TWI648096B - 界面活性劑、其製造方法及包含此界面活性劑之溶液 - Google Patents

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

Abstract

本發明有關於一種界面活性劑、其製造方法及包含此界面活性劑之溶液。本發明之界面活性劑具有如下式(I)所示之結構:
於式(I)中,R1代表碳數為8至30之烷基、烷基苯基或如下式(II)所示之結構;R2代表碳數為2至4之伸烷氧基,其中R2之烷基與R1O-鍵結;R3代表碳數為3至18之烷基、碳數為3至18之氧烷基、酚基或鄰甲酚基;n代表0至100之範圍中之數值;且m代表0.1至10之範圍中之數值;
於式(II)中,R4代表氫原子或碳數為1至4之烷基;z代表1至3之整數,且「*」代表鍵結處。

Description

界面活性劑、其製造方法及包含此界面 活性劑之溶液
本發明係有關一種界面活性劑,特別是提供一種具有良好消泡性、潤濕滲透性且膠化濃度差值較小的界面活性劑及其應用。
一般之界面活性劑的結構具有親油基團與親水基團,且其親水親油平衡(Hydrophile Lipophilic Balance;HLB)值可藉由不同之親油基團與親水基團調整,而可具有不同之乳化能力與界面性質(例如:消泡性、潤濕滲透性、稀釋性與膠化濃度等),進而滿足不同之應用需求。
由於一般界面活性劑的分子鏈末端係活性烴基,故此些界面活性劑於應用時,不易消除因溶液震盪所形成之泡沫,而降低其應用性。因此,為了有效提升界面活性劑之消泡性,一般係以烷基試劑(例如:芳基鹵代烷或二烷 基硫酸酯)對界面活性劑末端之活性烴基進行封端反應,以取代末端之活性烴基,並進一步提升其消泡性。
然而,前述封端反應所使用之烷基試劑均為毒性物質,其反應所形成之廢棄物質易對環境造成衝擊。另外,於前述之反應完成後,所形成之產物須加入大量水進一步水洗純化,以相分離去除未反應之反應物。據此,其反應製程較繁複,且須耗費大量之原料成本及能源成本。
有鑑於此,亟須提供一種具有良好消泡性與潤濕滲透性的界面活性劑、其製造方法及包含此界面活性劑之溶液,以改進習知界面活性劑、其製造方法與包含此界面活性劑之溶液的缺陷。
因此,本發明之一態樣是在提供一種界面活性劑,此界面活性劑具有特定結構,且藉由其封端基團,此界面活性劑具有良好之消泡性及潤濕滲透性。
本發明之另一態樣是在提供一種界面活性劑之製造方法,此製造方法僅須藉由單步驟反應即可製得前述之界面活性劑。
本發明之又一態樣是在提供一種溶液,其包含前述之界面活性劑。
根據本發明之一態樣,提出一種界面活性劑。此界面活性劑具有如下式(I)所示之結構:
於式(I)中,R1代表碳數為8至30之烷基、烷基苯基或如下式(II)所示之結構;R2代表碳數為2至4之伸烷氧基,其中R2之烷基與R1O-鍵結;R3代表碳數為3至18之烷基、碳數為3至18之氧烷基、酚基或鄰甲酚基;n代表0至100之範圍中之數值;且m代表0.1至10之範圍中之數值;
於式(II)中,R4代表氫原子或碳數為1至4之烷基;z代表1至3之整數,且「*」代表鍵結處。
依據本發明之一實施例,前述之R1代表烷基苯基或如式(II)所示之結構。
依據本發明之另一實施例,前述之R2代表碳數為2至3之伸烷氧基。
依據本發明之又一實施例,前述界面活性劑於4℃之膠化濃度差值小於20重量百分比。
根據本發明之另一態樣,提出一種界面活性劑之製造方法。此製造方法係先提供混合物,並對此混合物進行單步驟反應,即可製得前述之界面活性劑。
其中,此混合物包含如下式(III-1)所示之化合物(A)與式(III-2)所示之化合物(B):
於式(III-1)中,R1代表碳數為8至30之烷基、烷基苯基或苯乙烯化苯基;R2代表碳數為2至4之伸烷氧基,其中R2之末端氧原子與氫原子鍵結;且n代表0至100之範圍中之數值;於式(III-2)中,R3代表碳數為3至18之烷基、碳數為3至18之氧烷基、酚基或鄰甲酚基。
