CN115745816B - 一种双子型酯基季铵盐表面活性剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双子型酯基季铵盐表面活性剂及其制备方法，属于表面活性剂技术领域。制备方法步骤包括(1)将带烷羟基的二胺类化合物与脂肪酸、催化剂，酯化反应得到中间体A；(2)中间体A加入反应釜中的有机溶剂中加入季胺化试剂季胺化得到。本发明通过调节脂肪酸相对带烷羟基的二胺类化合物的投料比来调节其分布比例，能够对主体酯化度和其他酯化度的调节，酯化度分布范围更广，得到不同性能偏向的产品，能够大大节省因不同产品需求而进行的生产设备与工艺路线改造的成本。
Description
技术领域
本发明涉及表面活性剂技术领域，具体涉及一种双子型酯基季铵盐表面活性剂及其制备方法。
背景技术
酯基季铵盐是一种新型阳离子表面活性剂，具有优异的柔软、抗静电性能，抗黄变，且是一种绿色环保的表面活性剂，现有传统酯基型阳离子表活通常使用三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺为原料制备，得到的产品为普通型酯基季铵盐。而双子型酯基季铵盐含有两个酯化链条，化学性质稳定，具有抗菌、抗静电等良好性能。目前双子型酯基季铵盐通过酸与醇进行酯化反应引入酯基，常规的需要加入甲苯、二甲苯等溶剂，对环境污染较大。也有采用酰卤与脂肪酸反应，将脂肪酸酰卤化，再酯化和季铵化，如公开号CN109317046A公开的一种双子酯基季铵盐表面活性剂及其合成方法，在该制备方法中，尤其是脂肪酸的酰卤化反应过程中，会产生大量的二氧化硫和盐酸，污染环境，腐蚀设备，且酯化度固定为2，应用受限。
现有的双子型酯基季铵盐表面活性剂大部分的酯化度为1-2，如公开号CN105566178A公开的一种对甲苯磺酸酯基双子季铵盐及其制备方法；公开号CN113956170A公开的高效油田双子季铵盐杀菌剂的制备方法；公开号CN107156167A公开的一种低聚季铵盐杀菌剂及其制备方法。这些双子型季铵盐均是固定的双酯，无法随时改变酯化度，因此对不同织物要求的柔顺性、湿润性和抗静电性受限，适用性低。而传统结构的酯基季铵盐酯化度为2时，其亲水亲油性能达到最佳平衡，此时能够获得最佳的应用性能。传统三乙醇胺型酯基季铵盐，其产品虽然可以做到主体组分酯化度为2，但无法避免会有较多的3酯化度组分生成，该组分的生成会对应用性能带来显著降低。而N-甲基二乙醇胺型酯基季铵盐，虽然绝大部分组分酯化度为2，但其使用甲基结构替代了三乙醇胺型酯基季铵盐的羟乙基结构，会降低产品的亲水性，同样的酯化度2的产品，其应用性能相对较差。
综上，现有的双子酯基季铵盐在同一生产路线下酯化度单一，功能受限，季铵盐的适应性较低，更换设备成本较大，且合成路线对环境产生污染。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种双子型酯基季铵盐表面活性剂，同时还提供了双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法。通过特定的原料和制备方法，能够根据不同的物料比形成1-4不同的酯化度的酯基季铵盐，应用更加广泛，成本低，绿色环保。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂，其化学结构式如式(I)所示：
式(I)中，R1为C1-C4的烷基；R2、R3、R4、R5为彼此相同或不同的羟基或烷基酯基，且所述R2、R3、R4、R5中至少有一个为烷基酯基；所述R6和R7分别为甲基或乙基；所述X基团为硫酸单甲酯、硫酸单乙酯、卤素和碳酸单甲酯中的任意一种；
所述烷基酯基的结构式为-OCOR，所述R为彼此相同或不同的碳链基团；所述m＝0-4，n＝0-1。
优选的，所述X基团为硫酸甲酯、氯和碳酸单甲酯中的任意一种。
需要进一步说明的是，所述R2、R3、R4、R5中至少2-4个为烷基酯基。
需要进一步说明的是，所述R为C8-C22的饱和碳链或不饱和碳链。其中，R优选为C15和C17，且其碳链可以为饱和碳链，也可以为不饱和碳链。
需要进一步说明的是，所述R1为直链烷基或支链烷基。
需要进一步说明的是，R6和R7的存在数量为0-2；
