CN115466624A - 一种低温下流动性好的表面活性剂及其制备工艺 - Google Patents
一种低温下流动性好的表面活性剂及其制备工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115466624A CN115466624A CN202211127642.9A CN202211127642A CN115466624A CN 115466624 A CN115466624 A CN 115466624A CN 202211127642 A CN202211127642 A CN 202211127642A CN 115466624 A CN115466624 A CN 115466624A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- surfactant
- fatty alcohol
- ethylene oxide
- component
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 title claims abstract description 89
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 claims abstract description 60
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 33
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims abstract description 24
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims abstract description 24
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 14
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 42
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 25
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000007046 ethoxylation reaction Methods 0.000 claims description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 15
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical group CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005956 quaternization reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 10
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 10
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N hexadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCO BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 239000012434 nucleophilic reagent Substances 0.000 claims description 9
- 229960002446 octanoic acid Drugs 0.000 claims description 8
- MPPPKRYCTPRNTB-UHFFFAOYSA-N 1-bromobutane Chemical compound CCCCBr MPPPKRYCTPRNTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000005635 Caprylic acid (CAS 124-07-2) Substances 0.000 claims description 6
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000012975 dibutyltin dilaurate Substances 0.000 claims description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 6
- FZHNTEKBPGLEOC-UHFFFAOYSA-N C(C)C(=O)C.O=C=NC1CC(CN=C=O)(CC(C1)(C)C)C Chemical compound C(C)C(=O)C.O=C=NC1CC(CN=C=O)(CC(C1)(C)C)C FZHNTEKBPGLEOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OUCYIKULDVOEGV-UHFFFAOYSA-N CCC(C)=O.OCCN(C)CCO Chemical compound CCC(C)=O.OCCN(C)CCO OUCYIKULDVOEGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 claims description 5
- 229960000541 cetyl alcohol Drugs 0.000 claims description 5
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N decanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims description 5
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N methyl diethanolamine Chemical compound OCCN(C)CCO CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 5
- 229910021592 Copper(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000005632 Capric acid (CAS 334-48-5) Substances 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XPSQBNPZMNWIPV-UHFFFAOYSA-N ethenoxyperoxyethene Chemical compound C=COOOC=C XPSQBNPZMNWIPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (R)-(-)-Propylene glycol Chemical compound C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 description 2
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N alpha-ethylcaproic acid Natural products CCCCC(CC)C(O)=O OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 2
- -1 fatty alcohol propylene oxide Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- GYSCBCSGKXNZRH-UHFFFAOYSA-N 1-benzothiophene-2-carboxamide Chemical compound C1=CC=C2SC(C(=O)N)=CC2=C1 GYSCBCSGKXNZRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000012038 nucleophile Substances 0.000 description 1
- 125000005473 octanoic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002888 zwitterionic surfactant Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
- C09K23/017—Mixtures of compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/2805—Compounds having only one group containing active hydrogen
- C08G18/2815—Monohydroxy compounds
- C08G18/282—Alkanols, cycloalkanols or arylalkanols including terpenealcohols
- C08G18/2825—Alkanols, cycloalkanols or arylalkanols including terpenealcohols having at least 6 carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
- C08G18/3271—Hydroxyamines
- C08G18/3275—Hydroxyamines containing two hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
- C09K23/22—Amides or hydrazides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
- C09K23/42—Ethers, e.g. polyglycol ethers of alcohols or phenols
