一种拒水反应型表面活性剂的制备方法及制备系统与流程

1.本发明涉及有机高分子化合物领域，尤其涉及一种拒水反应型表面活性剂的制备方法及制备系统。


背景技术：

2.全丙烯酸酯类共聚物乳液主要用作外墙乳胶涂料。目前国内广泛使用的全丙烯酸酯乳液，主要由(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、乳化剂、引发剂、ph调节剂和水组成。
3.目前存在乳液中添加表面活性剂以改善抗硬水能力的，但是效果不好。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种拒水反应型表面活性剂的制备方法及制备系统，旨在提高丙烯酸酯乳液的抗硬水能力。
5.为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种拒水反应型表面活性剂的制备方法，包括将马来酸酐和烷基胺按1:1.03～1.07摩尔比加入到制备系统中，逐步加热到60～80℃，保温20～30min；
6.逐步加热到80～100℃，保温2～4小时生成马来酸单酰胺；
7.在制备系统中加入1～1.03摩尔比的亚硫酸磺酸钠，升温至80～105℃，反应4-6小时生成磺酸钠琥珀酸单酰胺；
8.在制备系统中加入1摩尔的单官能度的聚醚胺或0.5摩尔的双官能度聚醚胺，升温至90℃后，慢慢升温至160～210℃，继续反应5～8小时，待反应体系不再蒸馏出水后，表示反应完成，冷却，得到最终产品。
9.其中，所述在制备系统中加入1摩尔的单官能度的聚醚胺或0.5摩尔的双官能度聚醚胺时，需要通入氮气进行保护。
10.其中，所述烷基胺为丁胺，己胺，辛胺，十烷基胺，十二烷基胺，十四烷基胺，十六烷基胺，十八烷基胺中的一种或者多种。
11.其中，所述聚醚胺的分子量为500～5000，并具有多个胺基。
12.第二方面，本发明还提供一种拒水反应型表面活性剂的制备系统，包括进料组件、支撑组件和加热组件，所述支撑组件包括底座、外壳、加热壳、搅拌器、冷凝壳、多个导热管和回水盒，所述外壳与所述底座固定连接，并位于所述底座的一侧，所述加热壳设置在所述外壳内，所述搅拌器设置在所述外壳底部，所述冷凝壳设置在所述外壳顶部，多个所述导热管与所述冷凝壳接触，并穿过所述外壳，所述回水盒设置在所述冷凝壳的两侧，所述进料组件包括进料管和盖板，所述进料管与所述外壳固定连接，并穿过所述外壳，所述盖板与所述进料管转动连接，并位于所述进料管的一侧，所述加热组件与所述导热管和所述加热壳连通。
13.其中，所述支撑组件还包括防滑垫，所述防滑垫与所述底座固定连接，并位于所述底座底部。
14.其中，所述搅拌器包括搅拌电机、搅拌杆和搅拌叶片，所述搅拌电机与所述外壳固定连接，并位于所述外壳底部，所述搅拌杆与所述搅拌电机的输出端固定连接，并位于所述加热壳内，所述搅拌叶片与所述搅拌杆固定连接。
15.其中，所述支撑组件还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述加热壳内。
16.本发明的一种拒水反应型表面活性剂的制备方法及制备系统，包括将马来酸酐和烷基胺按1:1.03～1.07摩尔比加入到制备系统中，逐步加热到60～80℃，保温20～30min；逐步加热到80～100℃，保温2～4小时生成马来酸单酰胺；在制备系统中加入1～1.03摩尔比的亚硫酸磺酸钠，升温至80～105℃，反应4-6小时生成磺酸钠琥珀酸单酰胺；在制备系统中加入1摩尔的单官能度的聚醚胺或0.5摩尔的双官能度聚醚胺，升温至90℃后，慢慢升温至160～210℃，继续反应5～8小时，待反应体系不再蒸馏出水后，表示反应完成，冷却，得到最终产品。通过上述步骤可以更好地对表面活性剂进行制备，本发明连接亲油链和非离子亲水链的都是酰胺基，不含酯基，比酯基具有更好的耐酸碱性及生物相容性；另外，酰胺基每个酰胺基都可以连接1-2个亲油烷基链和亲水聚醚链，具有很大的亲水亲油调节能力，同时具有一个亲水的磺酸盐基团和亲水的聚醚链，不含羧酸盐，耐硬水性好。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明的一种拒水反应型表面活性剂的制备系统的结构图。