依據本發明之一實施例,前述之混合物包含觸媒(C)。
依據本發明之另一實施例,基於前述如式(III-1)所示之化合物(A)的總使用量為100重量份,觸媒(C)之使用量為0.1重量份至5重量份。
依據本發明之又一實施例,前述單步驟反應之反應溫度為50℃至120℃。
根據本發明之又一態樣,提出一種溶液。此溶液包含前述之界面活性劑。
應用本發明之界面活性劑,此界面活性劑具有特定之結構,而具有良好之消泡性與濕潤滲透性。其次,本發明界面活性劑之製造方法不須耗費大量之有機溶劑或水,而可減輕環境負擔,並省略純化所需耗費之成本。另外,此製造方法僅需藉由單步驟反應即可製得界面活性劑,而可減少繁複之實驗流程,並降低能源成本。
以下仔細討論本發明實施例之製造和使用。然而,可以理解的是,實施例提供許多可應用的發明概念,其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論之特定實施例僅供說明,並非用以限定本發明之範圍。
本發明所稱之「單步驟反應」係指混合物僅須進行一步反應,即可製得本發明之界面活性劑。須說明的是,此處所言之單步驟反應可包含複數個反應機制,而非僅指單一反應機制。其中,此些反應機制可包含觸媒材料降低反應活化能之機制、環氧化物之開環機制,以及鏈聚合鍵結之機制等。依據混合物組成之不同,前述之反應機制可同時發生或不同時發生,或者以不同於前述之順序發生。
本發明界面活性劑之製造方法係先提供混合物,其中此混合物包含如下式(III-1)所示之化合物(A)與式(III-2)所示之化合物(B):
於式(III-1)中,R1代表碳數為8至30之烷基、烷基苯基或苯乙烯化苯基;R2代表碳數為2至4之伸烷氧基,其中R2之末端氧原子與氫原子鍵結;且n代表0至100之 範圍中之數值;於式(III-2)中,R3代表碳數為3至18之烷基、碳數為3至18之氧烷基、酚基或鄰甲酚基。
前述碳數為8至30之烷基可為直鏈烷基或支鏈烷基。在一些實施例中,碳數為8至30之烷基可包含但不限於正辛基、異辛基、2-乙基己烷、正壬基、異壬基、2-甲基辛基、3-甲基辛基、4-甲基辛基、5-甲基辛基、6-甲基辛基、2-乙基庚基、3-乙基庚基、4-乙基庚基、5-乙基庚基、2-丙基己烷、3-丙基己烷、正癸基、異癸基、2-甲基壬基、3-甲基壬基、4-甲基壬基、5-甲基壬基、6-甲基壬基、7-甲基壬基、2-乙基辛基、3-乙基辛基、4-乙基辛基、5-乙基辛基、6-乙基辛基、2-丙基庚基、3-丙基庚基、4-丙基庚基、2-丁基己基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、2-戊基壬基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷、正二十四烷或正二十五烷等、其他適當之烷基鏈段,或上述基團之任意組合。
當R1代表碳數小於8之烷基時,過短之烷基鏈段具有潤濕滲透性不佳之缺陷;當R1代表碳數大於30之烷基時,過長之烷基鏈段具有溶解度差與膠化濃度差值變大之缺陷。較佳地,當R1代表烷基時,烷基之碳數可為8至25,且更佳可為8至18。
當R1代表烷基苯基時,此烷基取代基之碳數可為8至18,且此烷基取代基可為直鏈烷基或支鏈烷基。在一 些實施例中,當R1代表烷基苯基時,苯基上之烷基取代基的鍵結位置沒有特別之限定。
在一些實施例中,前述烷基苯基上之烷基取代基的個數可不止為一個。換言之,此苯基基團可具有至少一個烷基取代基。在此些實施例中,當烷基取代基之個數大於1時,此些烷基取代基可為相同或不相同。
當R1代表苯乙烯化苯基時,R1可具有如下式(II)所示之結構:
於式(II)中,R4代表氫原子或碳數為1至4之烷基;z代表1至3之整數,且「*」代表鍵結處。