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种低温下流动性好的表面活性剂及其制备工艺，具体涉及表面活性剂技术领域，所述表面活性剂按照质量分数计包括2‑10份的组分A、2‑10份的组分B，以及0.5‑2份的组分C，所述组分A为C8‑C12的直链脂肪醇聚氧乙烯醚，所述直链脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷加合数为3‑7，所述组分B为C11或C13的异构脂肪醇聚氧乙烯醚，所述异构脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷加合数为3‑5，所述组分C为一种阳离子聚氨酯表面活性剂，组分A、B、C按比例混合均匀后得到在低温下流动性好的表面活性剂，该表面活性剂外观透明，不形成凝胶，PH值在6‑8，在相同的HLB值下比其他表面活性剂的凝固点低，在低温下具有良好的流动性和分散能力，可用作低温润滑剂。
Description
技术领域
本发明涉及表面活性剂技术领域，更具体地说，本发明涉及一种低温下流动性好的表面活性剂及其制备工艺。
背景技术
表面活性剂是一类重要的精细化学品，当它们在水溶液中以很低的浓度溶解，或分散时，优先吸附在溶液的表面或其他界面上，使表面或界面张力显著地降低，改变体系的界面状态；当它达到一定浓度时，在溶液中缔合成胶团，因而，它直接地产生润湿或反润湿、乳化或破乳、发泡或消泡、分散、加溶和洗涤作用；间接地产生平滑、匀染、杀菌、防锈和消除静电等作用。
表面活性剂是一类具有表面活性的化合物，溶于液体后，能够显著降低溶液的表面张力，并能够改进溶液的增溶、乳化、分散、渗透、润湿、发泡和洗净等能力，广泛应用于纺织、食品、医药、农药、化妆品、建筑、机械等工业领域，表面活性剂具有相同的特点，表面活性剂上都包括极性和非极性官能团，因此具有疏水性和亲水性，少量加入就可以显著降低液体表面张力的物质，亲水基通常是溶于水后容易电离的集团，疏水基能与油类互相吸引、溶解，亲水基越强就溶解于水，亲油基越强就溶于油。
表面活性剂分为：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子型表面活性剂
现有的表面活性剂在低温下不具有良好的流动性，不利于表面活性剂在低温环境下的使用。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种低温下流动性好的表面活性剂及其制备工艺，通过加成环氧丙烷引入支链结构，形成了环氧丙烷加成物的大量异构分子链排布，产生无数的排列方式，这就决定了脂肪醇环氧丙烷加成物不易产生晶向排列，进而使得其流动性能好，倾点降低，泡沫力变小，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低温下流动性好的表面活性剂，所述表面活性剂按照质量分数计包括2-10份的组分A、2-10份的组分B，以及0.5-2份的组分C，所述组分A为C8-C12的直链脂肪醇聚氧乙烯醚，所述直链脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷加合数为3-7，所述组分B为C11或C13的异构脂肪醇聚氧乙烯醚，所述异构脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷加合数为3-5，所述组分C为一种阳离子聚氨酯表面活性剂，组分A、B、C按比例混合均匀后得到在低温下流动性好的表面活性剂，该表面活性剂外观透明，不形成凝胶，PH值在6-8，HLB值在12-14，在相同的HLB值下比其他表面活性剂的凝固点低，在低温下具有良好的流动性和分散能力，可用作低温润滑剂，倾点为-18℃。
在一个优选地实施方式中，所述表面活性剂包括8份组分A和4份组分B，以及1份组分C，此时表面活性剂的HLB值为13-14.5。
在一个优选地实施方式中，所述表面活性剂的制备工艺包括下列步骤：
步骤S1、组分A的合成：首先计算环氧乙烷加合数为3-7的直链脂肪醇聚氧乙烯醚需要的环氧乙醇数值，然后进行乙氧基化反应，具体步骤为：取C8-C12的直链脂肪醇、亲核试剂、催化剂放入高压釜反应容器中，在真空条件下，升温至85℃，除去系统中低沸点物质和水，然后使用氮气置换三次后升温至180℃，通入环氧乙烷气体开始反应，待加至理论值时，停止环氧乙烷进料，脂肪醇与环氧乙烷老化至压力恒定，反应结束后冷却至85℃，通过真空脱除反应中剩余的环氧乙烷气体，得到直链脂肪醇的乙氧基化产物；
步骤S2、组分B的合成：首先计算环氧乙烷加合数为3-5的直链脂肪醇醚需要的环氧乙醇数值，然后进行乙氧基化反应，具体步骤为：取C11或C13的异构脂肪醇和催化剂放入高压釜反应容器中，在真空条件下，升温至85℃，除去系统中的低沸点物质和水，然后使用氮气置换三次后升温至180℃，通入环氧乙烷气体开始反应，待加至理论值时，停止环氧乙烷进料，脂肪醇与环氧乙烷老化至压力恒定，反应结束后冷却至85℃，通过真空脱除反应中剩余的环氧乙烷气体，得到异构脂肪醇的乙氧基化产物；
步骤S3、组分C的合成：将0.1L浓度为5mol/L的N-甲基二乙醇胺丁酮溶液加入到0.3L浓度为7.5mol/L的异佛尔酮二异氰酸酯丁酮溶液中，在室温下反应60min，得到N-甲基二乙醇胺与异佛尔酮二异氰酸酯的化合物，然后将温度升温至45～50℃反应30min，加入0.5mol的鲸蜡醇，得到聚氨酯低聚物，然后在聚氨酯低聚物的基础上进行季铵化反应，得到阳离子聚氨酯表面活性剂；