19.图2是本发明的一种拒水反应型表面活性剂的制备系统的左侧结构图。
20.图3是本发明的一种拒水反应型表面活性剂的制备系统的横向剖面图。
21.图4是本发明的一种拒水反应型表面活性剂的制备系统的纵向剖面图。
22.图5是本发明的一种拒水反应型表面活性剂的制备方法的流程图。
23.1-进料组件、2-支撑组件、3-加热组件、4-旁路、5-阀门、11-进料管、12-盖板、21-底座、22-外壳、23-加热壳、24-搅拌器、25-冷凝壳、26-导热管、27-回水盒、28-防滑垫、29-温度传感器、30-计时器、31-油箱、32-换热器、33-循环泵、34-循环管、241-搅拌电机、242-搅拌杆、243-搅拌叶片。
具体实施方式
24.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
26.请参阅图5，第一方面，本发明提供一种拒水反应型表面活性剂的制备方法，包括：
27.s101将马来酸酐和烷基胺按1:1.03～1.07摩尔比加入到制备系统中，逐步加热到60～80℃，保温20～30min；
28.所述烷基胺为丁胺，己胺，辛胺，十烷基胺，十二烷基胺，十四烷基胺，十六烷基胺，十八烷基胺中的一种或者多种。
29.s102逐步加热到80～100℃，保温2～4小时生成马来酸单酰胺；
30.s103在制备系统中加入1～1.03摩尔比的亚硫酸磺酸钠，升温至80～105℃，反应4-6小时生成磺酸钠琥珀酸单酰胺；
31.s104在制备系统中加入1摩尔的单官能度的聚醚胺或0.5摩尔的双官能度聚醚胺，升温至90℃后，慢慢升温至160～210℃，继续反应5～8小时，待反应体系不再蒸馏出水后，表示反应完成，冷却，得到最终产品。
32.在制备系统中加入1摩尔的单官能度的聚醚胺或0.5摩尔的双官能度聚醚胺时，需要通入氮气进行保护。
33.所述聚醚胺的分子量为500～5000，并具有多个胺基。
34.本发明的一种拒水反应型表面活性剂的制备方法，包括将马来酸酐和烷基胺按1:1.03～1.07摩尔比加入到制备系统中，逐步加热到60～80℃，保温20～30min；逐步加热到80～100℃，保温2～4小时生成马来酸单酰胺；在制备系统中加入1～1.03摩尔比的亚硫酸磺酸钠，升温至80～105℃，反应4-6小时生成磺酸钠琥珀酸单酰胺；在制备系统中加入1摩尔的单官能度的聚醚胺或0.5摩尔的双官能度聚醚胺，升温至90℃后，慢慢升温至160～210℃，继续反应5～8小时，待反应体系不再蒸馏出水后，表示反应完成，冷却，得到最终产品。通过上述步骤可以更好地对表面活性剂进行制备，本发明连接亲油链和非离子亲水链的都是酰胺基，不含酯基，比酯基具有更好的耐酸碱性及生物相容性；另外，酰胺基每个酰胺基都可以连接1-2个亲油烷基链和亲水聚醚链，具有很大的亲水亲油调节能力，同时具有一个亲水的磺酸盐基团和亲水的聚醚链，不含羧酸盐，耐硬水性好。
35.第二方面，请参阅图1～图4，本发明还提供一种拒水反应型表面活性剂的制备系统，包括进料组件1、支撑组件2和加热组件3，所述支撑组件2包括底座21、外壳22、加热壳23、搅拌器24、冷凝壳25、多个导热管26和回水盒27，所述外壳22与所述底座21固定连接，并位于所述底座21的一侧，所述加热壳23设置在所述外壳22内，所述搅拌器24设置在所述外壳22底部，所述冷凝壳25设置在所述外壳22顶部，多个所述导热管26与所述冷凝壳25接触，并穿过所述外壳22，所述回水盒27设置在所述冷凝壳25的两侧，所述进料组件1包括进料管11和盖板12，所述进料管11与所述外壳22固定连接，并穿过所述外壳22，所述盖板12与所述进料管11转动连接，并位于所述进料管11的一侧，所述加热组件3与所述导热管26和所述加热壳23连通。
