專利名稱：月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯以及以其為主要成分的清洗劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醇系非離子表面活性劑，具體地說是涉及一種月桂醇聚氧乙烯醚
乙酸酯，以及以其為主要成分的清洗劑，屬于化學(xué)助劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)工藝的設(shè)備和管線中會產(chǎn)生各種各樣的污垢，如結(jié)焦、油 污垢、水垢、沉積物、腐蝕性的污垢等，這些污垢通常會導(dǎo)致設(shè)備和管線失效、裝置系統(tǒng)生產(chǎn) 效率下降、能耗增加等，嚴(yán)重時甚至發(fā)生安全事故。 近年來，隨著新型合成工業(yè)的迅猛發(fā)展，新型的工業(yè)污垢也不斷涌現(xiàn)，而且其分子 結(jié)構(gòu)組成日趨復(fù)雜；另外，工業(yè)污垢和不同洗滌對象之間的粘結(jié)機(jī)理和粘結(jié)形態(tài)，也往往取 決于污垢種類及被清洗對象的結(jié)構(gòu)組成和表面物化性質(zhì)。出于環(huán)境保護(hù)的需要，目前對化 學(xué)藥劑的可生物降解性及無毒無害性要求日益提高，因此，對化學(xué)清洗技術(shù)不斷提出了新 的挑戰(zhàn)。 隨著人們環(huán)保意識的日益加強(qiáng)，表面活性劑環(huán)境安全問題越來越受到重視，如關(guān) 于表面活性劑是否對環(huán)境安全造成危害的討論、表面活性劑的生態(tài)學(xué)及毒性評估等。同時， 還有許多人擔(dān)心隨著品種繁多的日化用品不斷成為人們的生活必需品，如牙膏、皂類、餐具 洗滌劑、洗衣粉(劑)及各類化妝品等，每個人每天都會或多或少地攝人一定量的表面活性 劑。因此，對人體低毒無毒的、可生物降解的環(huán)保型綠色表面活性劑研制和開發(fā)的呼聲越來 越高。 我國表面活性劑工業(yè)目前正處于發(fā)展階段，科研、生產(chǎn)、應(yīng)用、開發(fā)均受到有關(guān)部 門的重視。隨著我國經(jīng)濟(jì)和石油工業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)表面活性劑的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸拓寬，表面活 性劑在國民經(jīng)濟(jì)中的地位也日漸提升，醇系非離子表面活性劑的開發(fā)應(yīng)用更為重要。國內(nèi) 高麗新等人曾報道過，以四氯化碳為溶劑合成一種表面活性劑——月桂醇聚氧乙烯醚磷酸 酯(發(fā)表于2000年第5期第30巻日用化學(xué)工業(yè)雜志第63-66頁)，該反應(yīng)是在有機(jī)溶劑 四氯化碳中進(jìn)行的，反應(yīng)過程中不僅會對環(huán)境帶來危害，同時還浪費(fèi)了資源和能源等。竇 建民等人曾報道使用月桂醇聚氧乙烯醚與苯甲酰氯反應(yīng)合成月桂醇聚氧乙烯醚苯甲酸酯 (申請中國國家發(fā)明專利，專利號為ZL 200610086679. 6，公開號為CN1896046)，其具有特 殊的去油污能力和優(yōu)越的潤濕性，但反應(yīng)時間較長，需要3個小時，且產(chǎn)品在水中的溶解度 不大，給實(shí)際應(yīng)用帶來一定的問題。 與傳統(tǒng)加熱反應(yīng)相比，微波輻射下的有機(jī)合成具有反應(yīng)速度快、產(chǎn)率高、副反應(yīng) 少、產(chǎn)品易純化等優(yōu)點(diǎn)，還可以節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)原子經(jīng)濟(jì)性合成和生態(tài)友好綠色合成。到目 前為止，微波加快有機(jī)合成反應(yīng)類型眾多。另外，常規(guī)的有機(jī)反應(yīng)溶劑用量一般為原料用量 的50 100倍，而微波輻射_無溶劑有機(jī)合成新技術(shù)聯(lián)用避免了大量毒害性和揮發(fā)性有機(jī) 化合物的使用，不僅減少了污染，簡化了反應(yīng)操作和后處理過程，縮短了反應(yīng)時間，降低了 生產(chǎn)成本，而且具有收率高、選擇性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，故此類有機(jī)反應(yīng)已成為實(shí)現(xiàn)"綠色化學(xué)"的一 個重要途徑。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提出在微波 輻射無溶劑條件下合成一種基本無毒，無污染的醇系非離子表面活性劑_月桂醇聚氧乙烯
