檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑及其製備方法

2023-05-07 01:12:21

專利名稱：檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種表面活性劑及其製備方法，尤其涉及一種檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑及其製備方法。
背景技術：
目前採用傳統方法製備的檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑成份複雜，通常含有單脂、雙酸三酯以及未反應殘餘物，所用的製備方法是通過檸檬酸與醋酐反應、酯與活潑羥值的烷基反應來獲得所需的產物。該製備方法工藝流程長、成本高，單脂轉化率低且反應產物的純度不高。最終導致獲得的檸檬酸酯鹽其單酯鹽含量低而雙酯鹽偏高，使得產品在刺激性、脫脂力等方面的性能受到很大的影響，從而極大地限制了產品的應用。

發明內容
本發明的目的在於提供一種單酯鹽含量高的檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑及其製備方法。
本發明的目的通過以下技術方案予以實現本發明提供的一種檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑，具有以下通式 式中R1為C8～C20烷基；M為Na+、K+、NH4+、單乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺；n為0～15；其中通式(I)化合物的含量為90％～92％。本發明優選的方案是R1為C14～C16烷基；M為Na+、K+、三乙醇胺；n為0～9。
本發明提供的所述檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑的製備方法，其步驟為(1)將以下摩爾比為(1～3)∶1的通式(III)和(IV)化合物，在反應溫度為80℃～120℃下經催化劑作用生成以下通式(V)和(VI)的化合物；R1(OC2H4)nOH (III) 式中R1為C8～C20烷基；M為Na+、K+、NH4+、單乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺；n為0～15；本發明優選的通式(III)與通式(IV)化合物摩爾比為1.2∶1，反應溫度優選105℃～115℃；本發明優選的催化劑為硼酸、濃硫酸、對甲基苯磺酸、碳酸鈉或醋酸鈉，最優選的是碳酸鈉；(2)將反應產物通式(V)和通式(VI)的化合物在-0.06～-0.08Mpa的真空度下進行真空處理；(3)經真空處理的產物與鹼性溶液在40℃～90℃的溫度下進行中和反應生成通式(I)和通式(II)的化合物；本發明優選的鹼性溶體為NaOH水溶液，優選的中和溫度為60℃～80℃。
本發明具有以下有益效果本發明提供的製備方法單酯鹽轉化率高，工藝流程簡單，成本低。獲得的檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑單酯鹽含量及產品純度高，具有天然、溫和、低脫脂力和生物降解性能好的特點。
下面結合實驗施對本發明作進一步說明。
具體實施例方式
實施例1在裝有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的500ml的三口燒瓶中加入63.1g(0.33mol)脂肪醇和59.4g(0.283mol)一水合檸檬酸，以0.5g碳酸鈉作為催化劑，攪拌下進行升溫。控制反應溫度為110℃～120℃，反應4～6小時得到114.6g反應產物，觀察反應產物是否澄清、透明。然後取出冷凝器，裝上真空接管裝置，在溫度110℃～120℃以及真空度-0.06～-0.08Mpa下抽真空2～4小時，冷卻至40℃～50℃。稱取20.4g(0.496mol)NaOH溶於284.4g水中配製成NaOH水溶液，將該NaOH水溶液在攪拌的情況下緩慢加入上述產物中，控制中和溫度為60℃～80℃，獲得產物為419.4g左右30％固含量的檸檬酸酯鈉鹽陰離子表面活性劑。
實施例2在裝有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的500ml的三口燒瓶中，加入88.0g(0.299mol)脂肪醇醚(EO＝1)，52.4g(0.249mol)一水合檸檬酸，以0.6g碳酸鈉作為催化劑，攪拌下進行升溫。控制反應溫度為105℃～115℃，反應4～6小時得到反應產物108.1g，觀察反應產物是否澄清、透明。然後取出冷凝器，裝上真空接管裝置，在105℃～115℃以及真空度-0.06～-0.08Mpa下抽真空2～4小時，冷卻至40℃～50℃，稱取21.1g(0.512mol)NaOH溶於270.8g水中，將NaOH水溶液在攪拌下緩慢加入上述產物，控制中和溫度為60℃～80℃，獲得產物為400.4g左右30％固含量的檸檬酸酯鈉鹽陰離子表面活性劑。
實施例3在裝有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的500ml的三口燒瓶中，加入77.4g(0.261mol)脂肪醇醚(EO＝2.5)，45.8g(0.218mol)一水合檸檬酸，以0.6g碳酸鈉作為催化劑，攪拌下進行升溫。控制反應溫度為105℃～115℃，反應4～6小時得到反應產物109.5g，觀察反應產物是否澄清、透明。然後取出冷凝器，裝上真空接管裝置，在105℃～115℃以及真空度-0.06～-0.08Mpa下抽真空2～4小時，冷卻至40℃～50℃，稱取18.5g(0.449mol)NaOH溶於276.8g水中，將NaOH水溶液在攪拌下緩慢加入上述產物，控制中和溫度為60℃～80℃，獲得產物為407.3g左右30％固含量的檸檬酸酯鈉鹽陰離子表面活性劑。
實施例4在裝有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的500ml的三口燒瓶中，加入83.6g(0.263mol)脂肪醇醚(EO＝3)，46.0g(0.219mol)一水合檸檬酸，以0.7g碳酸鈉作為催化劑，攪拌下進行升溫。控制反應溫度為105℃～115℃，反應4～6小時得到反應產物115.2g，觀察反應產物是否澄清、透明。然後取出冷凝器，裝上真空接管裝置，在105℃～115℃以及真空度-0.06～-0.08Mpa下抽真空2～4小時，冷卻至40℃～50℃，稱取18.0g(0.449mol)NaOH溶於284.1g水中，將NaOH水溶液在攪拌下緩慢加入上述產物，控制中和溫度60℃～80℃，獲得產物為417.3g左右30％固含量的檸檬酸酯鈉鹽陰離子表面活性劑。
實施例5在裝有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的500ml的三口燒瓶中加入87.7g(0.216mol)脂肪醇醚(EO＝5)，37.8g(0.180mol)一水合檸檬酸，以0.7g碳酸鈉作為催化劑，攪拌下進行升溫。控制反應溫度為105℃～115℃，反應4～6小時得到反應產物111.4g，觀察反應產物是否澄清、透明。然後取出冷凝器，裝上真空接管裝置，在105℃～115℃以及真空度-0.06～-0.08Mpa下抽真空2～4小時，冷卻至40℃～50℃，稱取15.4g(0.372mol)NaOH溶於273.3g水中，將NaOH水溶液在攪拌下緩慢加入上述產物，控制中和溫度60℃～80℃，獲得產物為400g左右30％固含量的檸檬酸酯鈉鹽陰離子表面活性劑。
實施例6在裝有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的500ml的三口燒瓶，加入93.8g(0.190mol)脂肪醇醚(EO＝7)，33.2g(0.158mol)一水合檸檬酸，以0.7g碳酸鈉作為催化劑，攪拌下進行升溫。控制反應溫度為105℃～115℃，反應4～6小時得到反應產物112.4g，觀察反應產物是否澄清、透明。然後取出冷凝器，裝上真空接管裝置，在105℃～115℃以及真空度-0.06～-0.08Mpa抽真空2～4小時，冷卻至40℃～50℃，稱取13.5g(0.328mol)NaOH溶於274.1g水中，將NaOH水溶液在攪拌下緩慢加入上述產物，控制中和溫度為60℃～80℃，獲得產物為400.0g左右30％固含量的檸檬酸酯鈉鹽陰離子表面活性劑。
實施例7在裝有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的500ml的三口燒瓶中，加入98.5g(0.169mol)脂肪醇醚(EO＝9)，29.6g(0.141mol)一水合檸檬酸，以0.7g碳酸鈉作為催化劑，攪拌下進行升溫。控制反應溫度為105℃～115℃，反應4～6小時得到反應產物113.2g，觀察反應產物是否澄清、透明。然後取出冷凝器，裝上真空接管裝置，在105℃～115℃以及真空度-0.06～-0.08Mpa下抽真空2～4小時，冷卻至40℃～50℃，稱取12.1g(0.293mol)NaOH溶於274.7g水中，將NaOH水溶液在攪拌下緩慢加入上述產物，控制中和溫度為60℃～80℃，獲得產物為400.0g左右30％固含量的檸檬酸酯鈉鹽陰離子表面活性劑。
表1所示為本發明實施例的檸檬酸酯鈉鹽陰離子表面活性劑的皮膚刺激性試驗情況，表2所示為現有產品的皮膚刺激性試驗情況。試驗用4隻體重300g的豚鼠進行。
表1 本發明檸檬酸酯鈉鹽陰離子表面活性劑的皮膚刺激性試驗情況