當R1可具有如式(II)所示之結構時,z較佳可為2。當z為3時,所製得之界面活性劑具有更佳之消泡性與潤濕滲透性。
在一些實施例中,R1較佳可代表烷基苯基或苯乙烯化苯基。當R1代表烷基苯基或苯乙烯化苯基時,所製得之界面活性劑可具有更佳之消泡性與潤濕滲透性。
在一些實施例中,當R1代表烷基苯基或苯乙烯化苯基,且所製得之界面活性劑應用於塗料時,此界面活性劑之苯環基團可做為潤濕滲透分散助劑,進而有效提升其互溶性。
於式(III-1)中,R2所代表之碳數為2至4之伸烷氧基可為伸乙氧基、伸丙氧基、伸異丙氧基、伸丁氧基或伸異丁氧基。在一些實施例中,R2較佳代表碳數為2至3之伸烷氧基。舉例而言,R2可為伸乙氧基、伸丙氧基或伸異丙氧基。當R2為碳數為2至3之伸烷氧基時,所製得之界面活性劑可具有更佳之消泡性及潤濕滲透性。
在一些實施例中,n較佳可為1至50,且更佳可為5至30。
於式(III-2)中,碳數為3至18之烷基可為直鏈烷基或支鏈烷基。在一些實施例中,碳數為3至18之烷基可包含但不限於正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基、異戊基、正己基、異己基、正庚基、異庚基、正辛基、異辛基、2-乙基己烷、正壬基、異壬基、2-甲基辛基、3-甲基辛基、4-甲基辛基、5-甲基辛基、6-甲基辛基、2-乙基庚基、3-乙基庚基、4-乙基庚基、5-乙基庚基、2-丙基己烷、3-丙基己基、正癸基、異癸基、2-甲基壬基、3-甲基壬基、4-甲基壬基、5-甲基壬基、6-甲基壬基、7-甲基壬基、2-乙基辛基、3-乙基辛基、4-乙基辛基、5-乙基辛基、6-乙基辛基、2-丙基庚基、3-丙基庚基、4-丙基庚基、2-丁基己基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、2-戊基壬基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、其他適當之烷基鏈段,或上述基團之任意組合。若R3代表烷基,但其碳數小於3時,由於R3基團過小,故所製得之界面活性劑具有較差之消泡性與潤濕滲透性。若R3所代表烷 基之碳數大於18時,由於此R3基團偏油性,故後續所製得之界面活性劑與水之互溶性較差,而降低其應用性。在一些實施例中,R3所代表烷基之碳數較佳可為4至12。
於式(III-2)中,碳數為3至18之氧烷基可為直鏈氧烷基或支鏈氧烷基。在一些實施例中,碳數為3至18之氧烷基可包含但不限於正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、正戊氧基、異戊氧基、正己氧基、異己氧基、正庚氧基、異庚氧基、正辛氧基、異辛氧基、2-乙基己氧烷、正壬氧基、異壬氧基、2-甲基辛氧基、3-甲基辛氧基、4-甲基辛氧基、5-甲基辛氧基、6-甲基辛氧基、2-乙基庚氧基、3-乙基庚氧基、4-乙基庚氧基、5-乙基庚氧基、2-丙基己氧烷、3-丙基己氧基、正癸氧基、異癸氧基、2-甲基壬氧基、3-甲基壬氧基、4-甲基壬氧基、5-甲基壬氧基、6-甲基壬氧基、7-甲基壬氧基、2-乙基辛氧基、3-乙基辛氧基、4-乙基辛氧基、5-乙基辛氧基、6-乙基辛氧基、2-丙基庚氧基、3-丙基庚氧基、4-丙基庚氧基、2-丁基己氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基、正十三烷氧基、正十四烷氧基、2-戊基壬氧基、正十五烷氧基、正十六烷氧基、正十七烷氧基、正十八烷氧基、其他適當之氧烷基鏈段,或上述基團之任意組合。相同地,若R3代表氧烷基,但碳數不為前述之範圍時,所製得之界面活性劑具有較差之消泡性與潤濕滲透性。在一些實施例中,R3所代表氧烷基之碳數較佳可為4至12。
