一种古尔伯特十六烷基三甲基氯化铵阳离子表面活性剂及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种阳离子表面活性剂的制备，特别是涉及一种古尔伯特十六烷基三 甲基氯化铵阳离子表面活性剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 古尔伯特醇是一类重要的异构醇，通常由两分子的脂肪伯醇经催化反应合成。其 特殊之处在于羟基的β位上连有一个比主链少4个碳的烷基支链，这种特殊的支链结构赋 予了古尔伯特醇优良的性能及应用价值；其中由古尔伯特醇衍生出的表面活性剂，由于以 这种支链烷基作为疏水基，因此更容易在界面（气液界面，固液界面）上吸附，从而有着更 好的表面性能，比如更大程度地降低表面张力，更好的润湿性能，更强的起泡性能和乳化能 力等。
[0003] 季铵盐是常用的阳离子表面活性剂，在各类阳离子表面活性剂中其产量居首位， 它主要是由脂肪叔胺经过进一步的烷基化产生的。季铵盐阳离子表面活性剂由于具有带 正电荷的亲水头基，因此容易吸附于固体表面（因一般在水介质中的固体表面常带有负电 荷），使表面变得疏水。这使得其在许多领域得到了广泛的发展和应用，例如，季铵盐型阳离 子表面活性剂最初主要用作杀菌剂，在后来的发展中，季铵盐可以在道路建设中用作沥青 乳化剂或改善混凝土和砂浆的润湿性和流动性，在纺织行业中用作织物柔软剂，在造纸行 业中用于改善纸张的手感或防霉，在纤维染色中用于控制染色的均匀，此外，季铵盐表面活 性剂在制药、浮选矿、化纤油剂及油田开发等方面也有广泛的应用。
[0004] 直链十六烷基三甲基氯化铵是目前日用品、香波及化妆品中常用的季铵盐 型阳离子表面活性剂，但这种直链烷基三甲基氯化铵的溶解度较低，且降低水溶液表 面张力的能力较差，根据文献"季铵盐型阳离子表面活性剂的聚集行为（Aggregation behavior of quaternary salt based cationic surfactants)" （Thermochimica Acta, 2005, vol. 428 (I) ,147-155。）所述，其临界胶束浓度表面张力 Yac=ALOmN m-1。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种表面活性好，能降低水溶液的表面张力的古尔伯特十六烷基三甲 基氯化铵阳离子表面活性剂及其制备方法。
[0006] 本发明则以正辛醇为起始原料，通过古尔伯特反应、一步法合成叔胺的反应、季按 化反应合成了一种以β支链烷基为疏水基的季铵盐阳离子表面活性剂古尔伯特十六烷基 三甲基氯化铵，该产品具有很好的表面活性和应用潜力。
[0007] 本发明古尔伯特十六烷基三甲基氯化铵阳离子表面活性剂结构式为：
[0008]
【主权项】
1. 一种古尔伯特十六烷基=甲基氯化锭阳离子表面活性剂，其特征在于古尔伯特十六 烷基=甲基氯化锭阳离子表面活性剂结构式为：
2. 如权利要求1所述的一种古尔伯特十六烷基=甲基氯化锭阳离子表面活性剂的制 备方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 古尔伯特十六醇的制备 将正辛醇、化O-NiO催化剂和KOH投入反应器中，并向反应体系中持续通入馬W减少 副产物的生成，在揽拌的条件下加热，温度升至190-192°C开始回流，于210-240°C的温度 下反应1-化，分离反应过程中生成的水分，将反应产物过滤、减压蒸馈提纯，得到古尔伯特 十六醇； 所述的化O-NiO催化剂的用量为正辛醇的0. 5-3%。wt，K0H的用量为正辛醇的2-3% wt; (2) 胺化反应 将步骤（1)中制备并提纯后的的古尔伯特十六醇、化/Ni复合催化剂投入反应器中， 催化剂的质量为古尔伯特十六醇质量的1% -3%，揽拌下加热，于170-180°C下持续W 0. 4-0.化/min的流量通入&还原催化剂20-50min后，向反应体系中持续通入二甲胺气体， 二甲胺与氨气按L/min的流量比为1:1-1. 5,将反应体系加热到220-240°C，恒温反应1-化， 分出反应过程中生成的水分，将反应产物过滤、减压蒸馈提纯制得中间产物古尔伯特十六 烷基二甲基叔胺； (3) 季锭化反应 将步骤似中制备古尔伯特十六烷基二甲基叔胺投入高压蓋，^崎哪为催化剂，异丙 醇为溶剂，向蓋内通入一氯甲烧气体，揽拌下于60-80°C反应3-化，制得古尔伯特十六烷基 =甲基氯化锭阳离子表面活性剂；其中，Na2〇)3的用量为古尔伯特十六烷基二甲基叔胺的 2-5wt%。，一氯甲烧气体的量为古尔伯特十六烷基二甲基叔胺的22-28wt% ; (4) 产品的分离提纯： 将步骤（3)中制备的古尔伯特十六烷基=甲基氯化锭阳离子表面活性剂产物过滤除 掉崎哪，旋蒸除掉溶剂异丙醇；W体积分数10-25%的己醇水溶液为水化W沸程60-90的 石油離为油相，将W上产物萃取2-3次，弃去油相，将水相旋蒸除掉己醇和水，于70-90°C下 放置6-12h，冷却后得到淡黄色蜡状固体产品。
3. 如权利要求2所述的一种古尔伯特十六烷基=甲基氯化锭阳离子表面活性剂的制 备方法，其特征在于步骤（1)所述的化O-NiO催化剂是W化C〇3为载体，化O-NiO负载量 30 %，CuO与NiO的摩尔比为1:2。
4. 如权利要求2所述的一种古尔伯特十六烷基=甲基氯化锭阳离子表面活性剂的制 备方法，其特征在于步骤（2)中所述的化/Ni复合催化剂是W化C〇3为载体，组分摩尔量之 比为；氧化铜：氧化锋：氧化儀：氧化镶：载体=1 1:1。
【专利摘要】一种古尔伯特十六烷基三甲基氯化铵阳离子表面活性剂的结构式为：本发明具有表面活性好，能降低水溶液的表面张力的优点。
【IPC分类】B01F17-18, C07C211-63, C07C209-00
【公开号】CN104785160
【申请号】CN201510197949
【发明人】李运玲, 张勇杰, 李秋小, 宋永波
【申请人】中国日用化学工业研究院
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月22日