当存在数量为0时，即R6、R7基团不存在，与其相连的N原子为中性不带电荷，同时也不存在与其结合的X基团。
当R6和R7存在数量为2时，即R6和R7同时存在；所述R6和R7分别为甲基或乙基，其中R6和R7可相同，也可不同。优选的，R6和R7为相同的甲基或乙基。
本发明双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将带烷羟基的二胺类化合物与脂肪酸混合，加入混合物整体质量0.1％-0.3％的催化剂，在氮气保护下升温至反应温度120-220℃酯化反应3-20h，得到中间体A；
(2)将步骤(1)中酯化合成制得的中间体A加入反应釜中的有机溶剂中，体系氮气置换，在50-70℃的温度下滴加季胺化试剂，滴加完成后在60-90℃下保温反应1-4h，得到本发明双子型酯基季铵盐表面活性剂。
需要进一步说明的是，步骤(1)中带烷羟基的二胺类化合物为四羟丙基乙二胺、四羟乙基乙二胺、四羟丁基乙二胺、四羟丙基丙二胺和四羟乙基丙二胺中的任意一种。
优选的，所述带烷羟基的二胺类化合物为四羟丙基乙二胺、四羟乙基乙二胺。
需要进一步说明的是，步骤(1)中所述脂肪酸为C8-C22的单脂肪酸。
优选的，所述脂肪酸为C16和/或C18的软脂酸、硬脂酸和油酸。
需要进一步说明的是，步骤(1)中脂肪酸与带烷羟基的二胺类化合物的投料摩尔比为1-4。
优选的，脂肪酸与带烷羟基的二胺类化合物的投料摩尔比为2-4。投料比可以代表主体产物的酯化度，投料比不同，得到的酯基季铵盐的酯化度不同，得到的产品不同，即在同一条生产设备和工艺上，得到适用于不同需求、不同性能的产品，降低了产品更换的成本，提高生产工艺的适用性。
需要进一步说明的是，步骤(2)中所述季胺化试剂的加入量为带烷羟基的二胺类化合物摩尔量的1-1.5倍。
需要进一步说明的是，步骤(2)中季胺化试剂为硫酸二甲酯、卤代甲烷、碳酸二甲酯、硫酸二乙酯和卤代乙烷中的任意一种。
优选的，季胺化试剂为硫酸二甲酯和氯代甲烷。
需要进一步说明的是，步骤(1)中催化剂为常用酯化反应的各种催化剂，本发明优选亚磷酸、次磷酸、对甲苯磺酸中的任意一种。
需要进一步说明的是，步骤(1)中有机溶剂为1,2-丙二醇、乙醇和异丙醇中的任意中，有机溶剂的添加起到降低合成过程体系粘度，便于反应进行的作用。
本发明双子型酯基季铵盐表面活性剂及其制备方法，其有益效果在于：
(1)本发明制备方法中的阳离子表面活性剂使用带烷羟基的二胺类化合物为原料，最终制得双子Gemini结构的表面活性剂，具有较低的CMC值和更高的降低油/水界面张力效率，应用性能更加优异。
(2)本发明酯基季铵盐的原料特殊，因此在制备过程中可通过物料比来控制酯化度，对酯化度要求相对自由，其酯化度可控制在2-4的宽范围，其应用性能超过传统酯基季铵盐的应用性能，且能够针对不同的应用对象与应用环境，获得不同性能偏向的产品，能够大大节省因不同产品需求而进行的生产设备与工艺路线改造的成本。当其酯化度为2时，相当于2个酯化度为1的酯基季铵盐组成的Gemini结构双子酯基季铵盐(双子单酯结构)；当其酯化度为4时，相当于2个酯化度为2的酯基季铵盐组成的Gemini结构双子酯基季铵盐(双子双酯结构)，因此始终具有优秀的应用性能。
(3)本发明通过调节脂肪酸相对带烷羟基的二胺类化合物的投料比来调节其分布比例，能够对主体酯化度和其他酯化度的调节，酯化度分布范围更广，得到不同性能偏向的产品。
(4)本发明当酯化度小于4时，其余未酯化的部分为羟烷基结构，形成Gemini结构和羟烷基结构共存的特殊结构，同时Gemini结构和羟烷基结构共同赋予的宽酯化度选择范围、亲水性改善带来的整体应用性能提升、酯化度灵活调节特性等优点，是一种拥有广泛应用前景的新型双子型酯基季铵盐表面活性剂，大大改善产品的润湿、乳化、抗静电、柔软等性能。
(5)本发明采用两步法进行生产，生产过程中对环境不产生污染，同时得到的酯基季铵盐能够快速降解，为绿色环保产品。
