一種乳化液膜用表面活性劑及其製備方法
2023-09-22 04:14:05
專利名稱：一種乳化液膜用表面活性劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及液膜分離技術，具體地說是提供一種用於液膜分離工業化應用的表面活性劑及其製備方法。
國際上，液膜分離技術在七十年代逐漸興起。在液膜分離技術中最關鍵的問題之一是採用一種理想的表面活性劑，而目前國內外市售的用於液膜分離技術的表面活性劑均存在溶脹率過大，破損率高，液膜穩定性差的缺點，因此，不能滿足工業規模連續運行的要求。
國外正處中試和向工業應用過渡階段的取得成效的液膜用表面活性劑有美國專利US4,259,189公開的ENJ-3029和英國專利Brit、UK2,038,201公開的ECA-4360。根據這兩項專利文獻記載的內容，這兩種表面活性劑均為聚胺類衍生物，平均分子量均為2000左右，其結構式分別如下ENJ-3029 式中m約為40，平均分子量約為2000 式中n約為40，平均分子量約為2000雖然上述兩種液膜用表面活性劑在較高溫度下液膜穩定性較span-80等有較大提高，但是它們屬低分子範圍，仍存在著溶脹過大、運行過程液膜穩定性欠佳的缺點。
上述與本發明最接近的兩篇對比文獻中均未公開其製備方法。
本發明的目的在於克服背景技術的缺點，創造一種能滿足工業規模連續運行要求的液膜用表面活性劑及其製備方法。從原料的選擇、工藝路線的設定入手，以改變親油基、親水基的組成和分子量、分子量分布，使本發明的表面活性劑不僅在多種條件下能極大地降低液膜的溶脹，而且破損率低、液膜穩定性好。本發明的製備方法工藝簡單、易操作、設備投資少且節能，原料來源充裕，且價格低廉，產品成本低。
本發明的目的可通過以下措施來達到一種乳化液膜用表面活性劑，其特徵在於它的有效成份主要為長鏈烴基單丁二醯亞胺的聚胺類衍生物，它的結構通式為 式中，R為異丁烯與異戊二烯的共聚物，其中異丁烯組份含量的重量百分比為97.5～98％，異戊二烯組份含量的重量百分比為2～2.5％；n為2～10的整數，其平均分子量為2000～10000，分子量分布指數大於3。
一種聚胺類乳化液膜用表面活性劑的製備方法，其特徵在於它依次包括如下步驟步驟一分子量為2000～10000的裂解丁基膠的製備a)分子量為40～70萬的丁基膠為原料，b)採用遠紅外加熱爐，N2保護下進行熱降解，其熱降解溫度為280℃～300℃，恆溫時間為40～90分鐘，製得平均分子量在2000～10000範圍內不等的可滿足不同條件需要的裂解丁基膠；步驟二30％～60％重量百分比的裂解丁基膠膠液的配製緊接步驟一，趁熱加入非極性溶劑磺化煤油或精製柴油或白礦油或液體石蠟，配製成按丁基膠重量百分比計的30％～60％的裂解丁基膠膠液，且趁熱過濾，除去殘留的小膠塊；步驟三熱加合將經溶解、過濾後的丁基膠膠液放入密封且帶攪拌的反應器中，加熱至120℃～150℃時，按馬來酸酐/裂解丁基膠的摩爾比為1.0～1.2/1的量加入馬來酸酐，然後緩慢升溫至200℃～240℃，並在該溫度下恆溫、攪拌反應8～12小時，製得長鏈烴基丁二酸酐溶液；步驟四胺化將長鏈烴基丁二酸酐溶液冷卻至60℃～室溫後用苯或甲苯按1∶1～3重量份混合稀釋，過濾後放入帶攪拌的回流的反應器中，按乙烯胺類化合物/長鏈烴基丁二酸酐的摩爾比為1.0～1.2/1.0加入乙烯胺類化合物，進行胺化反應，加熱回流二小時；再將其產物升溫至130℃～150℃後，經減壓蒸餾至除盡混合反應物中的水及溶劑苯或甲苯，製得乳化液膜用表面活性劑。
本發明與背景技術相比具有如下優點(1)本發明的表面活性劑以來源充裕、價格低廉的丁基膠為原料，並通過控制製備的工藝條件，製得數均分子量在2000～10000範圍內，分散指數大於3的中間原料裂解丁基膠，分別加入不同的非極性溶劑和乙烯胺類化合物胺化製備出不同組成、不同結構的能滿足不同條件需要的系列產品，因而擴大了適用範圍。
(2)本產品不溶於水、丙酮和乙醇，而溶於汽油、煤油、柴油、礦物油、石蠟油、正己烷等有機溶劑，因此，特別適用製備油包水型乳液。在乳化液膜中，本表面活性劑不僅是一種性能優良的乳化劑，而且還是有效的膜增強劑。在它的作用下，液膜穩定性好、破損率低、溶脹率小。且與各類載體配伍性能極佳，能廣泛適用於酸、中、鹼性液膜體系。表面活性劑分子量大小，組成與液膜穩定性和溶脹的關係，見附表1。
(3)本發明的製備方法，工藝簡單、易操作，設備投資少且節能。
附表1
圖1為一種乳化液膜用表面活性劑製備工藝流程示意圖。