醚乙酸酯及以其為主要成分的新型清洗劑。該種清洗劑在工業(yè)上應(yīng)用具有潛在的廣闊前
旦 豕。 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯是一種無毒、無污染的醇系非離子表面活性劑，其分子
結(jié)構(gòu)如下
o
C12H25—(OCH2CH2tO-C—CH3
—般的非離子表面活性劑分子具有不對稱的兩親結(jié)構(gòu)，即分子的一頭親油，一頭
親水。而本發(fā)明的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯，兩頭親油，中間親水，而且分子中的親水基團(tuán)
是聚氧乙醚鏈，即(0CH2CH2)n0H。鏈中的氧原子和羥基都具有與水分子生成氫鍵的能力，使 化合物具有一些特殊的性質(zhì)，是一種特殊的醇系非離子表面活性劑，比較我們報道的月桂 醇聚氧乙烯醚苯甲酸酯而言，該產(chǎn)品在水中的溶解度比苯甲酸酯要大，和水可以互溶，給其 應(yīng)用帶來較大的前景。 此產(chǎn)品酸值(mgK0H/g)《10，酯含量(％) > 95，折光指數(shù)(20°C ) 1. 450 1. 459。
月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯的合成方法，步驟如下 首先將月桂醇聚氧乙烯醚投入到反應(yīng)容器中，將反應(yīng)容器置于微波爐中，安裝好 反應(yīng)裝置；然后將乙酰氯緩慢滴加到圓底燒瓶中，滴加完畢后，設(shè)定微波輻射功率為375 450W，反應(yīng)時間5 7min ;反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，靜置；向盛有反應(yīng)產(chǎn)物的反應(yīng)容器內(nèi)加 入5 %的碳酸鈉溶液進(jìn)行第一次洗滌，靜置；再加入5 %的碳酸鈉溶液進(jìn)行第二次洗滌，靜 置，靜置后將反應(yīng)產(chǎn)物置于干燥器中干燥，經(jīng)檢測分析最后對產(chǎn)品進(jìn)行表征。
本發(fā)明是以月桂醇聚氧乙烯醚為原料，在無溶劑條件下與乙酰氯進(jìn)行取代反 應(yīng)。反應(yīng)本身是一個可逆反應(yīng)。為提高反應(yīng)收率，原料配比至關(guān)重要，如果采用酰氯過量， 以使反應(yīng)朝正方向進(jìn)行，但問題是酰氯易水解。生成的乙酸由于溶于水。如果酰氯過量 多，對產(chǎn)品的后處理帶來很多困難。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，以月桂醇聚氧乙烯醚與酰氯的摩爾比為 1 : 1.05 1. 10為宜，反應(yīng)生成的HC1可由鹽酸吸收器吸收，故反應(yīng)過程不產(chǎn)生污染物。
月桂醇聚氧乙烯醚與乙酰氯在常溫下即可反應(yīng)，且產(chǎn)品幾乎無色。但常溫下需要 反應(yīng)24小時以上，且轉(zhuǎn)化率僅在80%以下。為了提高反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時間，我們采用微 波輻射無溶劑的方法以期縮短反應(yīng)時間，并能達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率。實(shí)驗(yàn)證明采用微波輻射 無溶劑聯(lián)用有機(jī)合成技術(shù)反應(yīng)，在輻射功率375W，輻射時間5min，收率可達(dá)95X。
本發(fā)明的合成方法中，加熱容器可為微波有機(jī)合成儀，輻射功率為375W。輻射時間 為5min，反應(yīng)為微波輻射_無溶劑聯(lián)用有機(jī)合成技術(shù)，反應(yīng)儀器為帶有冷凝管的圓底燒瓶， 加熱方式為微波輻射加熱。 —種以月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯為主要成分的清洗劑，是由以下重量份的原料組 成的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯25 30份，丙二醇正丙醚8 10份，羥丙基纖維素鈉4 5份，氯化鈉5 6份，水45 50份。 制備上述清洗劑的方法向容器中加入原料配比的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯，并 加入原料配比的水，攪拌均勻，然后依次加入原料配比的丙二醇正丙醚、羥丙基纖維素鈉和 氯化鈉，攪拌均勻，得無色透明粘稠狀產(chǎn)品。
