[发明专利]一种脂肪醇醚琥珀酸酯表面活性剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种脂肪醇醚琥珀酸酯表面活性剂及其制备方法。本发明以系列脂肪醇醚（AEO）和琥珀酸酐为原料，通过一步法制备得到新型脂肪醇醚琥珀酸酯表面活性剂。此方法原料来源于天然油脂，且整个制备过程中无有毒有害的副产物产生，直接得到产品，无需分离提纯蒸发溶剂等操作，属于原子经济反应，符合当前绿色化低能耗的发展要求，且制备得到的产物具有很好的表面活性和应用潜力。

技术领域

本发明涉及一种脂肪醇醚琥珀酸酯表面活性剂及其制备方法，具体涉及一种分子中同时含有羧基和酯基的阴离子表面活性剂脂肪醇醚琥珀酸酯及其制备方法。属于表面活性剂与制备技术领域。

背景技术

脂肪醇醚羧酸盐（AEC）自诞生发展至今已有80多年的历史，是一类阴离子表面活性剂，它是由非离子表面活性剂脂肪醇醚（AEO）改性而来的，兼有阴离子和非离子表面活性剂的特点。改性后具有更好的水溶性、化学稳定性、润湿性、乳化性、抗硬水性，并且泡沫性能好、洗涤力及钙皂分散力强、对皮肤的刺激性小，可作为化妆用品、洗涤用品、乳化剂等来使用，被称为一类多功能型的“绿色表面活性剂”。

然而，目前工业上制备AEC较为成熟的工艺有羧甲基化法和氧化法，但它们又有各自的弊端。如文献“系列醇醚羧酸盐的合成及性能研究”（日用化学品科学（环球科技），2000，vol.23No.2（增刊1），81~83）中将一定质量的脂肪醇醚加热搅拌至熔化，在一定温度下先加入1/2质量的氯乙酸, 熔化后再加入1/2质量的氢氧化钠充分搅拌，接着向反应器中加入剩余1/2质量的氯乙酸, 熔化后最后加入剩余1/2质量的氢氧化钠。在最佳工艺条件下（反应温度为55℃，反应时间为4.5h）制备得到的产物中阴离子活性物含量为67.2%。该制备工艺复杂，且产物中活性物的含量也较低，此外原料中用到对皮肤有刺激性的氯乙酸或氯乙酸盐，其残留会对人体造成伤害，从而也使该产品的应用领域受到限制。

文献“一类绿色表面活性剂的合成与性能”（南京理工大学学报2005，vol.29No.1，62~65）以脂肪醇醚和无机碱作用生成相应的醇盐，醇盐再与氯乙酸盐反应生成相应的脂肪醇醚羧酸盐，将生成物酸化后再水洗除去杂质，最后中和得到产品，在最佳工艺条件下（反应温度为100℃，反应时间为11h），产率为95.4%。该制备工艺中仍然用到了对人体有害的氯乙酸盐，且要在高温的条件下反应较长的时间，最后还需要水洗除杂，所以总体能耗较大，不符合当今时代绿色低能耗的发展要求。

文献“醇醚羧酸盐的绿色制备及其性能研究”（日用化学品科学，2014，vol.37No.10，21~25)将系列直链/支链脂肪醇醚、氢氧化钠、氧气、Pd/C 多组分催化剂和蒸馏水投入反应釜内，在搅拌的条件下升温至60~90℃，然后通入O₂，保持反应釜内的压力在0.02 ~0.08 MPa下反应60min，最后通过过滤除去催化剂，得到淡黄色液体产品，转化率为95%。此氧化法在合成过程中需要用到贵金属钯作为催化剂，但催化剂在回收过程中总会有损失，这使生产成本增加，故无法在工业领域中广泛应用。其次，该反应需要在高压的条件下反应，存在一定的安全风险。

目前，酯类表面活性剂以其无可比拟的温和性和易于生物降解的特性在许多领域都有较好的应用前景。如脂肪醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐（AESS）比单一的脂肪醇醚、羧酸盐、磺酸盐类表面活性剂在洗涤、润湿、乳化、增溶、分散、起泡等方面都有较大的改善。文献“醇(醚)型磺基琥珀酸单酯二钠盐的应用”（牙膏工业2003，No.4，34~36）较为全面地阐述了AESS的用途, 包括在人体洗涤用品、地毯洗涤剂、餐具洗涤剂和工业洗涤剂等洗涤用品中的应用。但AESS在国内外生产中仍有许多不足之处，如文献“醇醚琥珀酸单酯磺酸钠合成新工艺及性能研究”（中南工业大学学报，1999，Vol.30No.2，166~168）中指出该反应中需要添加价格昂贵的NaBH₄ 等盐类催化剂致使生产成本偏高，且反应时间较长(>15h)，反应温度较高(>100℃)，产品色泽较差(Hazen>80)等问题尚待解决。

发明内容