一种季铵盐有机硅双子表面活性剂及其制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明设及一种双子表面活性剂的制备方法，特别设及一种季锭盐有机娃双子表 面活性剂及其制备方法。
【背景技术】：
[0002] 有机娃表面活性剂由于娃氧链的柔顺性，使其在水界面排列更加紧密，因此具有 表面活性高，润湿铺展性好，乳化稳定性好等特点，同时其具有较低的生理毒性，已经被作 为分散剂、消泡剂、柔软剂等广泛应用于纺织、日化、皮革、农药等领域。
[0003] 自1971年Bunton首次合成双子表面活性剂W来，经国内外学者深入研究发现， 双子表面活性剂比传统的单链表面活性剂具有更优异的表面活性，更低的临界胶束浓 度kmc)W及更好协同性等[BuntonC.A.,RobinsonL.,SchaakJ.,StamM.F.Su;rface activityandmicelleformationofsomenewbisquaternaryammoniumsalts.Journal ofOrganicQiemistry, 1971, 36, 2346 - 2350.赵剑犧.新一代表面活性剂：Gemini.化学 进展，1999,11 (4) :348-357.]。
[0004] 有机娃双子表面活性剂结合了有机娃表面活性剂与双子表面活性剂的性能特点， 因此近年来受到广泛的关注。Han化合成了一种葡萄糖酷胺基有机娃双子表面活性剂，并 对它的界面性质，聚集形态，超铺展机理进行了研究；Li-HueiLin制备了一种聚酸改性 硅氧烷双子表面活性剂，研究发现具有优异的润湿性与消泡性田UHan.,GaoyongZhang. NewfamilyofGeminisurfactantswithglucosamide-basedtrisiloxane.Colloids andSurfacesA:Physicochem.Eng.Aspects, 2004, 237, 79-85.Li-HueiLin. ,Chee-Chan Wang. ,Keng-MingChen. ,Po-ChangLin.SynthesisandPhysicochemicalProperties ofSilicon-basedGeminiSurfactants.ColloidsandSurfacesA:Physicochem.Eng. Aspects, 2013, 436, 881-889. ] 〇
[0005] 然而，现有的有机娃双子表面活性剂的表面活性有待于提高，并且所制备的有机 娃双子表面活性剂大多为非离子型，关于阳离子型的有机娃双子表面活性剂报道较少。
【发明内容】
：
[0006] 本发明的目的在于提供一种季锭盐有机娃双子表面活性剂及其制备方法，采用该 方法制备的季锭盐有机娃双子表面活性剂具有优异的表面活性与抗水解性。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
[0008] -种季锭盐机娃双子表面活性剂，该季锭盐有机娃双子表面活性剂结构式如下：
[0009]
[0010] 其中所述η为10,k为9,m为12、14或16。
[0011] 一种季锭盐有机娃双子表面活性剂的制备方法，包括W下步骤：
[0012] 步骤一、将聚乙二醇缩水甘油酸、α-氨-ω-径基-聚二甲基硅氧烷W及丙酬 混合，然后加入四下基漠化锭和氨氧化钢溶液，再于50~70°C下揽拌回流5~化，处 理后得到淡黄色粘稠液体，即为环氧基聚酸改性硅氧烷；其中，聚乙二醇缩水甘油酸与 α-氨-ω-径基-聚二甲基硅氧烷的质量比为（80~100) :(80~85);聚乙二醇缩水甘油 酸与四下基漠化锭的质量比为（80~100) :0. 5;氨氧化钢溶液中氨氧化钢的质量与四下基 漠化锭的质量相同；