本發(fā)明的清洗劑具有如下優(yōu)點(diǎn)和性能 (1)具有卓越的溶油性和水溶性，能與原油、柴油、煤油、機(jī)油、潤滑油、植物油等任
意比例混溶，并且和水互溶； (2)能與多種有機(jī)溶劑混溶； (3)具有分散、潤濕、滲透、增溶、抗靜電性能，在酸堿性溶液中穩(wěn)定； (4)是一種無磷環(huán)保清洗劑、具有溫和、安全、無剌激，對皮膚、衣物、機(jī)器及各種金
屬表面具有保護(hù)作用。
(5)復(fù)配性能強(qiáng)，與其它外加劑復(fù)配性能優(yōu)越，能充分體現(xiàn)"協(xié)同效應(yīng)"。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。 如圖1所示，首先將月桂醇聚氧乙烯醚加入到圓底燒瓶中，將圓底燒瓶置于微波 爐中，安裝好反應(yīng)裝置。然后將乙酰氯緩慢滴加到圓底燒瓶中，滴加完畢后，設(shè)定微波輻射 功率為375W，反應(yīng)時間5min。反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，靜止。加入5%的碳酸鈉溶液進(jìn)行
洗滌兩次，萃取分離、干燥，然后對產(chǎn)品進(jìn)行表征。
實(shí)施例1 : 將計量后的lmmol月桂醇聚氧乙烯醚(n = 9)投入到50ml圓底燒瓶中加熱；計量 好的l.OOmmol乙酰氯加入到恒壓滴液漏斗中，緩慢滴加乙酰氯，滴加完畢后；設(shè)定微波輻 射功率為300W，時間5min，開始反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，靜止。
實(shí)施例2: 將計量后的lmmol月桂醇聚氧乙烯醚(n = 9)投入到50ml圓底燒瓶中加熱；計量 好的l.OOmmol乙酰氯加入到恒壓滴液漏斗中，緩慢滴加乙酰氯，滴加完畢后；設(shè)定微波輻 射功率為375W，時間5min，開始反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，靜止。
實(shí)施例3 : 將計量后的lmmol月桂醇聚氧乙烯醚(n = 9)投入到50ml圓底燒瓶中加熱；計量 好的l.OOmmol乙酰氯加入到恒壓滴液漏斗中，緩慢滴加乙酰氯，滴加完畢后；設(shè)定微波輻 射功率為450W，時間5min，開始反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，靜止。
實(shí)施例4 : 將計量后的lmmol月桂醇聚氧乙烯醚(n = 9)投入到50ml圓底燒瓶中加熱；計量 好的l.OOmmol乙酰氯加入到恒壓滴液漏斗中，緩慢滴加乙酰氯，滴加完畢后；設(shè)定微波輻 射功率為375W，時間4min，開始反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，靜止。
實(shí)施例5 :
將計量后的lmmol月桂醇聚氧乙烯醚(n = 9)投入到50ml圓底燒瓶中加熱；計量 好的l.OOmmol乙酰氯加入到恒壓滴液漏斗中，緩慢滴加乙酰氯，滴加完畢后；設(shè)定微波輻 射功率為375W，時間6min，開始反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，靜止。
實(shí)施例6 : 將計量后的lmmol月桂醇聚氧乙烯醚(n = 9)投入到50ml圓底燒瓶中加熱；計量 好的1.05mmol乙酰氯加入到恒壓滴液漏斗中，緩慢滴加乙酰氯，滴加完畢后；設(shè)定微波輻 射功率為375W，時間5min，開始反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，靜止。
實(shí)施例7: 將計量后的lmmol月桂醇聚氧乙烯醚(n = 9)投入到50ml圓底燒瓶中加熱；計量 好的1.2mmol乙酰氯加入到恒壓滴液漏斗中，緩慢滴加乙酰氯，滴加完畢后；設(shè)定微波輻射 功率為375W，時間5min，開始反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，靜止。 上述實(shí)施例1 7反應(yīng)結(jié)束后，使用折光儀測定產(chǎn)品的折光率根據(jù)折光率判斷酯 化程度是否良好；發(fā)現(xiàn)當(dāng)原料比的配方在l : 1.05 1 : 1. 10范圍內(nèi)，微波輻射功率為 375W，反應(yīng)時間為5min時，收率較高，產(chǎn)品折光率分別為1. 4520， 1. 4560，符合技術(shù)指標(biāo)要 求。產(chǎn)品需要用碳酸鈉溶液水洗兩次，濃度為5%的碳酸鈉溶液，測得產(chǎn)品的酸值分別為