步骤S4、制备表面活性剂混合物，分别称取组分A、B、C表面活性剂搅拌均匀得到最终成品。
在一个优选地实施方式中，所述催化剂为Br-Fe2Cl6、Br-CuCl2、Br-NiCl2中的一种，优选为Br-Fe2Cl6，亲核试剂为辛酸、癸酸，优选的辛酸，所述催化剂中包括金属离子，是离子液体。
在一个优选地实施方式中，所述直链脂肪醇聚氧乙烯醚中环氧乙烷加合数为3-7
时，实际平均环氧乙烷加合数（N）的计算公式为：
式中：M1 为醇醚的平均相对
分子量,计算公式为
，式中：I(OH)为醇醚的羟值，mgKOH/g；56100 是氢氧化钾
的毫摩尔质量，这是用于根据羟基值计算产品的平均相对分子质量的转换值，mg/mol；M2
为原料醇的平均相对分子质量，C13 异构醇为203，C12-14 脂肪醇为 192；M3 是环氧乙烷
的相对分子质量。
在一个优选地实施方式中，所述聚氨酯低聚物的季铵化反应，指将聚氨酯低聚物与二月桂酸二丁基锡和溴代正丁烷在80℃下季铵化反应 2 h，制得阳离子聚氨酯表面活性剂。
在一个优选地实施方式中，所述聚氨酯低聚物、所述二月桂酸二丁基锡、本发明提供一种低温下流动性好的表面活性剂：所述表面活性剂按照质量分数所述溴代正丁烷的摩尔比为1：(0.01～0.2)：(1～2)。
在一个优选地实施方式中，所述聚氨酯低聚物的反应化学式如下：
本发明的技术效果和优点：该种在低温下具有流动性的表面活性剂，加合数为3-7直链脂肪醇环氧乙烯醚与加合数为3-5的异构脂肪醇环氧乙烯醚，以及阳离子聚氨酯表面活性剂混合后凝固点较低，通过加成环氧丙烷引入支链结构，形成了环氧丙烷加成物的大量异构分子链排布，产生无数的排列方式，这就决定了脂肪醇环氧丙烷加成物不易产生晶向排列，亲核试剂辛酸，在离子液体的催化下攻击环氧基，得到了辛基化支链脂肪醇环氧乙烯醚，进而使得其流动性能好，倾点降低，泡沫力变小，在低温下相较于相同HLB的表面活性剂具有更好的流动性。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
为实现上述目的，为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低温下流动性好的表面活性剂，所述表面活性剂按照质量分数计包括2-10份的组分A、2-10份的组分B，以及0.5-2份的组分C，所述组分A为C8-C12的直链脂肪醇聚氧乙烯醚，所述直链脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷加合数为3-7，所述组分B为C11或C13的异构脂肪醇聚氧乙烯醚，所述异构脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷加合数为3-5，所述组分C为一种阳离子聚氨酯表面活性剂，组分A、B、C按比例混合均匀后得到在低温下流动性好的表面活性剂，该表面活性剂外观透明，不形成凝胶，PH值在6-8，HLB值在12-14，在相同的HLB值下比其他表面活性剂的凝固点低，在低温下具有良好的流动性和分散能力，可用作低温润滑剂，倾点为-15到-18℃之间。
进一步的，所述表面活性剂包括8份组分A和4份组分B，以及1份组分C，此时表面活性剂的HLB值为13-14.5。
进一步的，所述表面活性剂的制备工艺包括下列步骤：
步骤S1、组分A的合成：首先计算环氧乙烷加合数为3-7的直链脂肪醇聚氧乙烯醚需要的环氧乙醇数值，然后进行乙氧基化反应，具体步骤为：取C8-C12的直链脂肪醇、亲核试剂、催化剂放入高压釜反应容器中，在真空条件下，升温至85℃，除去系统中低沸点物质和水，然后使用氮气置换三次后升温至180℃，通入环氧乙烷气体开始反应，待加至理论值时，停止环氧乙烷进料，脂肪醇与环氧乙烷老化至压力恒定，反应结束后冷却至85℃，通过真空脱除反应中剩余的环氧乙烷气体，得到直链脂肪醇的乙氧基化产物；
步骤S2、组分B的合成：首先计算环氧乙烷加合数为3-5的直链脂肪醇醚需要的环氧乙醇数值，然后进行乙氧基化反应，具体步骤为：取C11或C13的异构脂肪醇和催化剂放入高压釜反应容器中，在真空条件下，升温至85℃，除去系统中的低沸点物质和水，然后使用氮气置换三次后升温至180℃，通入环氧乙烷气体开始反应，待加至理论值时，停止环氧乙烷进料，脂肪醇与环氧乙烷老化至压力恒定，反应结束后冷却至85℃，通过真空脱除反应中剩余的环氧乙烷气体，得到异构脂肪醇的乙氧基化产物；
步骤S3、组分C的合成：将0.1L浓度为5mol/L的N-甲基二乙醇胺丁酮溶液加入到0.3L浓度为7.5mol/L的异佛尔酮二异氰酸酯丁酮溶液中，在室温下反应60min，得到N-甲基二乙醇胺与异佛尔酮二异氰酸酯的化合物，然后将温度升温至45～50℃反应30min，加入0.5mol的鲸蜡醇，得到聚氨酯低聚物，然后在聚氨酯低聚物的基础上进行季铵化反应，得到阳离子聚氨酯表面活性剂；
步骤S4、制备表面活性剂混合物，分别称取组分A、B、C表面活性剂搅拌均匀得到最终成品。
进一步的，所述催化剂为Br-Fe2Cl6、Br-CuCl2、Br-NiCl2中的一种，优选为Br-Fe2Cl6，亲核试剂为辛酸、癸酸，优选的辛酸，所述催化剂中包括金属离子，是离子液体。