36.在本实施方式中，所述支撑组件2包括底座21、外壳22、加热壳23、搅拌器24、冷凝壳25、多个导热管26和回水盒27，所述外壳22与所述底座21固定连接，并位于所述底座21的一侧，通过所述底座21对所述外壳22进行支撑，所述加热壳23设置在所述外壳22内，所述加热壳23和所述外壳22可以形成加热腔，加热腔内部可以循环流动加热液体对所述加热壳23中的原材料进行加热，所述搅拌器24设置在所述外壳22底部，通过所述搅拌器24可以对所述加热壳23中的原材料进行搅拌，使得混合更加充分，所述冷凝壳25设置在所述外壳22顶
部，原材料在制取加热的过程中，可以蒸发出多余的水分，然后碰到所述冷凝壳25降温凝结成水珠，多个所述导热管26与所述冷凝壳25接触，并穿过所述外壳22，通过所述导热管26可以带走所述冷凝壳25上的热量，所述回水盒27设置在所述冷凝壳25的两侧，凝结的水珠可以沿着所述冷凝壳25流到回水盒27中，所述进料组件1包括进料管11和盖板12，所述进料管11与所述外壳22固定连接，并穿过所述外壳22，所述盖板12与所述进料管11转动连接，并位于所述进料管11的一侧，打开所述盖板12可以向所述进料管11中加入原材料，然后关闭所述盖板12对进料管11进行封闭，所述加热组件3与所述导热管26和所述加热壳23连通，通过所述加热组件3可以向所述加热壳23中注入不同温度的加热液体，从而可以进行不同温度的加热，使得表面活性剂的制备可以在一个容器中进行，使得制备更加方便。
37.进一步的，所述支撑组件2还包括防滑垫28，所述防滑垫28与所述底座21固定连接，并位于所述底座21底部。
38.在本实施方式中，通过所述防滑垫28可以增加所述底座21与地面之间的摩擦力，从而使得放置更加稳定。
39.进一步的，所述搅拌器24包括搅拌电机241、搅拌杆242和搅拌叶片243，所述搅拌电机241与所述外壳22固定连接，并位于所述外壳22底部，所述搅拌杆242与所述搅拌电机241的输出端固定连接，并位于所述加热壳23内，所述搅拌叶片243与所述搅拌杆242固定连接。
40.在本实施方式中，所述搅拌电机241可以带动所述搅拌杆242转动，从而可以带动所述搅拌叶片243转动，以对原材料进行混合，以使得反应制备更加充分。
41.进一步的，所述支撑组件2还包括温度传感器29，所述温度传感器29设置在所述加热壳23内；所述支撑组件2还包括计时器30，所述计时器30设置在所述外壳22外侧。
42.在本实施方式中，通过所述温度传感器29可以检测所述加热壳23内的温度，从而便于对加热组件3进行控制。所述计时器30可以便于对加热时间进行计时，从而更加方便对各个过程进行控制。
43.进一步的，所述加热组件3包括油箱31、换热器32、循环泵33和循环管34，所述油箱31设置在所述外壳22外侧，所述换热器32与所述油箱31连通，并与所述加热壳23连通，所述循环管34与所述油箱31连通，并位于远离所述换热器32的一侧，所述循环泵33与所述导热管26和所述循环管34连通。
44.在本实施方式中，所述油箱31中放入导热油，可以通过所述循环泵33带动导热油在所述换热器32、所述循环管34、所述加热壳23和所述导热管26之间流动，从而可以在低温加热时利用导热管26中的热量，以提高能量的利用效率，而在高温条件下时导热油就不通过所述导热管26，而可以从旁路4直接进入到所述油箱31中，在旁路4上设置有阀门5以控制开闭。
45.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。