[0013] 步骤二、于40~50°C下，向反应器中加入盐酸溶液、长链烷基二甲基叔胺和溶剂， 揽拌均匀后，滴加环氧基聚酸改性硅氧烷，反应直到胺值不再变化；反应结束后，洗涂，旋转 蒸发去除溶剂，得到红栋色膏状产物，即为季锭盐有机娃双子表面活性剂；其中，长链烷基 二甲基叔胺与环氧基聚酸改性硅氧烷的质量比为（7~10) : (20~25);长链烷基二甲基叔 胺的结构式为：CmH2muNH(CH3)2,m= 12、14 或 16。
[0014] 所述步骤一中聚乙二醇缩水甘油酸与丙酬的比为（80~100)g:100血。
[0015] 所述步骤一中氨氧化钢溶液的质量分数为20~30%。
[0016] 所述步骤一中处理具体过程为：采用丙酬与正己烧的混合溶剂多次洗涂，再旋转 蒸发去除溶剂，最后真空干燥。
[0017] 所述丙酬与正己烧的混合溶剂中丙酬与正己烧的体积比为1: (1~1. 5)。
[0018] 所述步骤二中盐酸溶液浓度为0. 2~0. 25mol/l，盐酸溶液与长链烷基二甲基叔 胺的比为（48~60)血：（7~10)邑。
[0019] 所述步骤二中胺值是采用盐酸-异丙醇滴定法测定的。
[0020] 所述步骤二中溶剂为水、异丙醇或无水乙醇。
[0021] 所述步骤二中溶剂与长链烷基二甲基叔胺的比为（20~30)血：（7~10)g;步骤 二中反应的时间为8~12h;步骤二中洗涂是采用环己烧进行的。
[0022] 与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
[002引本发明W聚乙二醇缩水甘油酸、α-氨-ω-径基-聚二甲基硅氧烷和四下基漠化 锭为原料，具有原料易得的优点，通过回流制得环氧基聚酸改性硅氧烷，再通过40~50°C 下季锭化反应和40~50°C下开环反应，得到目标产物，具有反应条件简单、易控制的优 点，并且所得产物具有优异的表面活性，在水溶液中的表面张力最低至28. 24mN/m，临界胶 束浓度最低至1. 5X10 6mol/l，远远低于传统碳氨单链表面活性剂十二烷基Ξ甲基漠化锭 值TAB)，并且通过共价键的链接提高了有机娃的抗水解性，同时兼具了季锭盐双子表面活 性剂与有机娃表面活性剂两者的优点，可作为杀菌剂，乳化剂，润湿剂，柔软剂等用于日用 化学，纺织工业中。
【附图说明】：
[0024]图1为本发明制得的季锭盐有机娃双子表面活性剂的红外光谱图；
[00巧]图2为本发明制得的季锭盐有机娃双子表面活性剂的iH-NMR图。
【具体实施方式】：
[0026] 下面结合附图通过具体实施例进行详细描述。
[0027] 本发明中的胺值是采用盐酸-异丙醇滴定法测定的，具体方法见参考文献：王艳 丽等，双子表面活性剂[M]北京：化学工业出版社，2013:60-62。
[0028] 本发明的季锭盐有机娃双子表面活性剂结构式如下：
[0029]
[0030] 其中所述η为10,k为9,m为12、14或16。
[003。 实施例1 :
[0032]步骤一、将85g的聚乙二醇缩水甘油酸和81g的α-氨-ω-径基-聚二甲基娃氧 烧与lOOmL丙酬混合，然后加入0. 5g四下基漠化锭和0. 5g质量分数30 %的氨氧化钢溶液， 四下基漠化锭和氨氧化钢溶液起催化的作用，再于70°C下揽拌回流化，然后用30mL丙酬与 正己烧的混合溶剂多次洗涂，旋转蒸发去除溶剂，真空干燥得到淡黄色粘稠液体，即为 环氧基聚酸改性硅氧烷。
