h。蒸去溶剂，采用无水甲醇重结晶3次，得到纯品。留作抑泡性能试验。
反应方程式如下：
抑泡性能的测试：该提纯后的样品(0.1g)其泡沫总体积为72毫升，抑泡值P为0.14。提纯后的样品(0.05g)其泡沫总体积为81毫升，抑泡值P为0.04。说明其抑泡性能不佳。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种羧酸盐磺酸盐型表面活性剂，其特征在于，其分子结构式为：
，
或
；
羧酸盐磺酸盐型表面活性剂的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）将N-氢化牛脂基-1,3-丙撑二胺加入到反应容器中，加入醇类溶剂，加热搅拌溶解，再分批加入1,3-丙烷磺酸内酯，加入完毕后，在60-80℃搅拌反应3-5 h，得到反应中间体I，所述反应中间体I的结构式为：
；
（2）将丙烯酸分批加入到反应中间体I中，在60-80℃搅拌反应2-4h，得到反应中间体II，所述反应中间体II的结构式为：
，
或
；
（3）将氢氧化钠水溶液滴加到反应中间体II中，在60-80℃搅拌反应0.5-1.5h，即得到羧酸盐磺酸盐型表面活性剂；
所述N-氢化牛脂基-1,3-丙撑二胺、醇类溶剂、1,3-丙烷磺酸内酯、丙烯酸、氢氧化钠、水的摩尔比为1：12.00-25.00：1.00-1.10：1.00-2.20：2.00-3.30：6.00-15.00。
2.如权利要求1所述的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂，其特征在于，步骤1）中，混合反应的反应温度为65-75℃。
3.如权利要求1所述的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂，其特征在于，步骤2）中，混合反应的反应温度为65-75℃。
4.如权利要求1所述的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂，其特征在于，步骤3）中，混合反应的反应温度为65-75℃。
5.如权利要求1所述的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂，其特征在于，步骤1）中，所述醇类溶剂为乙醇或异丙醇。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的羧酸盐磺酸盐型表面活性剂作为低泡表面活性剂或乳化剂的应用。
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