[发明专利]一种低泡双烷基无盐咪唑啉表面活性剂及其合成方法

说明书

本发明涉及表面活性剂领域，具体是一种双烷基无盐咪唑啉表面活性剂及其制备方法和作为低泡表面活性剂的应用。本发明采用分批投料法，合成了一种双烷基无盐咪唑啉表面活性剂，这种表面活性剂副产物少、纯度高、对环境友好、泡沫低且具有优异缓蚀性能，能满足电厂锅炉清洗、钢板清洗和精密仪器清洗等行业的多重功能需求，具有重要的科研和经济价值。

技术领域

本发明涉及表面活性剂领域，具体地说，是一种低泡双烷基无盐咪唑啉表面活性剂及其合成方法。

背景技术

咪唑啉型表面活性剂是一种性能优越的表面活性剂，有较好的去污、起泡、乳化、互溶性、渗透性、极低的毒性和良好的生物降解性等。然而在工业行业中泡沫带来的影响往往都是负面的，泡沫太多，易导致清洗困难，也是对水资源的一种浪费，同时不易采用简洁高效清洗方式，如喷淋清洗，滚洗等，降低了清洗效率。如今为了控制泡沫，工业应用过程中加入了大量的消泡剂，然而消泡剂随着消泡过程会逐渐丧失消泡与抑泡能力，同时也可能破坏清洗配方性能。传统的咪唑啉表面活性剂一般都是羧酸盐型，其中含有大量的盐，在工业清洗应用中容易有残留，易产生二次污染，特别是高端精密仪器清洗中，甚者有可能损坏仪器，这些因素制约了咪唑啉表面活性剂的应用，一种低泡双烷基无盐咪唑啉表面活性剂能很好的解决这一问题。

在工业清洗等行业中，金属腐蚀不可忽视，巨大危害不仅体现在经济损失上，还会带来安全事故、资源浪费、环境污染和加速自然资源的损耗，要实现可持续发展，就必须节约资源，减少腐蚀导致的浪费。实践证明在各种金属腐蚀的防护方法中，使用缓蚀剂是工艺简便、成本低廉，适用性强的一种方法，它已广泛应用于石油和天然气的开采炼制、机械、化工和能源等行业。咪唑啉类表面活性剂以其独特的分子结构，对于碳钢、黄铜、铝、铝合金等均具有优良的缓蚀性能，被广泛用作金属缓蚀剂。咪唑啉的疏水链越长，缓蚀性能越好，泡沫也会越多，这就存在一种矛盾关系。

咪唑啉型表面活性剂一般用脂肪酸和有机胺脱水缩合反应得到中间体，然而反应过程中，可能生成多酰胺，多酰胺往往没有反应活性，不能再进一步发生季铵化反应，在水溶液中往往水溶性不好，容易浑浊或产生沉淀，影响产品的稳定性，因此投料时有机胺一般要大量过量于脂肪酸，反应结束还要进行蒸胺工序，有机胺往往不能全部蒸出，会有一定的残留，这对产品的纯度和性能都会有影响。

中国专利文献102964306A以有机酸和有机胺为原料，用一锅法工艺合成了一种咪唑啉缓蚀剂，并且有机胺投料摩尔与有机酸差不多一样，反应容易产生多酰胺等副产物，且这种缓蚀剂水溶性太差。中国专利文献CN102850275A以环烷酸和有机胺脱水缩合反应生成咪唑啉，再将所得咪唑啉在缚酸剂作用下与丙烯酸发生一种无盐型水溶性咪唑啉缓蚀剂，其中环烷酸是原油中有机酸的总称，是一种粘性液态混合物，由于有苯和硫化物的存在而有特殊的气味,具有一定的毒害性，且季铵化时加入了缚酸剂，缚酸剂为吡啶或三乙胺，反应后缚酸剂残留在产品中。中国专利文献CN105152370A以己二酸和三乙烯四胺为原料合成己二酸双咪唑啉，再加入甲醛和无机磷化物合成了一种双咪唑啉磷酸盐，其中甲醛和磷对环境危害都较大。中国专利文献CN101215808A把二乙烯三胺滴加到硬脂酸中，合成了双烷基酰胺咪唑啉，其中硬脂酸与二乙烯三胺投料摩尔比约为3～4:1，由于硬脂酸大量过量，容易生成硬脂酸三酰胺这样的副产物，且反应完成后会有硬脂酸残留，影响产品的品质。

本发明采用分批投料法，合成了一种双烷基无盐咪唑啉表面活性剂，这种表面活性剂副产物少、纯度高、对环境友好、泡沫低且具有优异缓蚀性能，能满足电厂锅炉清洗、钢板清洗和精密仪器清洗等行业的多重功能需求，具有重要的科研和经济价值。

发明内容

本发明的目的在于针对工业清洗等行业中大量使用消泡剂，清洗配方体系要求低泡和缓释性能优异等特点，合成一种低泡双烷基无盐咪唑啉表面活性剂。该表面活性剂泡沫较低、缓释性能优异，同时具有良好的水溶性，能减少工业清洗中消泡剂的使用量，满足工业清洗行业中对低泡和缓蚀的双重功能需求。