专利名称:一种乳液型液膜分离表面活性剂的生产方法
本发明涉及一种用于液膜分离工业化应用的表面活性剂。
国际上，液膜分离技术在七十年代逐渐兴起。目前正处于由实验室和中试规模向工业应用过渡的阶段。在液膜分离技术中最关键的问题之一是需要用一种理想的表面活性剂。而现有国内外市场销售的表面活性剂绝大多数品种不能满足工业规模连续运行的要求。
经手检“化学文摘”以及联机检索“世界专利文档”。国外已在中试和极个别工业应用中取得成效的表面活性剂有ENJ3029和ECA4360，它们的专利号分别为U.S4，259，189和Brit，UK2，038，201，而这两种表面活性剂均属聚胺类。
与本发明最接近的已有技术是专利U.S3，969，265现已编入由J.CJohnson主编的名为“Emulsifier and Emulsi-fying Techniques”N.D.C(1979)一书。虽然该专利所用主要原料与本发明相同，均为高分子量丁基胶，然而其产品为磺酸盐型而本发明的产品却为磺酸型。显然生产方法也绝然不同。该专利制法中磺化所用的磺化剂与本发明的生产方法所用的磺化剂不同。该专利所用磺化剂为氯磺酸、三氧化硫与特氟隆的络合物，乙醚与三氧化硫的络合物等;而本发明只用乙酰硫酸为磺化剂。采用乙酰硫酸作为磺化剂与上述各种磺化剂相比，它不仅价廉，而且用量少，反应条件温和，反应速度快，另外磺酸型表面活性剂还有一个显而易见的优点是减少了一个从磺酸转变为磺酸盐的工艺步骤。
本发明的生产方法未见任何文献报导和记载。
本发明的目的是创造一种能生产满足工业规模连续运行要求的表面活性剂的方法。其工艺及设备简单，节能，投资少，原料价廉，来源充裕，成本不高。而该方法的产品-表面活性剂至少要能够达到如下要求1.制备的乳液稳定性好而又不太难破乳。
2.当这种油包水型乳液与大量水接触时不会有明显的“溶胀”现象不会渗透到乳液粒子中去。
3.无毒。
4.耐酸和碱。
5.不溶于水。
6.适用温度范围较宽。
7.产品质量稳定，保存期长。
本发明的要点如下首先，以分子量为40～70万的丁基胶为原料，进行热降解使其分子量降低至5000左右。然后用有机溶剂溶解热降解后的丁基胶，配制成30～60%(以重量计)的溶液以降低其粘度並能使下一步磺化反应均匀。最后是在常温下用乙酰硫酸作磺化剂进行磺化。磺化反应完全即得产品-长键烷基磺酸阴离子型表面活性剂(LMS-2)。
本发明的生产方法如下一、热降解将市场销售的分子量为40-70万的丁基胶切成厚度约为0.5cm的薄胶片。采用远红外加热降解法，即当这红外线加热炉升温至200℃时，丁基胶开始膨化-熔化-分解。同时伴有气体产生，这时要立即开启排风装置，及时把所产生的气体排出。然后继续缓缓升温到280-320℃后，丁基胶发生降解，在该温度下恒温(30-60分钟)即得分子量在5000左右的降解丁基胶，简称为熟胶(以下同)。在热降解过程中必须避免明火。
二、溶解降解丁基胶称量后趁热溶解，本发明分别采用白煤油、精制柴油、中性油、液体石蜡、正己烷、溶剂汽油作为溶剂，溶解降解丁基胶並配成30-60%(重量百分比)的溶液。然后趁热过滤该溶液，除去残留的小胶块。
三、磺化将溶解后所得的丁基胶溶液盛于耐酸容器里，边搅料边缓缓地均匀加入组成为浓硫酸∶醋酐＝1∶1(按重量计)的乙酰硫酸，其用量按丁基胶溶液的3-5%(重量百分比)。待乙酰硫酸加完后继续搅拌10-15分钟，使磺化反应完全。其中磺化温度为5-35℃;磺化过程搅拌速度600-1000转/分。
本发明的生产方法，不但生产方法本身工艺及设备简单，采用的溶剂和磺化剂价格低廉，来源充裕，而且所得的产品符合液膜分离要求的各项指标。该产品长键烷基磺酸阴离子型表面活性剂经红外光谱验证，其数均分子量为5129，磺酸基含量为3.2%，不溶于水、丙酮和乙醇，溶于汽油、煤油、柴油、石蜡油、正己烷等有机溶剂，用于制油包水型乳液。所制得乳液液膜稳定性极好，而又不溶胀也不难破乳。适用于酸、中、碱性液膜体系。无毒。热稳定性好(以煤油作液膜时可达62℃)，达到国外专利产品的同类水平。避光保存，保存期可达五年以上。在用量、适用温度范围等方面与国外同用途产品相比有的相近，有的超过。与国内代用品丁二酰亚胺相比具有明显优点，与市售的表面活性剂中唯一可试用的Span-80相比远远超过(见附表)。
该产品是一种不仅可作乳化剂，並具有膜强化剂作用的表面活性剂。已证实有广泛的应用，特别是用于处理工厂的含酚、铬、氰、氰化镀镉废水、双酚A、愈创木酚、苯酚以及酚醛树脂等八种废水处理。不仅能使多种有害物含量迅速降至国家规定的排放标准以下且可以使其直接高度浓缩后回收。适用温度范围宽，可直接处理较高温度的废水而无需降温处理。发明人已在工业规模应用中取得成功，例如用于处理酚醛树脂含酚废水，已在广州南中塑料厂正式应用一年多，可保证设备出口水中的酚含量降至排放标准(0.5mg/l)以下，而且费用低。还分别应用于广州机电电镀厂处理含铬废水、广州氮肥厂造气车间处理含氰废水。