进一步的，所述直链脂肪醇聚氧乙烯醚中环氧乙烷加合数为3-7时，实际平均环氧
乙烷加合数（N）的计算公式为：
式中：M1 为醇醚的平均相对分子量,计算公式
为
，式中：I(OH)为醇醚的羟值，mgKOH/g；56100 是氢氧化钾的毫摩尔质量，这
是用于根据羟基值计算产品的平均相对分子质量的转换值，mg/mol；M2 为原料醇的平均相
对分子质量，C13 异构醇为203，C12-14 脂肪醇为 192；M3 是环氧乙烷的相对分子质量。
进一步的，所述聚氨酯低聚物的季铵化反应，指将聚氨酯低聚物与二月桂酸二丁基锡和溴代正丁烷在80℃下季铵化反应 2 h，制得阳离子聚氨酯表面活性剂。
进一步的，所述聚氨酯低聚物、所述二月桂酸二丁基锡、所述溴代正丁烷的摩尔比为1：(0.01～0.2)：(1～2)。
进一步的，所述聚氨酯低聚物的反应化学式如下：
实施例2
所述表面活性剂的制备工艺包括下列步骤：
步骤S1、组分A的合成：首先计算环氧乙烷加合数为3的直链脂肪醇聚氧乙烯醚需要的环氧乙醇数值，然后进行乙氧基化反应，具体步骤为：取C8-C12的直链脂肪醇、亲核试剂、催化剂放入高压釜反应容器中，在真空条件下，升温至85℃，除去系统中低沸点物质和水，然后使用氮气置换三次后升温至180℃，通入环氧乙烷气体开始反应，待加至理论值时，停止环氧乙烷进料，脂肪醇与环氧乙烷老化至压力恒定，反应结束后冷却至85℃，通过真空脱除反应中剩余的环氧乙烷气体，得到直链脂肪醇的乙氧基化产物；
步骤S2、组分B的合成：首先计算环氧乙烷加合数为3的直链脂肪醇醚需要的环氧乙醇数值，然后进行乙氧基化反应，具体步骤为：取C11或C13的异构脂肪醇和催化剂放入高压釜反应容器中，在真空条件下，升温至85℃，除去系统中的低沸点物质和水，然后使用氮气置换三次后升温至180℃，通入环氧乙烷气体开始反应，待加至理论值时，停止环氧乙烷进料，脂肪醇与环氧乙烷老化至压力恒定，反应结束后冷却至85℃，通过真空脱除反应中剩余的环氧乙烷气体，得到异构脂肪醇的乙氧基化产物；
步骤S3、组分C的合成：将0.1L浓度为5mol/L的N-甲基二乙醇胺丁酮溶液加入到0.3L浓度为7.5mol/L的异佛尔酮二异氰酸酯丁酮溶液中，在室温下反应60min，得到N-甲基二乙醇胺与异佛尔酮二异氰酸酯的化合物，然后将温度升温至45～50℃反应30min，加入0.5mol的鲸蜡醇，得到聚氨酯低聚物，然后在聚氨酯低聚物的基础上进行季铵化反应，得到阳离子聚氨酯表面活性剂；
步骤S4、制备表面活性剂混合物，分别称取组分A、B、C表面活性剂搅拌均匀得到最终成品，倾点为-17℃。
实施例3
所述表面活性剂的制备工艺包括下列步骤：
步骤S1、组分A的合成：首先计算环氧乙烷加合数为7的直链脂肪醇聚氧乙烯醚需要的环氧乙醇数值，然后进行乙氧基化反应，具体步骤为：取C8-C12的直链脂肪醇、亲核试剂、催化剂放入高压釜反应容器中，在真空条件下，升温至85℃，除去系统中低沸点物质和水，然后使用氮气置换三次后升温至180℃，通入环氧乙烷气体开始反应，待加至理论值时，停止环氧乙烷进料，脂肪醇与环氧乙烷老化至压力恒定，反应结束后冷却至85℃，通过真空脱除反应中剩余的环氧乙烷气体，得到直链脂肪醇的乙氧基化产物；
步骤S2、组分B的合成：首先计算环氧乙烷加合数为5的直链脂肪醇醚需要的环氧乙醇数值，然后进行乙氧基化反应，具体步骤为：取C11或C13的异构脂肪醇和催化剂放入高压釜反应容器中，在真空条件下，升温至85℃，除去系统中的低沸点物质和水，然后使用氮气置换三次后升温至180℃，通入环氧乙烷气体开始反应，待加至理论值时，停止环氧乙烷进料，脂肪醇与环氧乙烷老化至压力恒定，反应结束后冷却至85℃，通过真空脱除反应中剩余的环氧乙烷气体，得到异构脂肪醇的乙氧基化产物；
步骤S3、组分C的合成：将0.1L浓度为5mol/L的N-甲基二乙醇胺丁酮溶液加入到0.3L浓度为7.5mol/L的异佛尔酮二异氰酸酯丁酮溶液中，在室温下反应60min，得到N-甲基二乙醇胺与异佛尔酮二异氰酸酯的化合物，然后将温度升温至45～50℃反应30min，加入0.5mol的鲸蜡醇，得到聚氨酯低聚物，然后在聚氨酯低聚物的基础上进行季铵化反应，得到阳离子聚氨酯表面活性剂；
步骤S4、制备表面活性剂混合物，分别称取组分A、B、C表面活性剂搅拌均匀得到最终成品，倾点为-16℃。
实验例
通过下列实验例验证本发明提供的表面活性剂在低温下具有良好的流动性，试验方法为，取与实验例中表面活性剂HLB值相近的表面活性剂为对照组，分别验证温度为10℃、5℃、-5℃、-10℃下的流动速度，试验得出本发明提供的表面活性剂在-5℃以上，具有良好流动性。
综上：该种在低温下具有流动性的表面活性剂，加合数为3-7直链脂肪醇环氧乙烯醚与加合数为3-5的异构脂肪醇环氧乙烯醚，以及阳离子聚氨酯表面活性剂混合后凝固点较低，通过加成环氧丙烷引入支链结构，形成了环氧丙烷加成物的大量异构分子链排布，产生无数的排列方式，这就决定了脂肪醇环氧丙烷加成物不易产生晶向排列，亲核试剂辛酸，在离子液体的催化下攻击环氧基,得到了辛基化支链脂肪醇环氧乙烯醚，进而使得其流动性能好，倾点降低，泡沫力变小，在低温下相较于相同HLB的表面活性剂具有更好的流动性。
最后：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，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 (7)
