专利名称：月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯以及以其为主要成分的清洗剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种醇系非离子表面活性剂，具体地说是涉及一种月桂醇聚氧乙烯醚
乙酸酯，以及以其为主要成分的清洗剂，属于化学助剂技术领域。
背景技术：
在工业生产过程中，生产工艺的设备和管线中会产生各种各样的污垢，如结焦、油 污垢、水垢、沉积物、腐蚀性的污垢等，这些污垢通常会导致设备和管线失效、装置系统生产 效率下降、能耗增加等，严重时甚至发生安全事故。 近年来，随着新型合成工业的迅猛发展，新型的工业污垢也不断涌现，而且其分子 结构组成日趋复杂；另外，工业污垢和不同洗涤对象之间的粘结机理和粘结形态，也往往取 决于污垢种类及被清洗对象的结构组成和表面物化性质。出于环境保护的需要，目前对化 学药剂的可生物降解性及无毒无害性要求日益提高，因此，对化学清洗技术不断提出了新 的挑战。 随着人们环保意识的日益加强，表面活性剂环境安全问题越来越受到重视，如关 于表面活性剂是否对环境安全造成危害的讨论、表面活性剂的生态学及毒性评估等。同时， 还有许多人担心随着品种繁多的日化用品不断成为人们的生活必需品，如牙膏、皂类、餐具 洗涤剂、洗衣粉(剂)及各类化妆品等，每个人每天都会或多或少地摄人一定量的表面活性 剂。因此，对人体低毒无毒的、可生物降解的环保型绿色表面活性剂研制和开发的呼声越来 越高。 我国表面活性剂工业目前正处于发展阶段，科研、生产、应用、开发均受到有关部 门的重视。随着我国经济和石油工业的发展，国内表面活性剂的应用领域逐渐拓宽，表面活 性剂在国民经济中的地位也日渐提升，醇系非离子表面活性剂的开发应用更为重要。国内 高丽新等人曾报道过，以四氯化碳为溶剂合成一种表面活性剂——月桂醇聚氧乙烯醚磷酸 酯(发表于2000年第5期第30巻日用化学工业杂志第63-66页)，该反应是在有机溶剂 四氯化碳中进行的，反应过程中不仅会对环境带来危害，同时还浪费了资源和能源等。窦 建民等人曾报道使用月桂醇聚氧乙烯醚与苯甲酰氯反应合成月桂醇聚氧乙烯醚苯甲酸酯 (申请中国国家发明专利，专利号为ZL 200610086679. 6，公开号为CN1896046)，其具有特 殊的去油污能力和优越的润湿性，但反应时间较长，需要3个小时，且产品在水中的溶解度 不大，给实际应用带来一定的问题。 与传统加热反应相比，微波辐射下的有机合成具有反应速度快、产率高、副反应 少、产品易纯化等优点，还可以节约能源，实现原子经济性合成和生态友好绿色合成。到目 前为止，微波加快有机合成反应类型众多。另外，常规的有机反应溶剂用量一般为原料用量 的50 100倍，而微波辐射_无溶剂有机合成新技术联用避免了大量毒害性和挥发性有机 化合物的使用，不仅减少了污染，简化了反应操作和后处理过程，縮短了反应时间，降低了 生产成本，而且具有收率高、选择性强等优点，故此类有机反应已成为实现"绿色化学"的一 个重要途径。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是为了克服现有技术的不足，从而提出在微波 辐射无溶剂条件下合成一种基本无毒，无污染的醇系非离子表面活性剂_月桂醇聚氧乙烯
醚乙酸酯及以其为主要成分的新型清洗剂。该种清洗剂在工业上应用具有潜在的广阔前
旦 豕。 本发明是通过以下技术方案实现的 月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯是一种无毒、无污染的醇系非离子表面活性剂，其分子
结构如下
o
C12H25—(OCH2CH2tO-C—CH3
—般的非离子表面活性剂分子具有不对称的两亲结构，即分子的一头亲油，一头
亲水。而本发明的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯，两头亲油，中间亲水，而且分子中的亲水基团
是聚氧乙醚链，即(0CH2CH2)n0H。链中的氧原子和羟基都具有与水分子生成氢键的能力，使 化合物具有一些特殊的性质，是一种特殊的醇系非离子表面活性剂，比较我们报道的月桂 醇聚氧乙烯醚苯甲酸酯而言，该产品在水中的溶解度比苯甲酸酯要大，和水可以互溶，给其 应用带来较大的前景。 此产品酸值(mgK0H/g)《10，酯含量(％) > 95，折光指数(20°C ) 1. 450 1. 459。
