[发明专利]一种生物降解完全的表面活性剂

说明书

本发明为申请号200910090758.8，发明名称“十五烷基酚聚氧乙烯醚强生物降解表面活性剂”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种表面活性剂及其制备方法，尤其是涉及以脱羧腰果壳原油以及用它提取的腰果酚为原料，用其主要成份间十五烷基酚与环氧乙烷反应制备间十五烷基酚聚氧乙烯醚表面活性剂及其制备方法。

背景技术

表面活性剂是一大类有机化合物，它们的性质极具特色：具有分散、湿润、渗透、乳化、增溶、去污等多种优异功能；应用极为灵活；可以广泛用于洗涤剂、除草剂、杀虫剂、塑料添加剂、乳化剂、湿润剂、涂料、化妆品、纺织、农药、皮革、建材、造纸和油田化学品等行业，有很大的使用价值。随着世界经济的发展以及科学技术领域的开拓，表面活性剂的发展和应用十分迅猛。全球年产量以4～5％的速度增长，2005年全球表面活性剂的用量在1250万吨，预计到2010年可达到1700万吨。中国的表面活性剂产量近年以5～6％的年均增长率增长，到2005年达120万吨，预计到2010年达到200万吨。

表面活性剂经过使用后，作为污水排放，从而通过各种渠道进入环境中，因此要求这些有机组份必须是可以降解的，以免积累造成有害影响。表面活性剂的生物降解是其生命周期分析的重要指标之一，很多国家都对这一指标进行了约定，如欧盟提出，环保型表面活性剂的降解率必须达到80％以上。一种有机化学品能够被微生物分解成简单的有机分子的程度是决定这种化学品对人体和环境造成危险性的重要因素。

生物降解分为基本的生物降解和最终的生物降解。所谓最终的生物降解是指一种有机化学品完全降解为无害的最终产物，通常是二氧化碳、水、生物量和无机盐。除了少数例外，可以认为表面活性剂经历了快速而广泛的生物降解后的产物是安全的，这种过程对于水生物的毒性有显著降低，并且消除了其他可能的有害物质。

通常，表面活性剂非为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂。本发明以腰果壳油为主要原料制备表面活性剂为非离子表面活性剂。传统的非离子表面活性剂是由矿物质原料石油，经提炼出来的苯酚进一步合成得到的。它的优点是具有良好的水溶性、湿润、洗涤等能力，缺点是生物降解性差。本发明正是在保留了原有优异性能的基础上，极大提高了生物降解性能。

一般对于非离子表面活性剂来说脂肪醇聚氧乙烯醚的生物降解性最好，直链烷基和带一甲基支链的烷基，生物降解性差不多，支链增多，生物降解性变差。烷基酚聚氧乙烯醚特别是带支链的烷基酚聚氧乙烯醚生物降解很差，在许多国家被禁用；嵌段共聚物的降解性更差。非离子表面活性剂的聚氧乙烯链越长生物降解性越差已经得到实验证明，该类表面活性剂中的聚氧乙烯链的分解速度要比碳链分解速度慢得多，当分子中由聚氧乙烯及聚丙烯链时，聚丙烯链能降低分解速度。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供间十五烷基酚聚氧乙烯醚强生物降解表面活性剂；该表面活性剂是以腰果壳原油中提出的腰果酚为原料，与环氧乙烷进行反应而制得；其经过国家洗涤用品质量监督检验中心通过硫氰酸钴法测试，按照国标GB/T15818-2006方法检测第七天最终生物降解度接近100％；解决了该类表面活性剂生物降解性能差的缺点，更加符合环保要求。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种间十五烷基酚聚氧乙烯醚强生物降解表面活性剂的制备方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明间十五烷基酚聚氧乙烯醚强生物降解表面活性剂，包括如下分子结构的成分：

其中：R十五个碳直链烷基，可为饱和也可为不饱和烷基；n为1～30。

所述间十五烷基酚聚氧乙烯醚强生物降解表面活性剂产品中上述分子结构的成分的重量百分比为10～99％；

通常的烷基酚聚氧乙烯醚表面活性剂在酚上是对位的直链烷烃或支链烷烃，而本发明的间十五烷基酚聚氧乙烯醚在酚上是间位的直链烷烃，该结构的改变使本发明的生物降解性明显优于通常的烷基酚聚氧乙烯醚表面活性剂。

为解决上述第二个技术问题，本发明一种间十五烷基酚聚氧乙烯醚强生物降解表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：

1)原料的准备

原料A：是脱羧腰果壳原油，其中含间十五烷基酚70％左右，十五烷基酚双酚20％左右。

原料B：是将脱羧腰果壳原油A提纯，其主要成份为不饱和间十五烷基单酚，作为原料B；

所述原料B的制备步骤如下：