[发明专利]一种植物油脂阴离子型高分子表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料的合成领域，具体涉及一种植物油脂阴离子型高分子表面活性剂及其制备方法。

背景技术

表面活性剂是一种两亲分子，即在分子中同时含有亲水基和亲油基，由于亲水亲油基的存在使得物质的界面性质发生显著变化。传统的表面活性剂可分为阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。高分子表面活性剂是指摩尔质量在数千以上并具有一定表面活性的物质。与小分子表面活性剂相比，高分子表面活性剂由于分子量大，具有相对较低的降低表面张力和界面张力的能力，且稳定性和分散性较小分子表面活性剂更好。

植物油脂是一种来源丰富、可再生的天然资源，无论是产量、供应上，还是成本、性能上都已满足制备表面活性剂的需求。同时，植物油脂的天然性，使其制备的一系列表面活性剂具有较好的生态性能。近年来由于社会经济的发展，对表面活性剂原料的需求量增大且其价格不断上涨，而为了秉持可持续的发展理念，开发利用植物油脂高分子表面活性剂，无疑具有巨大的资源优势。一方面可以丰富表面活性剂产品种类，另一方面也为提高植物油脂的附加值提供一条有效的途径。

专利CN 100404117 C公开了一种双子烷基羧酸盐表面活性剂在三次采油中作为驱油剂的应用，以有机酸和氯化亚砜合成酰氯，再与中间体乙二胺二乙酸钠反应合成产物双子表面活性剂。专利CN 102266737 B公开了一种油脂制备N-脂肪酰基氨基酸类表面活性剂的方法，利用油脂和氨基酸钠在催化剂氧化钾和沸石存在的条件下反应生成N-脂肪酰基氨基酸钠。专利申请CN 103772227 A公开了一种油脂基氨基酸盐系列表面活性剂的制备方法，是以油脂或脂肪酸和氨基酸盐在甲基磺酸的作用下，经过酰胺化反应、分离、后处理等步骤制成油脂基氨基酸盐。专利申请CN 103191672 A公开了一种食品级植物油基表面活性剂及其制备方法，该方法将食品级乳酸在90～130℃真空下进行聚合反应1～2h，投 入植物油基脂肪酸与催化剂氢氧化钠，真空下加热到160～190℃反应4～6h，产物中和后得到植物油酰基乳酸钠。上述方法中合成的表面活性剂多为小分子表面活性剂，而高分子表面活性剂具有相对较低的降低表面张力和界面张力的能力，且稳定性和分散性较小分子表面活性剂更好。专利申请CN 103191672 A虽为高分子表面活性剂，但其制备过程所需温度较高。

发明内容

本发明提供一种植物油脂阴离子型高分子表面活性剂及其制备方法，以可再生植物油脂的环氧化产物作为原料，提供了与现有技术完全不同构思的高分子表面活性剂的制备方法，丰富了表面活性剂产品的种类，提高了植物油脂的附加值。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种植物油脂阴离子型高分子表面活性剂的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：

(1)、将环氧植物油脂溶解于溶剂中，搅拌加热至30～70℃，滴加引发剂溶液，保温反应0.5～2h后去除溶剂，得聚合植物油脂，引发剂质量用量为环氧植物油脂质量的0.1～5％；

(2)、将步骤(1)所得的聚合植物油脂与浓度为0.2～1.0mol/L的催化剂水溶液按每1克聚合油脂对应15～30mL催化剂水溶液的比例混合，在温度为70～100℃的条件下充分水解8～24h后，将所得产物提纯，即得植物油脂阴离子型高分子表面活性剂。

上述制备方法以天然可再生生物质材料替代工业化产品用于高分子表面活性剂的制备，制备过程反应条件温和，工艺简单，且得到的产物具有较强的表面活性。

优选，引发剂质量用量为环氧植物油脂质量的0.2～0.5％。

上述步骤(2)中，提纯包括顺序相接的如下步骤：

A、将步骤(2)反应所得物料过滤，所得滤液蒸馏后得到的固体产物用乙酸乙酯洗涤除去甘油及未水解的油脂；

B、将洗涤所得固体重新分散于蒸馏水中以稀酸溶液调节pH值至4～6，漂浮油层通过溶剂萃取并水洗；

C、将水洗所得有机层蒸馏除去溶剂后，重新分散于水中，以碱液调节pH值至8～11，蒸馏脱水后，即得植物油脂阴离子型高分子表面活性剂。

步骤(1)中，环氧植物油脂在溶液中的质量分数为5～60％，环氧植物油脂的环氧值 范围为4～7％。这样能进一步提高所得产品的表面活性。环氧植物油脂在溶液中的质量分数指引发剂溶液滴加前的浓度。