(6)本发明表面活性剂可以使用于护发产品配方中，起到良好的抗缠结、降低头发梳理力、柔软头发和改善发质的作用；或者用于护肤霜或乳产品配方中，起到抗水、无油腻、赋予丝绒肤感的作用；还可以作为织物、纤维和皮毛柔软剂使用，起到柔软织物、纤维和皮毛的作用，同时还能赋予纤维优良的抗静电能力，且对织物的再润湿性和耐黄变能力影响小。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、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作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
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂，包括以下结构式：
本实施例式中，R1为C1-C4的烷基；所述R6和R7分别为甲基或乙基，m＝0-4。
实施例2
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂，包括以下结构式：
本实施例式中，R1为C1-C4的烷基；所述R6和R7分别为甲基或乙基，m＝0-4。
实施例3
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂，包括以下结构式：
本实施例式中，R1为C1-C4的烷基；所述R6和R7分别为甲基或乙基，m＝0-4。
实施例4
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂，包括以下结构式：
本实施例式中，R1为C1-C4的烷基；所述R6和R7分别为甲基或乙基，m＝0-4。
实施例5
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂，包括以下结构式：
本实施例式中，R1为C1-C4的烷基；所述R6和R7分别为甲基或乙基，m＝0-4；实施例6
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂，包括以下结构式：
本实施例式中，R1为C1-C4的烷基；所述R6和R7分别为甲基或乙基，m＝0-4；
需要说明的是，实施例1-6中所列举的结构式只是为其中的几种结构式，由于R1、R6、R7和m的不同，产生其他的结构式，均在本发明的保护范围内。
方法实施例1
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将四羟丙基乙二胺1mol，油酸2mol，混合物整体质量0.1％的亚磷酸，在氮气保护下升温至180-190℃反应，保持体系密闭并真空脱除反应生成的水，检测体系酸值降低到5mgKOH/g以下时，停止反应，制得中间体A；具体反应方程式为：
步骤(1)中反应时需要保证体系高密封性，以避免产物氧化变色，同时反应时需要脱除反应生成的水，以促进反应进行。脱水方式为：初期可加入溶剂带水、常压冷凝脱水或抽真空脱水，待大部分水脱除后，需要抽真空脱水。
(2)将中间体A加入反应器，氮气保护，50℃滴加硫酸二甲酯(摩尔用量为投料中间体A对应四羟丙基乙二胺的摩尔量的1倍)至反应器中，滴加控温50-70℃，滴加完成后加入5％质量份的丙二醇降粘，升温至70-80℃保温反应2h，制得成品。具体反应方程式为：
反应方程式中R为-C17H33。得到酯化度为2的酯基季铵盐表面活性剂。
方法实施例2
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)四羟丙基乙二胺1mol，油酸3mol，混合物整体质量0.1％的亚磷酸，在氮气保护下升温至180-190℃反应，保持体系密闭并真空脱除反应生成的水，检测体系酸值降低到5mgKOH/g以下时，停止反应，制得中间体A；
步骤(1)中反应时需要保证体系高密封性，以避免产物氧化变色，同时反应时需要脱除反应生成的水，以促进反应进行。脱水方式为：初期可加入溶剂带水、常压冷凝脱水或抽真空脱水，待大部分水脱除后，需要抽真空脱水。
(2)将中间体A加入反应器，氮气保护，50℃滴加硫酸二甲酯(摩尔用量为投料中间体A对应四羟丙基乙二胺的摩尔量的1倍)至反应器中，滴加控温50-70℃，滴加完成后加入5％质量份的丙二醇降粘，升温至70-80℃保温反应2h，制得酯化度为3的酯基季铵盐表面活性剂。
方法实施例3
