[发明专利]一种长链烷基二羟乙基氧化胺合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种长链烷基二羟乙基氧化胺合成方法和应用，特别是一种具有缓蚀功能的长链烷基二羟乙基氧化胺的合成方法和作为减阻节能剂的应用。

背景技术

长链烷基氧化胺易溶于水和极性有机溶剂，是一种弱阳离子型两性表面活性剂，其水溶液在酸性条件下呈阳离子性，在碱性条件下呈非离子性，具有良好的增稠、抗静电、柔软、增泡、去污性能；还具有杀菌、钙皂分散能力，且生物降解性好；长链烷基氧化胺性质温和、刺激性低，可有效地降低洗涤剂中阴离子表面活性剂的刺激性，属环保型日化产品；还可用于塑料加工、纺织印染行业中作为抗静电剂配方组分；还可作为工业循环水减阻节能剂应用。

商品化的长链烷基氧化胺主要有长链烷基二甲基氧化胺、长链烷基二羟乙基氧化胺和长链烷基酰胺丙基二甲基氧化胺，其分子结构式如下：

长链烷基氧化胺的应用研究是从20世纪60年代开始，J.Am.oil chemists Soc.1963年第11期，第628-631中详细介绍了长链烷基二甲基叔胺与过氧化氢的反应，在反应过程中长链烷基二甲基叔胺与过量10％的35％过氧化氢水溶液在75℃下反应，在反应期间连续加水以保持混合物的流动性，反应3-4小时，叔胺转化率接近100％，反应后剩余的过氧化氢通过添加亚硫酸钠除去。目前工业上长链烷基氧化胺就是由相应的长链烷基叔胺用过氧化氢氧化制得。

由长链烷基叔胺合成长链烷基氧化胺的化学反应式如下：

式中，R1是C8-C22的长链烷基，代表性的有月桂基、棕榈基、硬酯基、椰油基、油基、牛油基和豆油基；R2，R3是甲基、乙基、羟乙基或羟丙基。过氧化氢是35％-70％溶液；氧化反应溶剂是水、甲醇、乙醇、异丙醇或苯类溶剂。

长链烷基氧化胺合成方法的专利很多，大多是针对氧化反应溶剂、温度、催化剂或添加剂进行的改进，以提高质量和降低过氧化氢消耗满足日用化学领域中的应用。例如，中国专利CN1137940(1996-12-18)、美国专利US 4889954(1989-12-26)和欧洲专利EP0320694(1988-11-29)披露了制备低亚硝胺含量长链烷基氧化胺表面活性剂的方法。中国专利CN1328543(2001-12-26)、美国专利US6121490(2000-09-19)、日本特许公报JP8157443(1996-06-18)、日本特许公报JP10182589(1998-07-07)披露了一种制备过氧化氢低残留长链烷基氧化胺表面活性剂的方法。

近年来，长链烷基氧化胺表面活性剂作为工业循环水减阻节能剂应用受到重视。日本特许公报JP2006199800(2006-08-03)、日本特许公报JP2004323813(2004-11-18)、日本特许公报JP2000198996(2000-07-18)、日本特许公报JP11029758(1999-02-02)披露了一种用长链烷基氧化胺表面活性剂作为循环水减阻节能剂应用，以解决现有循环水减阻节能剂应用中存在的减阻节能剂配方专用性强、适用温度和流速范围比较窄的问题。现有长链烷基氧化胺表面活性剂合成过程比较复杂，消耗大量的过氧化氢原料，研究中未考虑现有减阻节能剂添加浓度较高，对普通碳钢管道有明显腐蚀性的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有减阻和缓蚀功能的长链烷基二羟乙基氧化胺表面活性剂的合成方法，并将其用作循环水系统减阻节能剂应用。

原料长链烷基二羟乙基胺工业品通常由月桂胺、棕榈胺、硬酯胺、椰油胺、牛油胺和豆油胺与环氧乙烷加成生产，环氧乙烷的加成数为1.6-2.4。发明人曾在《精细石油化工》2006年，第6期，第1-3页和中国专利ZL2006101298371(2010-11-03)中披露了椰油胺聚氧乙烯(2)醚即椰油基二羟乙基胺的合成方法。

研究发现长链烷基二羟乙基胺微溶于水，不仅作为表面活性剂，而且工业上可以作为腐蚀缓蚀剂，在50mg/L时缓蚀率可达94％，通常使用浓度为20-100mg/L。

长链烷基二羟乙基氧化胺作为减阻节能剂应用时可以由长链烷基二羟乙基胺用过氧化氢氧化合成，合成过程中没有必要加入过量过氧化氢将原料叔胺完全转化，未转化原料叔胺可作为普通金属管道缓蚀剂。

本发明中长链烷基二羟乙基氧化胺合成采取的技术方案是：