一种功能性表面活性剂的生产方法与流程

本发明涉及表面活性剂，具体涉及一种功能性表面活性剂的生产方法。

背景技术：

1、表面活性剂是一种具有特殊分子结构的物质，其分子结构中同时包含亲水基团和疏水基团，使得它能够在液体表面或两相界面上显著降低表面张力或界面张力。目前，表面活性剂主要包括阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂。相对来说，非离子表面活性剂在水中和有机溶剂中的溶解性更好，并且与其他类型的表面活性剂同样具有良好的相容性，但是非离子表面活性剂的综合性能不够优秀，乳化能力不佳。而两性表面活性剂以其独特的分子结构，能够在溶液中既表现出阴离子表面活性剂的特性，又能表现出阳离子表面活性剂的特性。这种特殊的分子结构使得两性表面活性剂其最大特征在于既能给出质子又能接受质子，因此在溶液中能够形成双电层结构，从而具有更好的稳定性和乳化、分散性能，此外，两性表面活性剂还具有良好的柔软平滑性、抗静电性、杀菌性和抑霉性等特点，这些特性使得它在多个领域具有广泛的应用前景。但是，两性表面活性剂存在ph敏感性，在等电点附近，溶解度会发生下降，进而影响了其在不同ph值环境下的应用效果。

2、为了弥补各种表面活性剂的存在的缺陷，可通过制备特殊结构的表面活性剂，例如申请号为cn202010610482.8的发明专利公开了一种表面活性剂、表面活性剂的合成方法及应用，制备了结构中同时含有季铵盐和聚乙二醇片段的表面活性剂，能够利用彼此的优势，产生优势互补。因此，可以通过对分子结构进行设计，制备出结构中同时含有嵌段结构的表面活性剂，以改善现有技术中存在的缺陷。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的问题，本发明的目的在于提供一种功能性表面活性剂的生产方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种功能性表面活性剂的生产方法，所述表面活性剂采用包括以下原料制成：

4、聚四氢呋喃磺酸衍生物；

5、2-氯-n,n,n-三甲基乙铵氯化物；

6、所述生产方法如下所示：

7、向充满氮气的瓶中加入聚四氢呋喃磺酸衍生物和1,4-二氧六环，摇匀，然后将催化剂加入至瓶中，接着开启加热，当温度维持在50-60℃时，保持1-2h，然后加入2-氯-n,n,n-三甲基乙铵氯化物，加毕，将温度升高至65-70℃，在搅拌条件下保温处理6-8h后，降温出料，即可制得表面活性剂。

8、具体来说，聚四氢呋喃磺酸衍生物结构含有因开环反应产生的活性羟基取代基，经催化剂作用，能够与2-氯-n,n,n-三甲基乙铵氯化物结构中的卤素取代基发生亲核取代，从而制得结构中同时含有磺酸阴离子和季铵阳离子的聚四氢呋喃衍生物，即功能性表面活性剂。

9、作为本发明的进一步方案，所述聚四氢呋喃磺酸衍生物采用以下方法制备：

10、将环氧封端聚四氢呋喃二醇和甲苯搅拌混合均匀，再向形成的混合液中加入n,n-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸和相转移催化剂，加完后，将温度控制在70-80℃，在氮气保护下搅拌9-12h，然后蒸发去除溶剂，即可制得聚四氢呋喃磺酸衍生物。

11、具体来说，在相转移催化剂的作用下，环氧封端聚四氢呋喃二醇结构端部的环氧取代基能够与n,n-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸结构中的活性羟基发生不间断的开环加成，形成结构中含有大量磺酸阴离子，且具有嵌段型结构的聚四氢呋喃衍生物，即聚四氢呋喃磺酸衍生物。

12、作为本发明的进一步方案，所述环氧封端聚四氢呋喃二醇采用以下方法制备：

13、将聚四氢呋喃二醇和甲苯混合，摇匀后，加入过量环氧氯丙烷，同时加入相转移催化剂，加毕，于80-90℃下搅拌1-3h，然后将温度降低至65-75℃，缓慢滴加氢氧化钠水溶液，接着搅拌2-4h后，蒸发溶剂，降温出料，制得环氧封端聚四氢呋喃二醇。

