专利名称：一种阳离子表面活性剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及表面活性剂的领域，具体涉及一种季铵盐阳离子表面活性剂。
背景技术：
表面活性剂是指分子结构上具有固定的亲水和亲油基团，在水溶液表面能够定向 排列，并且能使表面张力显著下降的物质。其按照极性基团的解离性质分离可以分为阴离 子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和非离子表面活性剂。季铵盐阳 离子表面活性剂的特点是水溶性好，既耐酸又耐碱，具有良好的杀菌作用和洗涤作用，可以 充当相转移催化剂用于有机合成，还可以充当乳化剂用于高分子乳液合成。在公开号为 CN1312851A的专利申请文件中，在分子结构中加入酯基可以使分子具有良好的生物降解 性，达到绿色环保效果。已经用于实践的是季铵盐阳离子表面活性剂的表面张力的大小可 以通过链长来调节，但是链长的调节也涉及到原料成本较高，调节起来较不方便等问题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有的问题，提供一种保持了阳离子表面活性剂的良好性
能，并且成本低廉，链长可以方便调节的绿色阳离子表面活性剂及其制备方法。 本发明的目的是通过以下通式的阳离子表面活性剂实现的CnH2时C00CH2CH0CH2N(CmH2m+》3Cl，其中n = 7，9，ll，13，15，17m=l，2 制备上述通式的阳离子表面活性剂的方法包括以下步骤 (1)、将高级脂肪酸縮水甘油酯(CnH2n+1C00CH2CH0CH2，n = 7，9， 11， 13， 15， 17)、三甲
胺盐酸盐(或三乙胺盐酸盐)、三乙胺按摩尔比ioo : ioo : s-io混合，加入溶剂异丙醇。
搅拌混合物，并且加热至80°C -IO(TC ，保持回流3-5个小时。
(2)、先常压下升温蒸馏回收溶剂异丙醇，完毕后再减压干燥10分钟，冷却至室温
后得到该阳离子表面活性剂。 其中，溶剂异丙醇的质量为三甲胺盐酸盐(或三乙胺盐酸盐)的3-7倍。
本发明与现有技术相比，具有显著的优越性，这是由于原料采用高级脂肪酸縮水 甘油酯和三甲胺盐酸盐(或三乙胺盐酸盐)，不仅简单易得、成本低廉，而且可以通过调节 脂肪链的长短来方便的调节表面张力的大小。并且，分子结构中含有酯基，可以使分子具有 较好的生物降解性，是一种绿色表面活性剂。同时，制备本发明的阳离子表面活性剂的方法 操作简单，时间短，而且反应条件容易满足，收率高，可以用于工业化生产。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明做进一步描述
本发明的阳离子表面活性剂的通式为CnH2时C00CH2CH0CH2N(CmH2m+》3Cl，其中n = 7，9，ll，13，15，17m=l，2。
实施例1
将月桂酸縮水甘油酯(分子量256.3， l.OOmol) 256. 3g、三甲胺盐酸盐(分子 量95. 6， 1. 00mol)95. 6g、三乙胺按(分子量101. 2，0. 05mol)5g混合，加入溶剂异丙醇 (300g)，搅拌，加热至10(TC，保持回流4小时。常压下，缓慢升温蒸馏回收溶剂异丙醇。当 没有馏分溜出时，继续减压干燥10分钟，停止蒸馏，冷却至室温，所得白色固体是季铵盐阳 离子表面活性剂334g，收率为95. 2% 。
实施例2 将月桂酸縮水甘油酯(分子量256. 3， l.OOmol) 256. 3g、三乙胺盐酸盐(分子 量137. 6， 1. OOmol) 137. 6g、三乙胺按(分子量101. 2，0. 05mol) 5g混合，加入溶剂异丙醇 (400g)，搅拌，加热至10(TC，保持回流4小时。常压下，缓慢升温蒸馏回收溶剂异丙醇。当 没有馏分溜出时，继续减压干燥10分钟，停止蒸馏，冷却至室温，所得白色固体是季铵盐阳 离子表面活性剂375g，收率为95. 4% 。
实施例3 将软脂酸縮水甘油酯(分子量312. 4， 1. 00mol)312. 4g、三甲胺盐酸盐(分子 量95. 6， 1. 00mol)95. 6g、三乙胺按(分子量101. 2，0. 05mol)5g混合，加入溶剂异丙醇 (300g)，搅拌，加热至9(TC，保持回流3.5小时。常压下，缓慢升温蒸馏回收溶剂异丙醇。当 没有馏分溜出时，继续减压干燥10分钟，停止蒸馏，冷却至室温，所得白色固体是季铵盐阳 离子表面活性剂395g，收率为96. 8 % 。
实施例4 将软脂酸縮水甘油酯(分子量312. 4， 1. 00mol)312. 4g、三乙胺盐酸盐(分子 量137. 6， 1. OOmol) 137. 6g、三乙胺按(分子量101. 2，0. 05mol) 5g混合，加入溶剂异丙醇 (400g)，搅拌，加热至9(TC，保持回流3.5小时。常压下，缓慢升温蒸馏回收溶剂异丙醇。当 没有馏分溜出时，继续减压干燥10分钟，停止蒸馏，冷却至室温，所得白色固体是季铵盐阳 离子表面活性剂431g，收率为96.0%。
实施例5 将硬脂酸縮水甘油酯(分子量340.5， 1.00mol)340.5g、三甲胺盐酸盐(分子 量95. 6， 1. 00mol)95. 6g、三乙胺按(分子量101. 2，0. 05mol)5g混合，加入溶剂异丙醇 (300g)，搅拌，加热至8(TC，保持回流4.5小时。常压下，缓慢升温蒸馏回收溶剂异丙醇。当 没有馏分溜出时，继续减压干燥10分钟，停止蒸馏，冷却至室温，所得白色固体是季铵盐阳 离子表面活性剂421g，收率为96.7%。
实施例6 将硬脂酸縮水甘油酯(分子量340. 5， l.OOmol) 340. 5g、三乙胺盐酸盐(分子 量137. 6， 1. OOmol) 137. 6g、三乙胺按(分子量:101. 2，0. 05mol) 5g混合，加入溶剂异丙醇 (400g)，搅拌，加热至8(TC，保持回流4.5小时。常压下，缓慢升温蒸馏回收溶剂异丙醇。当 没有馏分溜出时，继续减压干燥10分钟，停止蒸馏，冷却至室温，所得白色固体是季铵盐阳 离子表面活性剂458g，收率为96. 0 % 。 以上制备方法也可用于其他高级脂肪酸縮水甘油酯。
权利要求
一种阳离子表面活性剂，其特征是具有以下通式组成CnH2n+1COOCH2CHOCH2N(CmH2m+1)3Cl，其中n＝7，9，11，13，15，17m＝1，2。
2. —种制备权利要求1所述的阳离子表面活性剂的方法，其特征在于包括如下步骤1)将高级脂肪酸縮水甘油酯(CnH2n+1COOCH2CHOCH2， n = 7，9， 11， 13， 15， 17)、三甲胺盐酸盐(或三乙胺盐酸盐)、三乙胺按摩尔比i00 : ioo : 5-io混合，加入溶剂异丙醇。搅拌混合物，并且加热并且加热至8(TC-100°〇，保持回流3-5个小时。2)先常压下升温蒸馏回收溶剂异丙醇，完毕后再减压干燥10分钟，冷却至室温后得到阳离子表面活性剂。
3. 根据权利要求2所述的阳离子表面活性剂的制备方法，其特征在于溶剂异丙醇的质量为三甲胺盐酸盐(或三乙胺盐酸盐)的3-7倍。
全文摘要
本发明公开了一种通式为CnH2n+1COOCH2CHOCH2N(CmH2m+1)3Cl，其中n＝7，9，11，13，15，17m＝1，2的绿色阳离子表面活性剂及其制备方法。本发明不仅原料简单易得、成本低廉，而且可以通过调节脂肪链的长短来方便的调节表面张力的大小。并且分子结构中含有酯基，可以使分子具有较好的生物降解性，是一种绿色表面活性剂。同时，制备本发明的阳离子表面活性剂的方法操作简单，时间短，而且反应条件容易满足，收率高，可以用于工业化生产。
文档编号B01F17/18GK101721943SQ20091027291
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月24日 优先权日2009年11月24日
发明者柳毅, 王念贵 申请人:武汉鹤龟涂料有限公司