在一些實施例中,當前述R1為碳數為8至30之烷基時,R3較佳可為親油性基團(例如:酚基或鄰甲酚基 等),以平衡所製得界面活性劑之親水親油平衡值,而可調整所製得界面活性劑之消泡性與潤濕滲透性。
在一些實施例中,基於式(III-1)所示之化合物(A)的總使用量為100重量份,式(III-2)所示之化合物(B)的使用量可為5重量份至50重量份,較佳為10重量份至40重量份,且更佳可為15重量份至35重量份。
於前述之混合物混合均勻後,對混合物進行單步驟反應,即可製得本發明之界面活性劑。當單步驟反應進行時,前述式(III-1)所示之化合物(A)可與式(III-2)所示之化合物(B)反應,其中式(III-2)中的環氧基團鍵結可被斷開,並鍵結形成界面活性劑。在一些實施例中,單步驟反應之反應溫度可為60℃至140℃,較佳可為70℃至130℃,且更佳可為90℃至110℃。
在一些實施例中,前述之混合物可選擇性地包含觸媒(C),其中觸媒(C)可包含酸觸媒或鹼觸媒。在一些實施例中,觸媒(C)可包含但不限於三苯基膦、三乙基胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氯化鋁、三氟化硼、四烷基銨鹽、四異丙氧基錫、過氯酸鋅、其他適當之觸媒材料及上述材料之任意組合。
當混合物包含觸媒(C)時,前述單步驟反應之個別反應機制的活化能與總反應機制之活化能均可被降低,而使單步驟反應更易進行,並提升單步驟反應之反應效能。
在一些實施例中,基於式(III-1)所示之化合物(A)的總使用量為100重量份,觸媒(C)之使用量可為0.1重 量份至5重量份,且較佳可為0.5重量份至3重量份。當觸媒(C)之使用量小於0.1重量份時,過少之觸媒含量無法有效降低單步驟反應之反應活化能,而不具提升反應效能之功效。當觸媒(C)之使用量大於5重量份時,過多之觸媒含量除徒增原料成本外,其亦無法更進一步地提升反應效能。
於進行前述之單步驟反應後,所製得之界面活性劑具有如下式(I)所示之結構:
於式(I)中,m代表0.1至10之範圍中之數值,且R1、R2、R3與n之定義如前所述,在此不另贅述。
在一些實施例中,m較佳可為0.5至3之範圍中之數值。當m小於0.1時,所製得之界面活性劑具有較差之消泡性及潤濕滲透性;當m大於10時,所製得之界面活性劑具有較差之潤濕滲透性。
在一些實施例中,本發明所製得之界面活性劑具有較佳之稀釋性與低溫流動性。一般而言,未改質之界面活性劑通常具有較大範圍的膠化區範圍。於一般評估界面活性劑之膠化區範圍的方法中,含有界面活性劑之水溶液的膠化濃度係以10重量百分比為最低濃度,100重量百分比為最高濃度,且以遞增濃度差為10重量百分比的方法,將界面活性劑配製為10個樣品水溶液,以進行評估。須說明的是,此處所言之「膠化」係指含有界面活性劑之水溶液膠化,而流動性降低,甚至於不具流動性之現象。
換言之,當前述水溶液產生膠化之濃度範圍涵蓋越廣時,此界面活性劑所調配之水溶液於特定溫度下越易產生膠化不流動之狀況。一般而言,隨著操作溫度下降,界面活性劑之膠化濃度範圍涵蓋較廣者,於低溫環境更易膠化凝固,而不易稀釋,進而限制其應用性。
在一些實施例中,當前述單步驟反應進行後,所製得之反應產物(亦即前述之界面活性劑)可進一步地進行純化操作,以去除產物中之觸媒(C)及/或剩餘之反應物。惟,此純化操作不須耗費大量之水來進行相分離純化,故不產生廢液。在一些實施例中,前述單步驟反應所製得之產物可進一步升溫至100℃以上,即可去除反應產物中之觸媒(C)。其中,於升溫去除觸媒(C)後,所得之產物可進一步過濾,以提升所製得界面活性劑之純度。
前述本發明界面活性劑之製造方法不須額外添加溶劑,故於進行單步驟反應後,不須耗費大量水精製純化所製得之界面活性劑,故可大幅降低能源成本及原料成本。其次,前述本發明之單步驟反應不須添加烷基試劑(例如:芳基鹵代烷或二烷基硫酸酯等)進行封端反應,而不須以水洗除未反應之反應物,進而不產生廢液,因此不須進一步以相分離等之純化步驟精製所得之產物(即界面活性劑)。據此,藉由前述之單步驟反應,本發明可更簡便且有效地製得界面活性劑。