14、具体来说，在相转移催化剂的作用下，聚四氢呋喃二醇结构中的取代羟基首先与环氧氯丙烷结构中的环氧基团发生开环加成，形成中间产物，然后再氢氧化钠的作用下，开环反应产生的羟基与卤素氯反应，形成闭环，实现对聚四氢呋喃二醇的环氧封端，制得环氧封端聚四氢呋喃二醇。

15、作为本发明的进一步方案，所述环氧封端聚四氢呋喃二醇和n,n-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸的摩尔比为1:1-1.2。

16、作为本发明的进一步方案，其特征在于，所述相转移催化剂为四丁基溴化铵、四甲基溴化铵、四丁基氯化铵或者三乙胺中的至少一种。

17、作为本发明的进一步方案，所述聚四氢呋喃二醇的数均分子量为2000。

18、作为本发明的进一步方案，所述氢氧化钠水溶液的质量分数为40-50％。

19、作为本发明的进一步方案，所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或者碳酸钾中的至少一种。

20、作为本发明的进一步方案，所述聚四氢呋喃磺酸衍生物和2-氯-n,n,n-三甲基乙铵氯化物的质量比为1:0.1-0.25。

21、本发明的有益效果：

22、本发明通过制备结构中同时含有大量磺酸阴离子、季铵阳离子和脂肪醇醚结构的表面活性剂，不仅具有良好的溶解性，而且能够表现出优异的稳定性、乳化能力，经测试，本发明制备的表面活性乳化力能够达到1220/s，起沫高度为28ml，初始表面张力为23.18mn/m，表现出了优异的综合性能。

23、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种功能性表面活性剂的生产方法，其特征在于，所述表面活性剂采用包括以下原料制成：

2.根据权利要求1所述的一种功能性表面活性剂的生产方法，其特征在于，所述聚四氢呋喃磺酸衍生物采用以下方法制备：

3.根据权利要求2所述的一种功能性表面活性剂的生产方法，其特征在于，所述环氧封端聚四氢呋喃二醇采用以下方法制备：

4.根据权利要求2所述的一种功能性表面活性剂的生产方法，其特征在于，所述环氧封端聚四氢呋喃二醇和n,n-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸的摩尔比为1:1-1.2。

5.根据权利要求2或3任一项所述的一种功能性表面活性剂的生产方法，其特征在于，所述相转移催化剂为四丁基溴化铵、四甲基溴化铵、四丁基氯化铵或者三乙胺中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的一种功能性表面活性剂的生产方法，其特征在于，所述聚四氢呋喃二醇的数均分子量为2000。

7.根据权利要求3所述的一种功能性表面活性剂的生产方法，其特征在于，所述氢氧化钠水溶液的质量分数为40-50％。

8.根据权利要求1所述的一种功能性表面活性剂的生产方法，其特征在于，所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或者碳酸钾中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的一种功能性表面活性剂的生产方法，其特征在于，所述聚四氢呋喃磺酸衍生物和2-氯-n,n,n-三甲基乙铵氯化物的质量比为1:0.1-0.25。

技术总结本发明涉及表面活性剂技术领域，公开了一种功能性表面活性剂的生产方法，该表面活性剂是由聚四氢呋喃磺酸衍生物和2‑氯‑N,N,N‑三甲基乙铵氯化物为原料，经取代反应制成，其中聚四氢呋喃磺酸衍生物是通过使用聚四氢呋喃二醇为起始原料，首先通过使用环氧氯丙烷对其进行封端，再利用相转移催化剂，使其与N,N‑双(2‑羟乙基)‑2‑氨基乙磺酸发生连续不间断的开环聚合，进而形成结构中含有大量磺酸阴离子，且具有嵌段型结构的聚四氢呋喃衍生物，即聚四氢呋喃磺酸衍生物，通过该种方法制备的表面活性剂乳化能力强，稳定性好，具有良好的使用价值。技术研发人员：卢杨敏,廖志晖受保护的技术使用者：广州敏峰高新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2