[发明专利]一种氢化松香基季铵盐双子表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种季铵盐双子表面活性剂及其制备方法，尤其涉及一种氢化松香基季铵盐双子表面活性剂及其制备方法。

背景技术

双子表面活性剂是一类具有特殊分子结构的新型表面活性剂，其分子是由联结基团通过化学键将两个单体表面活性剂的离子头基连接在一起，由此产生许多优良的性能，如高表面活性、超低表面张力和强协同效应等，因而获得了广泛应用。双子表面活性剂根据亲水基团的不同可以分为阳离子、阴离子、非离子和两性型双子表面活性剂，由于合成和纯化相对容易，阳离子双子表面活性剂是研究得较多的一种，特别是季铵盐类双子表面活性剂。现在使用的很多表面活性剂原料来自石油产品，对可持续发展不利。

由于松香容易结晶，其分子结构中的树脂酸中含有共轭双键，故反应性高，不稳定性，易氧化，为提高其耐氧化性能，将松香改性得到氢化松香。

氢化松香，英文名称：hydrogenated rosin，以含二氢枞酸为主，四氢松香以含四氢枞酸为主，具有抗氧化性能好、脆性小、色泽浅、热稳定性高等优点，广泛用于压敏胶或热熔胶的增黏剂、橡胶或塑料的改良剂、口香糖的基料、油墨和涂料的改质剂、颜料着色剂等精细化工产品。

氢化松香为无定形透明固体树脂，含有二氢枞酸75%，相对密度1.045，软化点70～72℃，折射率1.5270，黏度(60%甲苯溶液)3.6mPa·S，酸值162mgKOH/g，皂化值167mgKOH/g，闪点(开杯)203℃，溶于乙醇、丙酮、二氯乙烷、二硫化碳、甲苯、松节油、石油醚、溶剂汽油和植物油中，抗氧化性能好，脆性小，热稳定性高，无毒，LD₅₀ 7600mg/kg。

近年来，文献中有报道利用松香及其改性产品或衍生物合成了一系列性能优良的松香基季铵盐双子表面活性剂产品，查到如下相关材料：

1.广西大学的蒋福宾等以脱氢枞胺为原料，经中间体N,N-二甲基脱氢枞胺，分别与1,3-二溴丙烷和对溴二亚甲苯加热回流48h，得到两种双子表面活性剂（松香基双季铵盐阳离子表面活性剂的合成与性能[J]，精细化工，2007，24（11）：1074-1079）；

2.东北林业大学的胡旭等以脱氢松香酸和环氧氯丙烷为原料合成了中间体，再与四甲基乙二胺回流反应25h，得到双季铵盐阳离子表面活性剂（二氯化-N，N-’-二（3-脱氢松香酰氧-2-羟丙基）四甲基乙二胺的合成与性能，应用化学，2007，24（12）：1439-1442）；

3.东北林业大学的韩世岩等利用松香与环氧氯丙烷反应，合成的中间体再与四甲基乙二胺回流反应20h，得到松香基季铵盐双子表面活性剂（松香基季铵盐双子表面活性剂的合成及分析，林业科技，2009，34（4）：61-64）；

4.专利申请号：CN201110117613.X，公开了一种多羟基松香基季铵盐双子表面活性剂的制备方法，用一级松香、四丁基溴化铵、无水乙醇、环氧氯丙烷，制得3-松香酰氧基-2-羟丙基氯；再用3-松香酰氧基-2-羟丙基氯、碳酸氢钠、二乙醇胺、无水乙醇制得3-松香酰氧-2-羟丙基二乙醇胺；最后用3-松香酰氧-2-羟丙基二乙醇胺与多卤代烷烃反应，无水乙醇做溶剂，反应停止后，用乙酸乙酯洗涤反应液，得白色蜡状膏体，用无水乙醇、乙酸乙酯混合溶剂重结晶，抽滤得白色针状晶体，即得到多羟基松香基季铵盐双子表面活性剂。该发明制得表面活性剂产品毒性小、易生物降解，具有环境友好性，且合成工艺简单，污染程度很小，反应用量很少就能达到很好的乳化效果。

以上公开文献以普通松香、脱氢枞酸或脱氢枞胺为原料合成，均采用传统加热法合成产品。由于松香的大体积三元环菲结构导致松香及其改性产品或衍生物的反应活性中心因空间阻碍大而较难参与反应，反应所需的温度较高且时间较长，因而传统加热反应需要几个小时甚至几十个小时以上，合成效率偏低，能量消耗很大。

微波化学是在微波场中物质的特性及其相互作用的深入研究基础上发展起来的。中国专利号200810123884.4公开了松香基季铵盐双子表面活性剂，其结构通式如下：