[发明专利]松香基螯合双子表面活性剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功能性绿色表面活性剂及其制备方法，尤其涉及一种松香基螯合表面活性剂及其制备方法和用途。

背景技术

螯合性表面活性剂是一种新型的功能型表面活性剂，是由有机螯合剂如EDTA等衍生而得的产物。是洗涤剂配方中最重要的助剂之一，尤其对于重垢和浓缩洗涤剂来说，螯合剂种类和用量的选择不仅关系着产品的洗涤性能，而且影响着产品的制造成本。研究表明，EDTA衍生物具有优异的螯合能力，但生物降解速度太慢；NTA虽具有足够的螯合能力和良好的生物降解性，但似乎存在安全性的隐患，在美国的用量已经下降。同时，该类螯合剂的制备工艺复杂，多数产品的制备需要用到剧毒的氰化物。因此，可生物降解的新型螯合剂及其制备受到广泛关注。受水体“富营养化”的研发要求影响，螯合型表面活性剂近年来特别受到关注，它除了具有表面活性剂的所有特性之外，还具有螯合金属离子的能力，即这种表面活性剂集表面活性与螯合功能于一身，且具有良好的环境兼容性，是一种有广阔发展前景的新型绿色环保型表面活性剂，其应用相当广泛。

松香具有独特的化学结构和化学性能，由于其资源丰富、价格便宜而受到广泛的关注，是我国重要的天然可再生资源，其深加工产品广泛地应用于日常生活的各个部门，在国民经济生活中占有重要的地位，是一种不可或缺的化工原料。松香的三环菲结构具有良好的亲油性能，与亲水基团连接后可以作为良好的表面活性剂。利用树脂酸的两种活性官能团——羧基和双键发生反应，皆可引入亲水基而成为结构上各具特色的表面活性剂，这是普通脂肪酸不具备的特性。现在使用的很多表面活性剂原料来自石油产品，对可持续发展不利。

发明内容

本发明的目的在于提供一种松香基螯合双子表面活性剂及制备方法。该表面活性剂以生物质资源松香为原料，制备的表面活性剂具有很好的表面活性及螯合性能，原料价廉易得，可生物降解。

本发明采用如下技术方案：一种松香基螯合双子表面活性剂，结构通式如下：

式中M为金属离子K或Na，PEG为聚乙二醇，聚乙二醇的分子量为400、600、1000、2000、4000中的任意一种。

一种制备所述的松香基螯合双子表面活性剂的方法，按下式反应制备得到，

其中，松香与聚乙二醇物质的量之比为2∶(1～1.1)，催化剂用量为松香质量的0.1％～0.2％，酯化温度为230～280℃，酯化时间为6～8小时。

其中，杂多酸磷钨酸用量为松香质量的0.1％～0.2％，松香与马来酸酐或富马酸的质量比为(4～5)∶1，加成温度为180～220℃，反应时间为4～6小时。

其中，所用的碱为30％wt的KOH或者NaOH溶液，滴加碱溶液至体系pH值为7～8，室温反应2h。

其中，所述的松香基螯合双子表面活性剂的钙螯合值为10～30。

本发明获得如下技术效果：

1.本发明结合松香在物理和化学性质方面的特点，采用活性基团拼接原理，分别对松香的羧基及双键进行分子设计，合成了一系列新型松香基螯合表面活性剂，该表面活性剂不仅具有较强的表面活性性能，同时具有螯合功能。是一种新型的功能性绿色表面活性剂。

2.新型松香基螯合表面活性剂由于分子中具有4个羧酸盐，能够螯合钙、镁等金属离子，其钙螯合值为10-30。可以作为金属螯合剂。

3.该松香基螯合表面活性剂具有较强的表面活性，其临界胶束浓度为0.1mmol/L；乳化性能大于30min；起泡性能为17mm，稳定性能为15mm；表面活性剂中含有酯基，易生物降解，具有环境友好性。

4.本发明工艺采用生物质资源为原料，采用活性基团拼接原理，将松香基三环二萜结构引入表面活性剂结构中，同时来自天然产物松香，具有独特的化学结构，产品毒性小，大大提高松香的附加值。

附图说明

图1为本发明马来松香聚乙二醇600的IR光谱图。

具体实施方式

所用原料、催化剂等皆为市售。

实施例1

一种松香基螯合双子表面活性剂，结构通式如下：

式中M为金属离子K或Na，PEG为聚乙二醇，聚乙二醇的分子量为400、600、1000、2000、4000中的任意一种。

一种制备所述的松香基螯合双子表面活性剂的方法，先用松香与聚乙二醇酯化，松香的共轭双键经D-A加成，与碱溶液反应得到松香螯合表面活性剂，具体按下式反应制备得到，