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)四羟丙基乙二胺1mol，油酸3.8mol，混合物整体质量0.1％的亚磷酸，在氮气保护下升温至180-190℃反应，保持体系密闭并真空脱除反应生成的水，检测体系酸值降低到5mgKOH/g以下时，停止反应，制得中间体A；
步骤(1)中反应时需要保证体系高密封性，以避免产物氧化变色，同时反应时需要脱除反应生成的水，以促进反应进行。脱水方式为：初期可加入溶剂带水、常压冷凝脱水或抽真空脱水，待大部分水脱除后，需要抽真空脱水。
(2)将中间体A加入反应器，氮气保护，50℃滴加硫酸二甲酯(摩尔用量为投料中间体A对应四羟丙基乙二胺的摩尔量的1倍)至反应器中，滴加控温50-70℃，滴加完成后加入5％质量份的丙二醇降粘，升温至70-80℃保温反应2h，制得酯化度为4的酯基季铵盐表面活性剂。
方法实施例4
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)四羟丙基乙二胺1mol，软脂酸3mol，混合物整体质量0.1％的亚磷酸，在氮气保护下升温至180-190℃反应，保持体系密闭并真空脱除反应生成的水，检测体系酸值降低到5mgKOH/g以下时，停止反应，制得中间体A；
步骤(1)中反应时需要保证体系高密封性，以避免产物氧化变色，同时反应时需要脱除反应生成的水，以促进反应进行。脱水方式为：初期可加入溶剂带水、常压冷凝脱水或抽真空脱水，待大部分水脱除后，需要抽真空脱水。
(2)将中间体A加入反应器，氮气保护，50℃滴加硫酸二甲酯(摩尔用量为投料中间体A对应四羟丙基乙二胺的摩尔量的1倍)至反应器中，滴加控温50-70℃，滴加完成后加入5％质量份的丙二醇降粘，升温至70-80℃保温反应2h，制得酯化度为3的酯基季铵盐表面活性剂。
方法实施例5
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)四羟丙基乙二胺1mol，硬脂酸3mol，混合物整体质量0.1％的亚磷酸，在氮气保护下升温至180-190℃反应，保持体系密闭并真空脱除反应生成的水，检测体系酸值降低到5mgKOH/g以下时，停止反应，制得中间体A；
步骤(1)中反应时需要保证体系高密封性，以避免产物氧化变色，同时反应时需要脱除反应生成的水，以促进反应进行。脱水方式为：初期可加入溶剂带水、常压冷凝脱水或抽真空脱水，待大部分水脱除后，需要抽真空脱水。
(2)将中间体A加入反应器，氮气保护，50℃滴加硫酸二甲酯(摩尔用量为投料中间体A对应四羟丙基乙二胺的摩尔量的1倍)至反应器中，滴加控温50-70℃，滴加完成后加入5％质量份的丙二醇降粘，升温至70-80℃保温反应2h，制得酯化度为3的酯基季铵盐表面活性剂。
方法实施例6
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)四羟丙基乙二胺1mol，油酸3.8mol，混合物整体质量0.1％的亚磷酸，在氮气保护下升温至180-190℃反应，保持体系密闭并真空脱除反应生成的水，检测体系酸值降低到5mgKOH/g以下时，停止反应，制得中间体A；
步骤(1)中反应时需要保证体系高密封性，以避免产物氧化变色，同时反应时需要脱除反应生成的水，以促进反应进行。脱水方式为：初期可加入溶剂带水、常压冷凝脱水或抽真空脱水，待大部分水脱除后，需要抽真空脱水。
(2)将中间体A加入反应器，氮气保护，50℃滴加硫酸二甲酯(摩尔用量为投料中间体A对应四羟丙基乙二胺的摩尔量的1.5倍)至反应器中，滴加控温50-70℃，滴加完成后加入5％质量份的丙二醇降粘，升温至70-80℃保温反应2h，制得酯化度为4的酯基季铵盐表面活性剂。
方法实施例7
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)四羟丙基乙二胺1mol，油酸3.8mol，混合物整体质量0.1％的亚磷酸，在氮气保护下升温至180-190℃反应，保持体系密闭并真空脱除反应生成的水，检测体系酸值降低到5mgKOH/g以下时，停止反应，制得中间体A；
步骤(1)中反应时需要保证体系高密封性，以避免产物氧化变色，同时反应时需要脱除反应生成的水，以促进反应进行。脱水方式为：初期可加入溶剂带水、常压冷凝脱水或抽真空脱水，待大部分水脱除后，需要抽真空脱水。