[003引步骤二、在45 °C下，向反应器中加入50血盐酸溶液（0. 202mol/L)、lOg的 (：12&5畑畑3)2和20血无水乙醇，反应Ih后，滴加21. 67g步骤一制备的环氧基聚酸改性娃 氧烧，反应1化直到胺值（采用盐酸-异丙醇滴定法测定）不再变化。反应结束后，用环己 烧洗涂，旋转蒸发去除溶剂，得到红栋色膏状产物，即为季锭盐有机娃双子表面活性剂。
[0034] 实施例2 :
[0035] 步骤一、将90g的聚乙二醇缩水甘油酸和83g的α-氨-ω-径基-聚二甲基娃氧 烧与1001^丙酬混合，然后加入0.5邑四下基漠化锭和0.5邑质量分数30%的氨氧化钢，四下 基漠化锭和氨氧化钢溶液起催化的作用，再于60°C下揽拌回流化，然后用40mL丙酬与40mL 正己烧的混合溶剂多次洗涂，旋转蒸发去除溶剂，真空干燥得到淡黄色粘稠液体，即为环氧 基聚酸改性硅氧烷。
[0036] 步骤二、在40 °C下，向反应器中加入55血盐酸溶液（0. 202mol/L)、7.Og的 (：12&5畑畑3)2和20血异丙醇，反应比后，滴加25g步骤一制备的环氧基聚酸改性硅氧烷， 反应1化直到胺值（采用盐酸-异丙醇滴定法测定）不再变化。反应结束后，用环己烧洗 涂，旋转蒸发去除溶剂，得到红栋色膏状产物，即为季锭盐有机娃双子表面活性剂。
[0037] 实施例3 :
[003引步骤一、将95g的聚乙二醇缩水甘油酸和85g的α-氨-ω-径基-聚二甲基娃氧 烧与1001^丙酬混合，然后加入0.5邑四下基漠化锭和0.5邑质量分数30%的氨氧化钢，四下 基漠化锭和氨氧化钢溶液起催化的作用，再于55°C下揽拌回流化，然后用35mL丙酬与35mL 正己烧的混合溶剂多次洗涂，旋转蒸发去除溶剂，真空干燥得到淡黄色粘稠液体，即为环氧 基聚酸改性硅氧烷。
[0039] 步骤二、在50 °C下，向反应器中加入60血盐酸溶液（0. 202mol/L)、8. 4g的 (：12&5畑(邸3)2和20血蒸馈水，反应比后，滴加23g步骤一制备的环氧基聚酸改性硅氧烷， 反应1比直到胺值（采用盐酸-异丙醇滴定法测定）不再变化。反应结束后，用环己烧洗 涂，旋转蒸发去除溶剂，得到红栋色膏状产物，即为季锭盐有机娃双子表面活性剂。
[0040] 实施例4 :
[0041] 步骤一、将80g的聚乙二醇缩水甘油酸和85g的α-氨-ω-径基-聚二甲基娃氧 烧与lOOmL丙酬混合，然后加入0. 5g四下基漠化锭和0. 5g质量分数30%的氨氧化钢四下 基漠化锭和氨氧化钢溶液起催化的作用，再于65°C下揽拌回流化，然后用35mL丙酬与35mL 正己烧的混合溶剂多次洗涂，旋转蒸发去除溶剂，真空干燥得到淡黄色粘稠液体，即为环氧 基聚酸改性硅氧烷。
[0042] 步骤二、在45 °C下，向反应器中加入58血盐酸溶液（0. 202mol/L)、9. 5g的 。4也畑(邸3)2和25血无水乙醇，反应比后，滴加20g步骤一制备的环氧基聚酸改性硅氧烷， 反应化直到胺值（采用盐酸-异丙醇滴定法测定）不再变化。反应结束后，采用环己烧洗 涂，旋转蒸发去除溶剂，得到红栋色膏状产物，即为季锭盐有机娃双子表面活性剂。
[004引实施例5 :
[0044] 步骤一、将lOOg的聚乙二醇缩水甘油酸和80g的α-氨-ω-径基-聚二甲基娃 氧烧与1001^丙酬混合，然后加入0.5邑四下基漠化锭和0.5邑质量分数30%的氨氧化钢，四 下基漠化锭和氨氧化钢溶液起催化的作用，再于50°C下揽拌回流6.化，然后用30mL丙酬与 正己烧的混合溶剂多次洗涂，旋转蒸发去除溶剂，真空干燥得到淡黄色粘稠液体，即