下面將通過實施例及附圖對本發明作進一步詳述步驟一裂解丁基膠的製備以市售日本268丁基膠為原料，將其切成膠片，其厚度以不大於0.5cm為宜，稱取1000克均勻地平鋪於不鏽鋼託盤中，然後把託盤置於密閉的遠紅外加熱爐中，N2保護下，升溫至200℃，這時丁基膠開始膨化--熔化--解，開啟排風機及時將產生的氣體排出。繼續升溫至280℃～300℃，升溫過程時間約為30分鐘，丁基膠開始裂解，在280℃～300℃的溫度範圍內，恆溫40～90分鐘，中間可打開爐門進行攪拌，當膠液的流動性明顯增加時，控制恆溫時間，隨裂解溫度的升高和恆溫時間的延長可製得不同分子量的裂解丁基膠，其裂解溫度、恆溫時間與分子量及分子量分布的關係由表2列表提供。
步驟二按表2中的用量趁熱加入磺化煤油或精製柴油或白礦油或液體石蠟等非極性溶劑分別配製重量百分比為30％～60％的裂解丁基膠膠液，然後再趁熱過濾、除去殘留小膠塊。
步驟三熱加合稱取經溶解、過濾後的丁基膠膠液放入密封且帶攪拌的反應器中，加熱至120℃～150℃時按表2中所列工藝條件加入馬來酸酐，然後分別升溫至各實施例的熱加合溫度，並在該溫度下恆溫、攪拌按各實施例所需反應時間反應數小時製得長鏈烴基丁二酸酐溶液。
步驟四胺化將長鏈烴基丁二酸酐溶液冷卻至60℃至室溫後，按表2中用量加入苯或甲苯稀釋，過濾後放入帶攪拌的四口回流反應器中，再按表2中用量和名稱加入乙烯胺類化合物，經加熱、回流使其胺化反應，各實施例的胺化溫度和時間由表2給出。最後用分水器除去反應生成的水和溶劑苯或甲苯。當絕大部分溶劑和水被除去後，升溫至130℃～150℃，減壓蒸餾，除盡反應物中水和溶劑，所得產物即為主要有效成份為長鏈烴基單丁二醯亞胺的乳化液膜用表面活性劑。
權利要求
1.一種乳化液膜用表面活性劑，其特徵在於它的有效成份主要為長鏈烴基單丁二醯亞胺的聚胺類衍生物，它的結構通式為 式中，R為異丁烯與異戊二烯共聚物，其中異丁烯組份含量的重量百分比為97.5～98％，異戊二烯組份含量的重量百分比為2～2.5％； n為2～10的整數；其平均分子量為2000～10000，分子量分布指數大於3。
2.根據權利要求1所述的乳化液膜用表面活性劑，其最佳平均分子量為5000～10000。
3.一種聚胺類乳化液膜用表面活性劑的製備方法，其特徵在於它依次包括如下步驟步驟一分子量為2000～10000的裂解丁基膠的製備a)分子量為40～70萬的丁基膠為原料，b)採用遠紅外加熱爐，N2保護下進行熱降解，其熱降解溫度為280℃～300℃，恆溫時間為40～90分鐘，製得分子量在2000～10000範圍內不等的可滿足不同條件需要的裂解丁基膠；步驟二30％～60％重量百分比的裂解丁基膠膠液的配製緊接步驟一，趁熱加入非板性溶劑配製按丁基膠重量百分比計的30％～60％的裂解丁基膠膠液，且趁熱過濾，除去殘留的小膠塊；步驟三熱加合將經溶解、過濾後的丁基膠膠液放入密封且帶攪拌的反應器中，加熱至120℃～150℃時，按馬來酸酐/裂解丁基膠的摩爾比為1.0～1.2/l的量加入馬來酸酐，然後緩慢升溫至200℃～240℃，並在該溫度下恆溫、攪拌反應8～12小時，製得長鏈烴基丁二酸酐溶液；步驟四胺化將長鏈烴基丁二酸酐溶液冷卻至60℃～室溫後用苯或甲苯按1∶1～3重量份混合稀釋、過濾後放入帶攪拌的回流的反應器中，按乙烯胺類化合物/長鏈烴基丁二酸酐為1.0～1.2/～1.0加入乙烯胺類化合物，進行胺化反應，回流反應2小時；再將其產物升溫至130℃～150℃後，經減壓蒸餾至除盡混合反應物中的水及溶劑苯或甲苯，製得乳化液膜用表面活性劑。
4.根據權利要求3所述的乳化液膜用表面活性劑的製備方法，其特徵在於步驟二所採用的非極性溶劑最佳選擇為磺化煤油或精製柴油或白礦油或液體石蠟。
5.根據權利要求3、4所述的乳化液膜用表面活性劑的製備方法，其特徵在於步驟四所採用的乙烯胺類化合物最佳選擇為二乙烯三胺或三乙烯四胺或四乙烯五胺或多乙烯多胺。
全文摘要
一種乳化液膜用表面活性劑，其結構通式為它以分子量40～70萬的丁基膠為原料，依次經過以下工藝步驟(1)溫度為280℃～300℃，恆溫時間為40～90分鐘的熱降解；(2)加入非極溶劑溶解；(3)在200～240℃下與馬來酸酐恆溫反應8～12小時的熱加合；(4)加入乙烯胺類化合物胺化反應等。本發明的製備方法工藝簡單且節能，該方法製備的乳化液膜用表面活性劑，適用範圍大，液膜穩定性好、溶脹小。它不僅是一種性能優良的乳化劑，而且還是有效的膜增強劑。
文檔編號B01F17/22GK1135373SQ9512143
公開日1996年11月13日 申請日期1995年12月28日 優先權日1995年12月28日
發明者萬印華, 王向德, 張秀娟 申請人:華南理工大學