1.一种低温下流动性好的表面活性剂，其特征在于：所述表面活性剂按照质量分数计包括2-10份的组分A、2-10份的组分B，以及0.5-2份的组分C，所述组分A为C8-C12的直链脂肪醇聚氧乙烯醚，所述直链脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷加合数为3-7，所述组分B为C11或C13的异构脂肪醇聚氧乙烯醚，所述异构脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷加合数为3-5，所述组分C为一种阳离子聚氨酯表面活性剂，组分A、B、C按比例混合均匀后得到在低温下流动性好的表面活性剂，该表面活性剂外观透明，不形成凝胶，PH值在6-8，HLB值在12-14，在相同的HLB值下比其他表面活性剂的凝固点低，在低温下具有良好的流动性和分散能力，可用作低温润滑剂。
2.根据权利要求1所述的一种低温下流动性好的表面活性剂，其特征在于：所述表面活性剂包括8份组分A和4份组分B，以及1份组分C，此时表面活性剂的HLB值为13-14.5。
3.根据权利要求1所述的一种低温下流动性好的表面活性剂的制备工艺，其特征在于：所述表面活性剂的制备工艺包括下列步骤：
步骤S1、组分A的合成：首先计算环氧乙烷加合数为3-7的直链脂肪醇聚氧乙烯醚需要的环氧乙醇数值，然后进行乙氧基化反应，具体步骤为：取C8-C12的直链脂肪醇、亲核试剂、催化剂放入高压釜反应容器中，在真空条件下，升温至85℃，除去系统中低沸点物质和水，然后使用氮气置换三次后升温至180℃，通入环氧乙烷气体开始反应，待加至理论值时，停止环氧乙烷进料，脂肪醇与环氧乙烷老化至压力恒定，反应结束后冷却至85℃，通过真空脱除反应中剩余的环氧乙烷气体，得到直链脂肪醇的乙氧基化产物；
步骤S2、组分B的合成：首先计算环氧乙烷加合数为3-5的直链脂肪醇醚需要的环氧乙醇数值，然后进行乙氧基化反应，具体步骤为：取C11或C13的异构脂肪醇和催化剂放入高压釜反应容器中，在真空条件下，升温至85℃，除去系统中的低沸点物质和水，然后使用氮气置换三次后升温至180℃，通入环氧乙烷气体开始反应，待加至理论值时，停止环氧乙烷进料，脂肪醇与环氧乙烷老化至压力恒定，反应结束后冷却至85℃，通过真空脱除反应中剩余的环氧乙烷气体，得到异构脂肪醇的乙氧基化产物；
步骤S3、组分C的合成：将0.1L浓度为5mol/L的N-甲基二乙醇胺丁酮溶液加入到0.3L浓度为7.5mol/L的异佛尔酮二异氰酸酯丁酮溶液中，在室温下反应60min，得到N-甲基二乙醇胺与异佛尔酮二异氰酸酯的化合物，然后将温度升温至45～50℃反应30min，加入0.5mol的鲸蜡醇，得到聚氨酯低聚物，然后在聚氨酯低聚物的基础上进行季铵化反应，得到阳离子聚氨酯表面活性剂；
步骤S4、制备表面活性剂混合物，分别称取组分A、B、C表面活性剂搅拌均匀得到最终成品。
4.根据权利要求3所述的一种低温下流动性好的表面活性剂的制备工艺，其特征在于：所述催化剂为Br-Fe2Cl6、Br-CuCl2、Br-NiCl2中的一种，优选为Br-Fe2Cl6，亲核试剂为辛酸、癸酸，优选的辛酸，所述催化剂中包括金属离子，是离子液体。
5.根据权利要求3所述的一种低温下流动性好的表面活性剂的制备工艺，其特征在于：所述直链脂肪醇聚氧乙烯醚中环氧乙烷加合数为3-7时，实际平均环氧乙烷加合数（N）的计算公式为：
式中：M1 为醇醚的平均相对分子量，计算公式为
，式中：I(OH）为醇醚的羟值，mgKOH/g；56100 是氢氧化钾的毫摩尔质量，这是用于根据羟基值计算产品的平均相对分子质量的转换值，mg/mol；M2 为原料醇的平均相对分子质量，C13异构醇为203，C12-14 脂肪醇为 192；M3 是环氧乙烷的相对分子质量。
6.根据权利要求3所述的一种低温下流动性好的表面活性剂的制备工艺，其特征在于：所述聚氨酯低聚物的季铵化反应，指将聚氨酯低聚物与二月桂酸二丁基锡和溴代正丁烷在80℃下季铵化反应 2 h，制得阳离子聚氨酯表面活性剂。
7.根据权利要求6所述的一种低温下流动性好的表面活性剂的制备工艺，其特征在于：所述聚氨酯低聚物、所述二月桂酸二丁基锡、所述溴代正丁烷的摩尔比为1：(0.01～0.2)：(1～2)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211127642.9A CN115466624A (zh) | 2022-09-16 | 2022-09-16 | 一种低温下流动性好的表面活性剂及其制备工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211127642.9A CN115466624A (zh) | 2022-09-16 | 2022-09-16 | 一种低温下流动性好的表面活性剂及其制备工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115466624A true CN115466624A (zh) | 2022-12-13 |
Family