在一些具體例中,所製得之界面活性劑具有良好消泡性與潤濕滲透性,以及較小之膠化濃度差值。在此些 具體例中,本發明之界面活性劑於低溫(例如:4℃)時具有小於20重量百分比之膠化濃度差值。
在一應用例中,本發明亦揭示一種包含此界面活性劑之溶液。其中,由於本發明之界面活性劑具有良好之消泡性與潤濕滲透性,故包含此界面活性劑之溶液可用以抑制製程之消泡性、提升溶液組成之分散性,及/或提升溶液之乳化能力。另外,由於本發明之界面活性劑具有較小之膠化濃度差值,故包含此界面活性劑之溶液具有較寬廣之應用溫度範圍與較佳之低溫凍融安定性,進而具有較佳之稀釋性與低溫抗凍性。
舉例而言,包含本發明之界面活性劑的溶液可包含但不限於清潔劑、顏料分散劑、紡織精練劑、其他包含界面活性劑之適當溶液,或上述溶液之任意組合。
另外,由於本案之界面活性劑具有良好之消泡性、潤濕滲透性、乳化能力、表面張力性質,以及較小之膠化濃度差值,故基於應用之需求,除前述所言之應用領域外,此界面活性劑亦可使用於其他適當之應用領域與環境溫度。
其次,為提升本發明界面活性劑之應用性,本發明所製得之界面活性劑較佳係澄清液體,且其於前述包含此界面活性劑之溶液中,具有良好之分散性。
以下利用實施例以說明本發明之應用,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。
製備界面活性劑
以下係根據第1表製備實施例1至實施例6之界面活性劑。
實施例1
首先,將100重量份之聚氧乙烯辛基苯基醚,與2.6重量份之氫氧化鉀加至反應槽中。接著,將29重量份之丁基縮水甘油醚緩慢滴入反應槽中。待前述之混合物均勻混合後,將反應槽之溫度設定為100℃至110℃,以對混合物進行單步驟反應。待反應完成後,加入吸附劑及水,並將反應槽之溫度加熱至100℃以上,以進行精製。待氫氧化鉀去除後,過濾所得之產物,即可製得如下式(IV-1)所示之實施例1之界面活性劑。所得之界面活性劑以下述消泡性、表面張力、潤濕滲透性與膠化評估之評價方式進行評價,其中消泡性、表面張力與潤濕滲透性之評價項目所得結果如第2-1表所示,膠化評估之評價項目所得結果如第2-2表所示。
於式(IV-1)中,R11代表辛基苯;n1代表12;且m1代表1.0。
實施例2至實施例6
實施例2至實施例6之界面活性劑的製作方法係使用與實施例1之界面活性劑的製作方法相同之合成步驟,不同之處在於實施例2至實施例6係改變反應物之種類及使用量,其配方及反應條件如第1表所示。其中,實施例2至實施例6所製得之界面活性劑分別具有如下式(IV-2)至式(IV-6)所示之結構。所得之界面活性劑分別以下述消泡性、表面張力與潤濕滲透性之評價方式進行評價,且其結果如第2-1表所示。另外,實施例2所製得之界面活性劑進一步以膠化評估之評價方式進行評價,且其所得之結果如第2-2表所示。
於式(IV-2)中,R12代表碳數為9至11之烷基;n2代表10;且m2代表0.5。
於式(IV-3)中,R13代表;R43代表氫原子;z3代表2;n3代表13;且m3代表1.0。
於式(IV-4)中,R14代表十二烷基;n4代表12.0;且m4代表1.0。
於式(IV-5)中,R15代表碳數為12至14之烷基;n5代表12.0;且m5代表1.0。
於式(IV-6)中,R16代表碳數為9至11之烷基;n61代表8.0;n62代表2.0;且m6代表1.0。
比較例1至比較例4
比較例1至比較例4係使用一般市售之界面活性劑,且其製造商與型號分別如下所列。比較例1至比較例 4之界面活性劑分別以下述消泡性、表面張力與潤濕滲透性之評價方式進行評價,且其結果如第2-1表所示。另外,比較例1與比較例2之界面活性劑進一步以膠化評估之評價方式進行評價,且其所得之結果如第2-2表所示。