月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯的合成方法，步骤如下 首先将月桂醇聚氧乙烯醚投入到反应容器中，将反应容器置于微波炉中，安装好 反应装置；然后将乙酰氯缓慢滴加到圆底烧瓶中，滴加完毕后，设定微波辐射功率为375 450W，反应时间5 7min ;反应完毕后，冷却至室温，静置；向盛有反应产物的反应容器内加 入5 %的碳酸钠溶液进行第一次洗涤，静置；再加入5 %的碳酸钠溶液进行第二次洗涤，静 置，静置后将反应产物置于干燥器中干燥，经检测分析最后对产品进行表征。
本发明是以月桂醇聚氧乙烯醚为原料，在无溶剂条件下与乙酰氯进行取代反 应。反应本身是一个可逆反应。为提高反应收率，原料配比至关重要，如果采用酰氯过量， 以使反应朝正方向进行，但问题是酰氯易水解。生成的乙酸由于溶于水。如果酰氯过量 多，对产品的后处理带来很多困难。经反复试验，以月桂醇聚氧乙烯醚与酰氯的摩尔比为 1 : 1.05 1. 10为宜，反应生成的HC1可由盐酸吸收器吸收，故反应过程不产生污染物。
月桂醇聚氧乙烯醚与乙酰氯在常温下即可反应，且产品几乎无色。但常温下需要 反应24小时以上，且转化率仅在80%以下。为了提高反应速度，縮短反应时间，我们采用微 波辐射无溶剂的方法以期縮短反应时间，并能达到较高的转化率。实验证明采用微波辐射 无溶剂联用有机合成技术反应，在辐射功率375W，辐射时间5min，收率可达95X。
本发明的合成方法中，加热容器可为微波有机合成仪，辐射功率为375W。辐射时间 为5min，反应为微波辐射_无溶剂联用有机合成技术，反应仪器为带有冷凝管的圆底烧瓶， 加热方式为微波辐射加热。 —种以月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯为主要成分的清洗剂，是由以下重量份的原料组 成的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯25 30份，丙二醇正丙醚8 10份，羟丙基纤维素钠4 5份，氯化钠5 6份，水45 50份。 制备上述清洗剂的方法向容器中加入原料配比的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯，并 加入原料配比的水，搅拌均匀，然后依次加入原料配比的丙二醇正丙醚、羟丙基纤维素钠和 氯化钠，搅拌均匀，得无色透明粘稠状产品。
本发明的清洗剂具有如下优点和性能 (1)具有卓越的溶油性和水溶性，能与原油、柴油、煤油、机油、润滑油、植物油等任
意比例混溶，并且和水互溶； (2)能与多种有机溶剂混溶； (3)具有分散、润湿、渗透、增溶、抗静电性能，在酸碱性溶液中稳定； (4)是一种无磷环保清洗剂、具有温和、安全、无剌激，对皮肤、衣物、机器及各种金
属表面具有保护作用。
(5)复配性能强，与其它外加剂复配性能优越，能充分体现"协同效应"。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。 如图1所示，首先将月桂醇聚氧乙烯醚加入到圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于微波 炉中，安装好反应装置。然后将乙酰氯缓慢滴加到圆底烧瓶中，滴加完毕后，设定微波辐射 功率为375W，反应时间5min。反应完毕后，冷却至室温，静止。加入5%的碳酸钠溶液进行
洗涤两次，萃取分离、干燥，然后对产品进行表征。
实施例1 : 将计量后的lmmol月桂醇聚氧乙烯醚(n = 9)投入到50ml圆底烧瓶中加热；计量 好的l.OOmmol乙酰氯加入到恒压滴液漏斗中，缓慢滴加乙酰氯，滴加完毕后；设定微波辐 射功率为300W，时间5min，开始反应，反应完毕后，冷却至室温，静止。
实施例2: 将计量后的lmmol月桂醇聚氧乙烯醚(n = 9)投入到50ml圆底烧瓶中加热；计量 好的l.OOmmol乙酰氯加入到恒压滴液漏斗中，缓慢滴加乙酰氯，滴加完毕后；设定微波辐 射功率为375W，时间5min，开始反应，反应完毕后，冷却至室温，静止。
