[发明专利]生物基不饱和中等链长酰胺水溶性表面活性剂

说明书

技术领域

本发明属于表面活性剂制备技术领域，具体涉及一种具有中等链长的烷氧基化单不饱和碳链酰胺水溶性表面活性剂原料化合物及其制备方法和应用。

背景技术

自从对植物油的烯烃置换反应的大规模应用以来，经烯烃置换反应得到的生物基原料在诸如全合成基润滑油、钻井油、特种合成材料以及特种溶剂和表面活性剂等很多领域得到了广泛应用。经上述烯烃置换反应得到单不饱和中等链长(C10-12)烯酸甲酯，与自然存在的饱和相同链长的脂肪酸甲酯比较,由于它们结构特点不同而导致性能不同，前者具有更低的熔点、更高的亲水性和水溶性,亲水性通常以正辛醇/水分配系数表示，其值越低亲水性越高。

表一中的正辛醇/水分配系数即亲水性和水溶性可以看出碳碳双键对溶解性的影响。

表一 饱和脂肪酸甲酯和不饱和烯酸甲酯的熔点对比

注：LogP为25℃时正辛醇/水分配系数

由于上述烯酸甲酯的碳链长度适中，并且含有独特的碳碳双键，以它们为原料可以制备一系列性质优良的表面活性剂。在已经开发出的表面活性剂中，由植物油经烯烃置换反应生成的烯酸甲酯，例如9-癸烯酸甲酯和9-十二烯酸甲酯与二甲基胺或二乙基胺反应，所制备的相应的烯酸二甲基酰胺或烯酸二乙基酰胺，可以用于水基硬表面清洁剂、织物清洗剂、特殊溶剂、个人护理用品等等领域，并具有非常优良的性能，尤其是用于水基硬表面清洁剂时，在弱碱性甚至中性条件下，也可以表现清洁速度快和清洁效率高等优异的清洁性能，因此得到了广泛关注。虽然具有饱和碳链的N,N-二甲基癸烷酰胺(DMDA[0])与N,N-二甲基-9-癸烯酰胺(DMDA[1])相比，在化学结构上只是后者比前者在碳链上多了一个碳碳双键，但是二者的物理性质差别很大。

表二 DMDA[0]与DMDA[1]物性数据比较

从表一可以看出，饱和碳链的DMDA[0]和单不饱和碳链的DMDA[1]相比较，二者在密度、浊点、凝固点、表面张力和倾点等相似，但是作为衡量表面活性剂的清洗和去污能力性能的指标，Draves湿润时间和贝壳松酯丁醇值(KB值)，DMDA[1]要比DMDA[0]好三倍以上。DMDA[1]的KB值与其他用于硬表面清洗剂中的常用溶剂相比较也高出很多。

表三 在硬表面清洗剂常用溶剂与DMDA[1]的KB值

溶剂D-柠檬烯二氯甲烷NMPDMDA[0]DMDA[1]KB值67136330300>1000

注：NMP:N-甲基吡咯烷酮

研究发现添加DMDA[1]的清洗剂与添加DMDA[0]的清洗剂相比对油污有更强的去除能力，二者的差别仅仅是DMDA[1]的碳链中有一个碳-碳双键而DMDA[0]的碳链是饱和的，这就说明了碳链中的碳碳双键增强了化合物的溶解和渗透能力使得其具有更强的去污能力，并且添加了DMDA[1]的中性或弱碱性清洁剂，就可以用于去除重油污，清洗发动机，润滑脂，胶泥、胶黏剂、油基涂料等。