比較例1:中日合成化學股份有限公司製造,且型號為SINOPOL 866之聚氧乙烯烷基苯醚。
比較例2:中日合成化學股份有限公司製造,且型號為SINOPOL D1910之聚氧乙烯烷基醚。
比較例3:中日合成化學股份有限公司製造,且型號為SINOPOL 613之聚氧乙烯苯乙烯芳基醚。
比較例4:中日合成化學股份有限公司製造,且型號為SINOPOL 1907HB之聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚。
比較例5
首先,將100重量份之聚氧乙烯辛基苯基醚與4.0重量份之氫氧化鈉加至反應槽中。接著,將12.4重量份之氯甲苯(Benzyl Chloride)緩慢滴入反應槽中。待混合均勻後,將反應槽之溫度加熱至100℃至110℃,以進行封端反應。待反應完成後,加入純水至反應槽中,並攪拌均勻。然後,升溫至90℃,並靜置。待反應槽中溶液分層後,移除水層。
將芒硝(Glauber salt)與純水加至反應槽中,並攪拌均勻。然後,升溫至90℃,並靜置。待溶液分層後,移除水層。之後,將純水加至反應槽中,並於負壓下,加熱 至100℃以上,以脫除氯甲苯,即可製得如下式(IV-7)所示之比較例5的界面活性劑。所得之界面活性劑以下述消泡性、表面張力與潤濕滲透性之評價方式進行評價,其結果如第2-1表所示。
於式(IV-7)中,R'代表辛基苯;且n'代表14。
評價項目 1.消泡性
消泡性之評價方法係參酌羅斯法(Ross-Mile test;ISO-696-1975)進行。簡言之,將前述實施例1至實施例6及比較例1至比較例5之界面活性劑分別配製為濃度為0.1重量百分比與1.0重量百分比之待測水溶液,並將1000mL之待測水溶液放置於25℃之恆溫槽中。經過30分鐘後,取200mL之恆溫處理後的待測水溶液沖洗並潤濕Ross-Mile管柱。沖洗潤濕後,排掉待測水溶液,再加入50mL之待測水溶液至Ross-Mile管柱內,不可有泡沫。然後,將恆溫處理後之200mL的待測水溶液由Ross-Mile管柱之上端注入,並於20秒至25秒之時間內注入至管柱中。接著,紀錄溶液注入Ross-Mile管柱後的泡沫高度(即起泡高度)並開始計時,待5分鐘後,觀察泡沫高度(即消泡高度)並紀錄之。
然後,重複前述之步驟至少三次,記錄每次溶液注入後之起泡高度與消泡高度,並計算其平均高度。
2.表面張力
將前述實施例1至實施例6及比較例1至比較例5之界面活性劑分別配製為濃度為0.1重量百分比與1.0重量百分比之待測水溶液,並將待測水溶液放置於25℃之環境中。至少經過120分鐘後使用本案所屬技術領域所熟知之表面張力機量測上述待測水溶液的表面張力。
3.潤濕滲透性
將前述實施例1至實施例6及比較例1至比較例5之界面活性劑分別配製為濃度為0.1重量百分比與1.0重量百分比之待測水溶液,並將待測水溶液放置於25℃之環境中,經過30分鐘後,以鑷子夾起一片圓形絨布(直徑2.5公分,且厚度0.3公分),輕放至待測溶液表面,並記錄從液面落至杯底所需時間,重複上述之步驟至少三次,並計算其平均值。
4.膠化評估
將實施例1、實施例2、比較例1與比較例2之界面活性劑分別配置為樣品水溶液,其中此些樣品水溶液之濃度分布係介於10重量百分比至100重量百分比,且其濃度遞增差值均為10重量百分比。據此,每一個實施例與比較例之界面活性劑均可配製為10個不同濃度之樣品水溶液。
然後,將此些樣品水溶液放置於4℃之環境中,經1天、5天、10天及30天後,以目視之方式觀察樣品水溶液是否有膠化現象,並以下述之基準進行評價:◎:樣品水溶液為流動性良好之液態溶液。
□:樣品水溶液為流動性較差之高黏度液態溶液。
△:樣品水溶液已些微膠化,而呈現霧狀(hazy)。
╳:樣品水溶液已完全膠化為固態。