实施例3 : 将计量后的lmmol月桂醇聚氧乙烯醚(n = 9)投入到50ml圆底烧瓶中加热；计量 好的l.OOmmol乙酰氯加入到恒压滴液漏斗中，缓慢滴加乙酰氯，滴加完毕后；设定微波辐 射功率为450W，时间5min，开始反应，反应完毕后，冷却至室温，静止。
实施例4 : 将计量后的lmmol月桂醇聚氧乙烯醚(n = 9)投入到50ml圆底烧瓶中加热；计量 好的l.OOmmol乙酰氯加入到恒压滴液漏斗中，缓慢滴加乙酰氯，滴加完毕后；设定微波辐 射功率为375W，时间4min，开始反应，反应完毕后，冷却至室温，静止。
实施例5 :
将计量后的lmmol月桂醇聚氧乙烯醚(n = 9)投入到50ml圆底烧瓶中加热；计量 好的l.OOmmol乙酰氯加入到恒压滴液漏斗中，缓慢滴加乙酰氯，滴加完毕后；设定微波辐 射功率为375W，时间6min，开始反应，反应完毕后，冷却至室温，静止。
实施例6 : 将计量后的lmmol月桂醇聚氧乙烯醚(n = 9)投入到50ml圆底烧瓶中加热；计量 好的1.05mmol乙酰氯加入到恒压滴液漏斗中，缓慢滴加乙酰氯，滴加完毕后；设定微波辐 射功率为375W，时间5min，开始反应，反应完毕后，冷却至室温，静止。
实施例7: 将计量后的lmmol月桂醇聚氧乙烯醚(n = 9)投入到50ml圆底烧瓶中加热；计量 好的1.2mmol乙酰氯加入到恒压滴液漏斗中，缓慢滴加乙酰氯，滴加完毕后；设定微波辐射 功率为375W，时间5min，开始反应，反应完毕后，冷却至室温，静止。 上述实施例1 7反应结束后，使用折光仪测定产品的折光率根据折光率判断酯 化程度是否良好；发现当原料比的配方在l : 1.05 1 : 1. 10范围内，微波辐射功率为 375W，反应时间为5min时，收率较高，产品折光率分别为1. 4520， 1. 4560，符合技术指标要 求。产品需要用碳酸钠溶液水洗两次，浓度为5%的碳酸钠溶液，测得产品的酸值分别为
1. 023， 1. 038mg. K0H/g，酸值在lOmg. K0H/g以下，则该反应的转化率在95%以上，达到了预 期目标。 所得月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯产品的考核指标如下 外观无色透明液体 色泽《180 酸值(mgK0H/g)《10 酯含量(% ) > 95 折光指数(20°C ) 1. 450 1. 459 所得产品的核磁数据如下 月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯的核磁数据 ^ NMR(400MHz， CDC13) ， S = 5. 31 (m， 2H) ， 4. 24—4. 21 (m， 2H) ， 3. 72—3. 43 (m， 32H)，
2. 09 (m， 2H) ， 1. 59-1. 56 (m， 2H) ， 1. 25-1. 29 (m， 21H) ， 0. 89-0. 86 (m， 3H) 13C NMR(400MHz， CDC13) ， S = 171. 37， 72. 74， 71. 80， 70. 84， 70. 78， 70. 55， 70. 26， 69. 34,63. 86,61. 94,53. 72,32. 16,29. 91,29. 88,29. 85,29. 75,29. 61,26. 32,22. 94， 21. 26， 14. 41. 红外分析如下IR( u/cm—0 :2934,2875， 1732， 1441， 1262， 1141. 从核磁共振数据可以看出化学位移在4. 24-4. 21ppm有两个氢，是PhC00CH厂，的
亚甲基上的氢，说明月桂醇聚氧乙烯醚与酰氯发生反应。另外从红外数据上也可以说明这 一点，在1262，和1224cm—1有很强的吸收峰，说明酯基的存在，从其他吸收峰也可以说明这一点。 实施例8制备一种清洗剂 配方为月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯25克，丙二醇正丙醚10克，羟丙基纤维素钠4 克，氯化钠6克，水45克。 制备方法为在200ml的洁净烧杯中，加入月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯，并加入水，置于可调高速匀浆机上，搅拌均匀，然后依次加入丙二醇正丙醚、羟丙基纤维素钠和氯化 钠，设定转速1. 2万转/份，搅拌0. 5小时，得无色透明粘稠状产品。