(2)将中间体A加入反应器，氮气保护，50℃滴加氯代甲烷(摩尔用量为投料中间体A对应四羟丙基乙二胺的摩尔量的1.5倍)至反应器中，滴加控温50-70℃，滴加完成后加入5％质量份的丙二醇降粘，升温至70-80℃保温反应2h，制得酯化度为4的酯基季铵盐表面活性剂。
方法实施例8
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)四羟乙基乙二胺1mol，油酸3.8mol，混合物整体质量0.1％的亚磷酸，在氮气保护下升温至180-190℃反应，保持体系密闭并真空脱除反应生成的水，检测体系酸值降低到5mgKOH/g以下时，停止反应，制得中间体A；
步骤(1)中反应时需要保证体系高密封性，以避免产物氧化变色，同时反应时需要脱除反应生成的水，以促进反应进行。脱水方式为：初期可加入溶剂带水、常压冷凝脱水或抽真空脱水，待大部分水脱除后，需要抽真空脱水。
(2)将中间体A加入反应器，氮气保护，50℃滴加硫酸二甲酯(摩尔用量为投料中间体A对应四羟乙基乙二胺的摩尔量的1.5倍)至反应器中，滴加控温50-70℃，滴加完成后加入5％质量份的丙二醇降粘，升温至70-80℃保温反应2h，制得酯化度为4的酯基季铵盐表面活性剂。
方法实施例9
一种双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)四羟乙基乙二胺1mol，硬脂酸3mol，混合物整体质量0.1％的亚磷酸，在氮气保护下升温至180-190℃反应，保持体系密闭并真空脱除反应生成的水，检测体系酸值降低到5mgKOH/g以下时，停止反应，制得中间体A；
步骤(1)中反应时需要保证体系高密封性，以避免产物氧化变色，同时反应时需要脱除反应生成的水，以促进反应进行。脱水方式为：初期可加入溶剂带水、常压冷凝脱水或抽真空脱水，待大部分水脱除后，需要抽真空脱水。
(2)将中间体A加入反应器，氮气保护，50℃滴加硫酸二甲酯(摩尔用量为投料中间体A对应四羟乙基乙二胺的摩尔量的1.5倍)至反应器中，滴加控温50-70℃，滴加完成后加入5％质量份的丙二醇降粘，升温至70-80℃保温反应2h，制得酯化度为3的酯基季铵盐表面活性剂。
对比例1
原料即比例为：三乙醇胺1mol，油酸2mol，亚磷酸0.1％质量份。制备方法与试剂比例均与方法实施例1相同。
对比例2
原料即比例为：N-甲基二乙醇胺1mol，油酸2mol，亚磷酸0.1％质量份。制备方法与试剂比例均与方法实施例1相同。
应用性能测试
通过测试作为织物柔软剂使用时的应用性能，来对比不同方案的优劣，主要考察柔软性、抗静电性、耐黄变性、再润湿性，具体测试方法如下。
柔软性
表征样品对织物的软化能力：白色纯棉毛巾，在浓度0.1％的样品水溶液中，50℃浸泡20min，脱水晾干，有经验的人触摸评价柔软性(多人多次评价取平均值)，柔软数值越大代表柔软性越好。
抗静电性
表征样品对织物抗静电能力的改善：按GB/T16801-1997《织物调理剂抗静电性能的测定》方法进行测试，使用ZC-36型超高电阻微电流测试仪(上海第六仪表厂)测试电阻，电阻越小代表抗静电性越好。
耐黄变
表征样品对织物耐黄变性的影响：白色涤纶布，在浓度0.1％的样品水溶液中，50℃浸泡20min，脱水晾干，用WSD-Ⅲ型白度仪测试反射率，反射率值越大代表耐黄变越好。
再润湿性
表征样品对织物再润湿性的影响：白色涤纶布剪成25×2cm的布条，在浓度0.1％的样品水溶液中，50℃浸泡20min，脱水晾干，将其下端浸入铬酸钾溶液中，10min后用尺子测量黄色铬酸钾溶液上升的高度值，上升高度值越高,说明再润湿性越好。
增设空白对照组和市售对照组，空白对照组即为在纺织物中不加入柔顺剂；市售对照组是加入等量的市售非酯基织物柔软剂，其主要成分为双十八烷基二甲基氯化胺。
测试结果如表1所示：
表1性能测试结果
| 组别 | 酯化度 | 柔软性 | 再润湿性 | 抗静电性 | 耐黄变性 |
| 空白组 | -- | 20 | 11cm | 3.3×1013 | 76.8％ |
| 市售对照组 | -- | 63 | 4.6cm | 6.9×108 | 65.2％ |
| 对比例1 | 2 | 65 | 4.7 | 5.7×108 | 59.8％ |