根據第2-1表之評價結果可知,本案之界面活性劑具有良好之消泡性、潤濕滲透性及表面張力性質。據此,本案之界面活性劑可適用於作為清潔劑、分散劑或精練劑等溶液之組成,而可提升前述各種溶液所須之消泡性、清潔性與分散性等。
其次,根據第2-2表所載「膠化評估」之評價結果可知,本案之界面活性劑於低溫環境(例如4℃)下仍具有較小之膠化濃度差值(小於20重量百分比)。故,本案之界面活性劑具有較佳之稀釋性,且於低溫下仍具有良好之流動性,而可適用於較寬廣之應用溫度範圍,進而提升其應用便利性。
另外,本發明界面活性劑之製造方法可僅藉由單步驟反應即製得界面活性劑,且本發明之單步驟反應不須額外添加溶劑至反應槽中。其中,於反應完成後,本發明亦不須使用大量之水清洗純化所製得之界面活性劑。據此,本發明界面活性劑之製造方法可大幅降低界面活性劑之原料成本,並可減少後端純化步驟所耗費之材料與能源。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

  1. 一種界面活性劑,具有如下式(I)所示之結構: 於式(I)中,該R1代表碳數為8至30之烷基、烷基苯基或如下式(II)所示之結構;該R2代表碳數為2至4之伸烷氧基,其中該R2之烷基與R1O-鍵結;該R3代表碳數為3至18之烷基、碳數為3至18之氧烷基、酚基或鄰甲酚基;該n代表0至100之範圍中之數值;且該m代表0.1至10之範圍中之數值; 於式(II)中,該R4代表氫原子或碳數為1至4之烷基;該z代表1至3之整數,且該「*」代表鍵結處。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之界面活性劑,其中該R1代表烷基苯基或如式(II)所示之結構。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之界面活性劑,其中該R2代表碳數為2至3之伸烷氧基。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之界面活性劑,其中該界面活性劑於4℃之膠化濃度差值小於20重量百分比。
  5. 一種界面活性劑之製造方法,包含:提供一混合物,其中該混合物包含如下式(III-1)所示之化合物(A)與式(III-2)所示之化合物(B): 於式(III-1)中,該R1代表碳數為8至30之烷基、烷基苯基或苯乙烯化苯基;R2代表碳數為2至4之伸烷氧基,其中當該R1代表苯乙烯化苯基時,該R1具有如下式(II)所示之結構;該R2之末端氧原子與氫原子鍵結;且該n代表0至100之範圍中之數值; 於式(II)中,該R4代表氫原子或碳數為1至4之烷基;該z代表1至3之整數,且該「*」代表鍵結處;於式(III-2)中,該R3代表碳數為3至18之烷基、碳數為3至18之氧烷基、酚基或鄰甲酚基;以及 對該混合物進行一單步驟反應,以製得如申請專利範圍第1至4項中之任一項所述之該界面活性劑。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之界面活性劑之製造方法,其中該混合物包含觸媒(C)。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之界面活性劑之製造方法,其中基於如式(III-1)所示之該化合物(A)之總使用量為100重量份,該觸媒(C)之一使用量為0.1重量份至5重量份。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之界面活性劑之製造方法,其中該單步驟反應之一反應溫度為60℃至140℃。
  9. 一種溶液,包含如申請專利範圍第1至4項中之任一項所述之界面活性劑。
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