ID=84333747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211127642.9A Pending CN115466624A (zh) | 2022-09-16 | 2022-09-16 | 一种低温下流动性好的表面活性剂及其制备工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115466624A (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4885102A (en) * | 1987-07-17 | 1989-12-05 | Kao Corporation | Cloth-softening liquid composition containing quaternary ammonium compound and a polyether derivative or cationic surfactant polymer |
| JP2000096086A (ja) * | 1998-09-24 | 2000-04-04 | Nof Corp | 液体洗浄剤組成物 |
| CN1378875A (zh) * | 2001-04-06 | 2002-11-13 | 盐城冬阳合成润滑油有限公司 | C13异构醇聚氧乙烯醚乳化剂及其制备方法 |
| EP2123350A1 (de) * | 2008-05-20 | 2009-11-25 | Cognis IP Management GmbH | Wässrige Tensid-Zusammensetzungen mit niedrigem Pourpoint |
| CN103387486A (zh) * | 2013-06-04 | 2013-11-13 | 宁波市联凯化学有限公司 | 一种异构醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚的制备方法 |
| CN104211896A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-17 | 四川大学 | 一种阳离子反应型双子聚氨酯表面活性剂及其制备方法 |
| CN104693877A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-06-10 | 沈阳真石源涂料科技有限公司 | 一种润湿剂 |
| CN108211985A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-06-29 | 武汉奥克特种化学有限公司 | 一种低泡环保清洗表面活性剂 |
| CN108456301A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-28 | 福建湄洲湾氯碱工业有限公司 | 一种低凝固点聚醚型非离子表面活性剂的制备方法 |
| CN113072695A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-07-06 | 浙江皇马科技股份有限公司 | 一种低温流动性好的稳泡表面活性剂的制备方法 |
-
2022
- 2022-09-16 CN CN202211127642.9A patent/CN115466624A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4885102A (en) * | 1987-07-17 | 1989-12-05 | Kao Corporation | Cloth-softening liquid composition containing quaternary ammonium compound and a polyether derivative or cationic surfactant polymer |
| JP2000096086A (ja) * | 1998-09-24 | 2000-04-04 | Nof Corp | 液体洗浄剤組成物 |
| CN1378875A (zh) * | 2001-04-06 | 2002-11-13 | 盐城冬阳合成润滑油有限公司 | C13异构醇聚氧乙烯醚乳化剂及其制备方法 |
| EP2123350A1 (de) * | 2008-05-20 | 2009-11-25 | Cognis IP Management GmbH | Wässrige Tensid-Zusammensetzungen mit niedrigem Pourpoint |
| CN103387486A (zh) * | 2013-06-04 | 2013-11-13 | 宁波市联凯化学有限公司 | 一种异构醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚的制备方法 |
| CN104211896A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-17 | 四川大学 | 一种阳离子反应型双子聚氨酯表面活性剂及其制备方法 |
| CN104693877A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-06-10 | 沈阳真石源涂料科技有限公司 | 一种润湿剂 |
| CN108211985A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-06-29 | 武汉奥克特种化学有限公司 | 一种低泡环保清洗表面活性剂 |