发明人曾有如下实施例实施例1取110g牌号为日本268的丁基胶为原料。整个制备过程分为三道工序，各道工序工艺条件和具体要求如下1.热降解把原料胶切成薄胶片(薄度约为0.5cm)，称取切好的胶片100g，均匀地平舖于不锈钢托盆内。然后把装有原料胶的托盆放入通风厨内，用小型红外线加热器使其升温至200℃，这时胶片开始膨化-熔化-分解，並开始有气体产生要即时排走所产生的气体。继续升温至290℃-300℃后，这时丁基胶发生降解。在该温度下恒温30分钟，中间可用不锈钢棒加以搅拌。当发现胶的流动性明显增加，颜色变深时，将棒向下倾斜提起，让胶自动流下，如发现胶液很快流净，不锈钢棒上仅留一薄层透明的胶时，则认为丁基胶降解已达到要求，可准备立即出炉。趁热把热胶收集到烧杯中，然后称重，计算热熟胶的重量。
2.溶解称量后的降解丁基胶，趁热迅速地加入等重量的白煤油进行溶解，配制成50%(重量计)的丁基胶溶液，並趁热过滤，即用孔径为3mm的粗钢网过滤，除去降解过程中可能遗留下来的未降解完全的小胶粒及其他固体杂质。
3.磺化将过滤后的胶液称重后置于1000毫升烧杯中，在搅拌速度为600～1000转/分的情况下，慢慢地均匀滴入磺化剂-乙酰硫酸进行磺化，其磺化剂加入量为丁基胶溶液重量的4%。待乙酰硫酸加入完毕后继续搅拌10分钟，则反应完全，即得产品。
实施例2(批量生产的实施例)原料牌号为加拿大301的丁基胶。整个生产方法分为三个工序，各道工序工艺条件和要求如下1.热降解把原料胶切成薄胶片(厚度约为0.5cm)。称取切好的胶片30公斤，均匀地平舖于不锈钢托盆内。然后把装有原料胶的托盆置于国产XY-T型远红外加热炉中，升温至200℃，这时胶片开始膨化-熔化-分解，並有气体产生，这时要立即开启排风机及时把产生的气体排出。继续升温到290℃-300℃时(升温时间约为30分钟)，这时丁基胶发生降解，在该温度下恒温约60分钟，中间可打开炉门用耙把盆中胶加以搅拌。最好在保温40分钟后，开门搅拌一次，至约接近60分钟时，每隔3～5分钟开门搅拌一次，並用不锈钢细棒试验胶的流动性。根据此流动性决定出料时间。试验中向下倾斜的棒提起时，胶自动流下，並在棒上仅留一薄层透时的胶液，则认为丁基胶降解已达要求。可立即关掉电源，打开炉门，迅速出炉。把热胶趁热倒进已经称重的搪瓷桶中，称重，计算热熟胶的重量。
2.溶解称量后的热熟胶，趁热迅速地加入等重量的白煤油，搅拌使熟胶均匀溶解，配制成50%(按重量计)的丁基胶溶液。所得的丁基胶溶液趁热用孔径3mm的粗筛网过滤以除去降解过程可能残留的小胶块及其他固体杂质。
3.磺化将过滤后的胶液称重后置于不锈钢容器里在搅拌情况下(600-1000转/分)，慢慢地均匀加入磺化剂乙酰硫酸进行磺化，其磺化所需乙酰硫酸的用量按丁基胶溶液重量的4%计量。加入后胶液颜色很快由浅黄半透明变为棕褐色随着乙酰硫酸的逐渐加入，颜色逐渐变深。加入乙酰硫酸的时间大约需要30分钟，待乙酰硫酸加入完毕后继续搅拌10-15分钟，则反应完全，即得产品。
按本发明生产方法所得产品(LMS-2)与其他几种表面活性剂性能比较
权利要求
1.一种乳液型液膜分离表面活性的生产方法，其特征在于以40～70万的丁基胶为原料历经如下三个工艺过程(1)热降解，(2)溶解，(3)磺化。
2.根据权利要求
1所述的一种乳液型液膜分离表面活性剂的生产方法，其特征在于热降解温度为280～320℃，在该降解温度下恒温时间为30-60分钟。
3.根据权利要求
1所述的一种乳液型液膜分离表面活性剂的生产方法，其特征在于溶解过程所用的有机溶剂为白煤油、或精制柴油、或中性油、或液体石蜡、或正己烷、或溶剂汽油。
4.根据权利要求
1所述的生产方法，其特征在于磺化过程所用的磺化剂为乙酰硫酸。
5.根据权利要求
1、4所述的生产方法，其特征在于所述的磺化剂的组成是浓硫酸∶醋酐＝1∶1(重量计)。
6.根据权利要求
书1，所述的生产方法，其特征在于磺化剂的用量按丁基胶溶液的3-5%计(按重量百分比);磺化温度为5-35℃;磺化过程搅拌速度为600-1000转/分。
专利摘要
本发明提供了一种适于乳液型液膜分离工业化应用的磺酸型表面活性剂的制法。本制法的要点是经热降解丁基胶——溶解熟胶——乙酰硫酸磺化等三步骤即制得长链烷基磺酸阴离子型表面活性剂。
文档编号B01F17/00GK87102866SQ87102866
公开日1988年9月14日 申请日期1987年4月14日
发明者范琼嘉, 张秀娟, 刘振芳, 张兴泰 申请人:华南工学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan