[发明专利]一种对称型阳离子表面活性剂及其制备方法

说明书

(一)技术领域：

本发明属于一种Gemini表面活性剂及其制 备方法，具体涉及一种对称型阳离子表面活性剂及其制备方法。

(二)背景技术：

Gemini表面活性剂又称为双子表面活性 剂。1946年，Frederie等人开发洗涤剂助剂的美国专利USA 524218131首次给予报导，而真正系统开展这类新颖表面活性剂 的研究工作则是从1991年开始，美国Emory大学的Menger等合 成了以刚性基团联接离子头基的双烷烃链表面活性剂，并命名为 Gemini表面活性剂。

Gemini表面活性剂分子结构中，由于两个离子头基的联接 基团是通过化学键连接，由此造成了两个表面活性剂单体离子相 当紧密的连接，致使其碳氢链间更容易产生强相互作用，既加强 了碳氢链间的疏水结合力，而且离子头基间的排斥倾向受制于化 学键力而被大大削弱，这就是Gemin表面活性剂与普通单链单头 基表面活性剂相比较，具有高表面活性的根本原因。这种通过化 学键联接方法提高表面活性的方法和以往所用的物理方法不同， 在概念上是一个突破，这种Gemini表面活性剂是结构新颖的新 一代表面活性剂，具有优良的性能。

Gemini表面活性剂的特殊性能

(1)更易吸附在气/液表面，从而更有效地降低水的表面 张力；

(2)更易聚集生成胶束，因而有更低的临界胶束浓度；

(3)具有很低的Kraff点和很好的水溶性；

(4)与普通表面活性剂间的复配能产生更大的协同效应：

(5)具有良好的钙皂分散性能；

(6)在很多场合是优良的润湿剂。

Gemini表面活性剂的成功合成是表面活性剂研究领域的一 种巨大突破，它开辟了表面活性剂科学研究领域的新途径，决定 了它在表面活性剂家族的特殊地位，引起了人们极大的兴趣。由 于Gemini表面活性剂独特的结构表现出了独特的性能，因而有 更加广泛的应用。Gemini表面活性剂作为一类性能卓越的新型 表面活性剂，具有高的表面活性，好的水溶性和流变性等多种优 点，但美中不足的是，Gemini表面活性剂价格昂贵，大多数还 只是实验室阶段产品，真正离大规模工业化还有一段距离。不能 工业生产，就不具备商业价值和现实意义。因此，优化现有的合 成工艺，降低表面活性剂的生产成本，是一项至关重要的任务。 目前实验室能合成出的Gemini表面活性剂已有一百多种，从其 结构类型和合成路线来看，大多数合成步骤长、合成条件苛刻， 所用原料昂贵，阻碍了工业化的进程。

发明内容：

本发明的目的之一就是提供一种对称型阳离子 表面活性剂；

由于其R基团既可为选自C11～C17烷基中的一种又可以为 含有不饱和双键的基团，根据相应的制备方法又将其称为为不可 聚合对称型阳离子表面活性剂和可聚合对称型阳离子表面活性 剂。

本发明的另一目的就是提供这种对称型阳离子表面活性剂 的制备方法。

本发明的对称型阳离子表面活性剂具有更高的表面活性， 由于CMC值低，可作高效增溶剂，用量少，刺激性相对较低。

本发明的制备方法工艺简单，原料易得，反应条件温和， 收率较高，成本低廉，易于工业化。

本发明的一种对称型阳离子表面活性剂是具有式(1)所示 结构的化合物：

式(1)中，R为选自C11～C17烷基中的一种或者为含有不 饱和双键的基团；X为卤素；n＝2～6。

其中X为CI或Br。

所述的不饱和双键的基团为具有式I、II、III或IV所示结 构的基团中的一种。

本发明的一种R为C11～C17烷基的对称型阳离子表面活性 剂的制备方法，依次由以下步骤完成：

(1)R为C11～C17烷基的对称型阳离子表面活性剂粗品的 合成

取二卤烷烃，R基团碳数为11～17的叔胺和溶剂于反应器中， 其中R基团碳数为11～17的叔胺与二卤烷烃的摩尔比为2～2.4， 溶剂体积(mL)与反应原料的质量(g)比为7～9；将上述物质混 合均匀后，搅拌下升温至40～80℃，冷凝回流6-8小时，待反应 液中有固体析出且呈粘稠状时，冷却至室温后过滤得白色固体， 即得R为C11～C17烷基的对称型阳离子表面活性剂粗产品；