| 对比例2 | 2 | 69 | 4.3 | 5.3×108 | 62.4％ |
| 方法实施例1 | 2 | 78 | 8.7 | 7.9×107 | 75.3％ |
| 方法实施例2 | 3 | 83 | 7.1 | 2.1×108 | 74.6％ |
| 方法实施例3 | 4 | 91 | 5.8 | 4.9×108 | 72.7％ |
| 方法实施例4 | 3 | 84 | 6.8 | 2.6×108 | 76.1％ |
| 方法实施例5 | 3 | 86 | 7.0 | 2.9×108 | 75.4％ |
注：上表中“--”为无酯化度。
从表1可以看出，添加物对织物的柔软性和抗静电均有所提高，但方法实施例1-5可以看出，本发明得到的酯化度为3-4的季铵盐对植物的柔软性和抗静电能力提升更高；且对再润湿性和耐黄变性的负面影响明显更小，有显著的有利效果。
表1可以看出，方法实施例1、2、3分别为主体酯化度2、3、4的样品，均表现出了优秀的应用性能，体现了本发明产品可以在宽酯化度范围实现优秀的应用性能。且酯化度2的样品体现出了更好的再润湿性和抗静电性，酯化度4的样品体现出了更好的柔软性，酯化度3的产品性能介于之间，可以根据应用要求来选择制备不同酯化度产品以满足不同的应用需求，本发明原料及制备方法更能够更加便捷的生产出不同性能的产品，可以根据实际应用需求选择最适合的酯化度，生产成本更低，具有很好的应用价值和前景。
本发明双子型酯基季铵盐表面活性剂也可用于其他日用品中，如护发素和护肤品中，作为柔顺剂使用更好。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
最后应说明的是：本发明实施例公开的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将带烷羟基的二胺类化合物与脂肪酸混合，加入混合物整体质量0.1%-0.3%的催化剂，在氮气保护下升温至反应温度120-220℃酯化反应3-20h，得到中间体A；所述催化剂为亚磷酸、次磷酸、对甲苯磺酸中的任意一种；
（2）将步骤（1）中酯化合成制得的中间体A加入反应釜中的有机溶剂中，体系氮气置换，在50℃-70℃的温度下滴加季胺化试剂，滴加完成后在60℃-90℃下保温反应1-4h，得到本发明双子型酯基季铵盐表面活性剂；所述季胺化试剂为为硫酸二甲酯、卤代甲烷、碳酸二甲酯、硫酸二乙酯和卤代乙烷中的任意一种；
所述双子型酯基季铵盐表面活性剂的化学结构式如式（I）所示：
（I）；
式（I）中，R1为C1-C4的直链或支链烷基；R2、R3、R4、R5为彼此相同或不同的羟基或烷基酯基，且所述R2、R3、R4、R5中至少2-4个为烷基酯基，所述烷基酯基的结构式为-OCOR，所述R为C8-C22的饱和碳链或不饱和碳链；所述R6和R7分别为甲基或乙基；所述X基团为硫酸单甲酯、硫酸单乙酯、卤素和碳酸单甲酯中的任意一种；
式（I）中所述m=0-4，n=0-1。
2.根据权利要求1所述双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中带烷羟基的二胺类化合物为四羟丙基乙二胺、四羟乙基乙二胺、四羟丁基乙二胺、四羟丙基丙二胺和四羟乙基丙二胺中的任意一种。
3.根据权利要求1所述双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述脂肪酸为C8-C22的单脂肪酸。
4.根据权利要求1所述双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中脂肪酸与带烷羟基的二胺类化合物的投料摩尔比为1-4。
5.根据权利要求1所述双子型酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述季胺化试剂的加入量为带烷羟基的二胺类化合物摩尔量的1-1.5倍。
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| GR01 | Patent grant | ||
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