注試驗濃度原液刺激指數0表2 現有產品的皮膚刺激性試驗情況

注試驗濃度原液刺激指數月桂酸肌氨酸鈉0.67，椰油醯丙基甜菜鹼2.0，脂肪醇醚琥珀酸鈉1.67表1和表2的試驗結果表明，本發明的檸檬酸酯鈉鹽對豚鼠皮膚未見有刺激性反應；現有產品對豚鼠皮膚具有輕度刺激。
權利要求
1.一種檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑，具有以下通式 式中R1為C8～C20烷基；M為Na+、K+、NH4+、單乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺；n為0～15；其中通式(I)化合物的含量為90％～92％。
2.根據權利要求1所述的檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑，式中R1為C14～C16烷基；M為Na+、K+或三乙醇胺；n為0～9。
3.權利要求1所述檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑的製備方法，其步驟為(1)將以下摩爾比為(1～3)∶1的通式(III)和(IV)化合物，在反應溫度為80℃～120℃下經催化劑作用生成以下通式(V)和(VI)的化合物；R1(OC2H4)nOH (III) 式中R1為C8～C20烷基；M為Na+、K+、NH4+、單乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺；n為0～15；(2)將反應產物通式(V)和通式(VI)的化合物在-0.06～-0.08Mpa的真空度下進行真空處理；(3)經真空處理的產物與鹼性溶液在40℃～90℃的溫度下進行中和反應生成通式(I)和通式(II)的化合物。
4.根據權利要求3所述的檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑的製備方法，所述步驟(1)中的通式(III)與通式(IV)化合物的摩爾比為1.2∶1。
5.根據權利要求3所述的檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑的製備方法，所述步驟(1)中的反應溫度為105℃～115℃。
6.根據權利要求3所述的檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑的製備方法，所述步驟(1)中的催化劑為硼酸、濃硫酸、對甲基苯磺酸、碳酸鈉或醋酸鈉。
7.根據權利要求6所述的檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑的製備方法，所述催化劑為碳酸鈉。
8.根據權利要求3所述的檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑的製備方法，所述步驟(3)中的中和溫度為60℃～80℃。
全文摘要
本發明公開了一種檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑及其製備方法，所述檸檬酸酯鹽陰離子表面活性劑為具有以下通式(I)和通式(II)的化合物，式中R
文檔編號B01F17/00GK1513592SQ0314022
公開日2004年7月21日 申請日期2003年8月20日 優先權日2003年8月20日
發明者唐永, 唐 永 申請人:廣州創越化工有限公司, 唐永