实施例9制备一种清洗剂 配方为月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯30克，丙二醇正丙醚8克，羟丙基纤维素钠5 克，氯化钠5克，水50克。
制备方法同实施例8。
实施例10制备一种清洗剂 配方为月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯28克，丙二醇正丙醚9克，羟丙基纤维素钠4. 5 克，氯化钠5. 5克，水48克。
制备方法同实施例8。 对上述实施例8 10得到的无色透明粘稠状产品进行检测，其技术指标如下
外观无色透明粘稠液体
色泽《100
气味无异味，
PH值(20°C ) :7-8。
权利要求
一种月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯，其特征在于分子结构为F2009102307032C0000011.tif
2. 权利要求1所述的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯的合成方法，其特征在于首先将月桂醇聚氧乙烯醚投入到反应容器中，将反应容器置于微波炉中，然后将乙酰氯缓慢滴加到圆底烧瓶中，滴加完毕后，设定微波辐射功率为375 450W，反应时间5 7min ;反应完毕后，冷却至室温，静置；向盛有反应产物的反应容器内加入5%的碳酸钠溶液进行第一次洗涤，静置；再加入5%的碳酸钠溶液进行第二次洗涤，静置，静置后将反应产物置于干燥器中干燥，经检测分析最后对产品进行表征。
3 . 根据权利要求2所述的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯的合成方法，其特征在于所述月桂醇聚氧乙烯醚与乙酰氯的摩尔比为1 : 1. 05 1.10。
4. 根据权利要求2所述的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯的合成方法，其特征在于所述反应容器为带有冷凝管的圆底烧瓶。
5. —种以权利要求1所述的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯为主要成分的清洗剂，其特征在于是由以下重量份的原料组成的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯25 30份，丙二醇正丙醚8 10份，羟丙基纤维素钠4 5份，氯化钠5 6份，水45 50份。
6. 权利要求5所述的清洗剂的制备方法，其特征在于向容器中加入原料配比的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯，并加入原料配比的水，搅拌均匀，然后依次加入原料配比的丙二醇正丙醚、羟丙基纤维素钠和氯化钠，搅拌均匀，得无色透明粘稠状产品。
全文摘要
本发明公开了一种月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯，是利用月桂醇聚氧乙烯，在微波辐射无溶剂条件下与乙酰氯进行酯化反应，工艺条件为原料配比为1∶1.00～1.10，微波辐射率375W，反应时间5min，反应产物氯仿萃取，用5％的碳酸钠溶液水洗两次，干燥，经检测分析得月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯产品，然后添加8-10％d的丙二醇正丙醚，4-5％的羟丙基纤维素钠，5-6％的氯化钠，45-50％的水，经高速搅拌可得到非离子清洗剂产品。该产品具有特殊的去油污能力和优越的润湿性，可与阴离子、阳离子表面活性剂的兼溶性，在水中有较大的溶解度，使其具有广泛的应用前景。
文档编号C11D3/22GK101709032SQ20091023070
公开日2010年5月19日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者李大成, 窦建民, 黄现强 申请人:聊城大学