| CN108456301A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-28 | 福建湄洲湾氯碱工业有限公司 | 一种低凝固点聚醚型非离子表面活性剂的制备方法 |
| CN113072695A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-07-06 | 浙江皇马科技股份有限公司 | 一种低温流动性好的稳泡表面活性剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| CONNORZHONG: "醇醚 羟值、摩尔质量、加成数的测定", Retrieved from the Internet <URL:https://jz.docin.com/p-757232998.html> * |
| 刘晶晶;: "新型C1213脂肪醇乙氧基化物性能研究", 印染助剂, no. 01 * |
| 刘爱珍;强西怀;李亚敏;孙哲;方银军;闫哲;: "脂肪醇聚氧乙烯醚型阳离子聚氨酯表面活性剂的制备与性能", 精细化工, no. 10 * |
| 徐莫临;刘洋;全洪新;: "异构十三醇聚氧乙烯醚的制备及表征", 辽宁化工, no. 07 * |
| 杨林森;: "脂肪醇聚氧乙烯醚及其应用", 精细石油化工, no. 05 * |
| 谭小琴，黄朝坤等: "多支化阳离子聚氨酯表面活性剂的制备与性能", 精细化工, vol. 39, no. 3 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8877702B2 (en) | Detergent composition | |
| JP5468617B2 (ja) | アルコキシル化２−プロピルヘプタノールを含む脱泡剤組成物 | |
| EP0850907B1 (en) | Higher secondary alcohol alkoxylate compound composition, method for production thereof, and detergent and emulsifier using the composition | |
| CN101757804B (zh) | 一种用于制糖工业的消泡剂制备 | |
| CN113384921B (zh) | 一种聚醚消泡剂及其制备方法 | |
| WO2009008542A1 (ja) | 界面活性剤組成物 | |
| US4612142A (en) | Ether sulfonates as low-foam wetting agents | |
| JPH0224398A (ja) | 界面活性剤水溶液 | |
| CN102716600A (zh) | 一种提高有机硅乳液抑泡性能的方法 | |
| AU2004281952B8 (en) | C10 alkanolalkoxylate mixtures and use thereof as novel low-foaming wetting agents | |
| CN115466624A (zh) | 一种低温下流动性好的表面活性剂及其制备工艺 | |
| CN104474745B (zh) | 一种纺织印染用有机硅消泡剂的制备方法 | |
| US20030153787A1 (en) | Surfactants | |
| CN108654512A (zh) | 一种低泡非离子表面活性剂及其制备方法与应用 | |
| DE4431158C2 (de) | Methyl-endgruppenverschlossene Alkyl- und/oder Alkenylpolyglycolether | |
| CN103080229B (zh) | 用于织物加工的支链的仲醇烷氧基化物表面活性剂 | |
| US5045230A (en) | Thickening agents for aqueous systems | |
| CN103534329B (zh) | 烷基聚烷氧基硫酸盐的高浓缩可流动盐 | |
| CN112604325B (zh) | 一种有机硅改性不饱和高级脂肪醇酯消泡剂及其制备方法 | |
| CN106930102A (zh) | 一种山茶油纺织品助剂及其制备方法与应用 | |
| CN112813691B (zh) | 精炼剂以及精炼剂的制备方法 | |
| CN107130459B (zh) | 一种造纸黑液消泡剂及其制备方法和应用 | |
| DE3900699A1 (de) | Verwendung von monocarbonsaeurepolyoxyalkylester-sulfonaten als schaumarme netzmittel in waessrigen alkalischen behandlungsmitteln fuer textile flaechengebilde | |
| JP3601194B2 (ja) | 消泡剤 | |
| CN114917627A (zh) | 复合型消泡剂一种制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |