[发明专利]一种生物基表面活性剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面活性剂的制备工艺，具体涉及一种生物基表面活性剂的制备方法。

背景技术

表面活性剂具有特殊的两亲结构，从而表现出润湿、渗透、分散、乳化、增溶等优异功能，广泛应用于石油、化工、食品、医药、纺织、建筑等领域。传统的表面活性剂产品来源于石化产业，使用后常作为污水排放，存在着严重的环境隐患。人们一直在寻找更安全、性能更好的代用品，生物基表面活性剂是其中一种被广泛研究应用的新型表面活性剂品种。目前，以葡萄糖、山梨醇、腰果酚、胆固醇、松香等生物质材料为原料，人们已经得到了品种丰富的生物基表面活性剂产品。专利号200810215789.7公开了“木糖醇油酸单酯表面活性剂制备方法”；专利号201010137641.3公开了“一种松香基表面活性剂的制备方法”；专利号201110170842.8公开了“一种驱油用饱和腰果酚磺酸盐表面活性剂的合成方法”；专利号201210009377.4公开了“基于胆固醇和磷酸胆碱的两亲小分子表面活性剂及其制备方法”；李岿报道了一类以山梨醇为主要原料的生物基表面活性剂的生产与应用(“斯潘类非离子表面活性剂的生产与应用”，《精细石油化工进展》，2005年01期)；王杰等报道了烷基糖苷作为表面活性剂的应用(“生物基表面活性剂的应用”，《精细与专用化学品》，2006年05期)。

本发明利用的主要原材料来源于玉米深加工行业，具体而言，玉米淀粉经水解糖化、加氢裂解，产物经分馏脱重可得到生物基醇类，剩余在釜底的重组分即为本发明所述的主要原材料——釜底残余物，其中含有二元醇、多元醇、多聚糖和有机酸盐。该釜底残余物粘度大、颜色深，目前其应用领域有限。王晶仪等报道了对其进一步分离的方法(“玉米生物基化工醇高沸点组分分离研究”，《应用化工》，2010年02期)；马立国等报道了利用其制备改性聚氨酯塑料的方法(“玉米基多元醇副产物树脂制备改性聚氨酯泡沫塑料及性能的研究”，《聚氨酯工业》，2011年03期)；鲍妮娜报道了其作为增塑剂用于制备热塑性淀粉的方法(“玉米生物化工醇应用研究”，长春工业大学硕士学位论文，2011年4月)；吴洪发等报道了利用氨基磺酸对其化学改性，并作为减水剂应用的方法(“玉米化工醇釜残物用作高效减水剂的分散性能”，《新型建筑材料》，2011年11期)。关于以该釜底残余物为原料，利用多聚甲醛改性制备生物基表面活性剂未见公开，从而本发明弥补了现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种以玉米深加工生产生物基醇类时产生的釜底残余物为原料，制备生物基表面活性剂的方法。该表面活性剂原料价格低廉，制备工艺简单，产品可生物降解，具有突出的绿色效应。制备的表面活性剂具有很好的表面活性性能，可用于食品、化妆品、农药乳化剂，颜料分散剂，纺织、造纸以及油田助剂。

本发明公布一种生物基表面活性剂的制备方法，所采用的技术方案包括以下步骤：

(1)以工业生产生物基醇类时产生的釜底残余物为原料，按重量比为釜底残余物：多聚甲醛：催化剂=100：4～12：0.1～0.3，将釜底残余物、多聚甲醛和催化剂加入反应器中，反应器接有分水器；

(2)在搅拌状态下将物料加热至110～140℃，搅拌速度为30～80转／分钟，保温反应12～24小时，过程中利用分水器不断排出反应产生的水；

(3)降温至50～70℃，得到红棕色粘稠液体产品，进行放料包装。

本发明公布一种生物基表面活性剂的制备方法，其中以釜底残余物为原料，该釜底残余物为玉米淀粉经水解糖化、加氢裂解、产物分馏得到生物基醇类后剩余在釜底的重组分，主要含有二元醇、多元醇、多聚糖和有机酸盐。具体而言，二元醇为乙二醇、1，2-丙二醇、2，3-丁二醇、1，2-丁二醇，合计占总质量的7～9％；多元醇为山梨糖醇、丙三醇，合计占总质量的35～45％；多聚糖的数均分子量为2000～5000，占总质量的18～25％；有机酸盐为乳酸钠、甲酸钠、乙酸钠，合计占总质量的25～30％。

本发明公布一种生物基表面活性剂的制备方法，其中按重量比，釜底残余物：多聚甲醛=100：4～12，较好是100：6～10，最好是100：8。

本发明公布一种生物基表面活性剂的制备方法，其中按重量比，釜底残余物：催化剂=100：0.1～0.3，较好是100：0.2～0.3，最好是100：0.25。

本发明公布一种生物基表面活性剂的制备方法，其中所述的催化剂为次磷酸或碳酸镁。