1. 023， 1. 038mg. K0H/g，酸值在lOmg. K0H/g以下，則該反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率在95%以上，達(dá)到了預(yù) 期目標(biāo)。 所得月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯產(chǎn)品的考核指標(biāo)如下 外觀無色透明液體 色澤《180 酸值(mgK0H/g)《10 酯含量(% ) > 95 折光指數(shù)(20°C ) 1. 450 1. 459 所得產(chǎn)品的核磁數(shù)據(jù)如下 月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯的核磁數(shù)據(jù) ^ NMR(400MHz， CDC13) ， S = 5. 31 (m， 2H) ， 4. 24—4. 21 (m， 2H) ， 3. 72—3. 43 (m， 32H)，
2. 09 (m， 2H) ， 1. 59-1. 56 (m， 2H) ， 1. 25-1. 29 (m， 21H) ， 0. 89-0. 86 (m， 3H) 13C NMR(400MHz， CDC13) ， S = 171. 37， 72. 74， 71. 80， 70. 84， 70. 78， 70. 55， 70. 26， 69. 34,63. 86,61. 94,53. 72,32. 16,29. 91,29. 88,29. 85,29. 75,29. 61,26. 32,22. 94， 21. 26， 14. 41. 紅外分析如下IR( u/cm—0 :2934,2875， 1732， 1441， 1262， 1141. 從核磁共振數(shù)據(jù)可以看出化學(xué)位移在4. 24-4. 21ppm有兩個氫，是PhC00CH廠，的
亞甲基上的氫，說明月桂醇聚氧乙烯醚與酰氯發(fā)生反應(yīng)。另外從紅外數(shù)據(jù)上也可以說明這 一點(diǎn)，在1262，和1224cm—1有很強(qiáng)的吸收峰，說明酯基的存在，從其他吸收峰也可以說明這一點(diǎn)。 實(shí)施例8制備一種清洗劑 配方為月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯25克，丙二醇正丙醚10克，羥丙基纖維素鈉4 克，氯化鈉6克，水45克。 制備方法為在200ml的潔凈燒杯中，加入月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯，并加入水，置于可調(diào)高速勻漿機(jī)上，攪拌均勻，然后依次加入丙二醇正丙醚、羥丙基纖維素鈉和氯化 鈉，設(shè)定轉(zhuǎn)速1. 2萬轉(zhuǎn)/份，攪拌0. 5小時，得無色透明粘稠狀產(chǎn)品。
實(shí)施例9制備一種清洗劑 配方為月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯30克，丙二醇正丙醚8克，羥丙基纖維素鈉5 克，氯化鈉5克，水50克。
制備方法同實(shí)施例8。
實(shí)施例10制備一種清洗劑 配方為月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯28克，丙二醇正丙醚9克，羥丙基纖維素鈉4. 5 克，氯化鈉5. 5克，水48克。
制備方法同實(shí)施例8。 對上述實(shí)施例8 10得到的無色透明粘稠狀產(chǎn)品進(jìn)行檢測，其技術(shù)指標(biāo)如下
外觀無色透明粘稠液體
色澤《100
氣味無異味，
PH值(20°C ) :7-8。
權(quán)利要求
一種月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯，其特征在于分子結(jié)構(gòu)為F2009102307032C0000011.tif
2. 權(quán)利要求1所述的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯的合成方法，其特征在于首先將月桂醇聚氧乙烯醚投入到反應(yīng)容器中，將反應(yīng)容器置于微波爐中，然后將乙酰氯緩慢滴加到圓底燒瓶中，滴加完畢后，設(shè)定微波輻射功率為375 450W，反應(yīng)時間5 7min ;反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，靜置；向盛有反應(yīng)產(chǎn)物的反應(yīng)容器內(nèi)加入5%的碳酸鈉溶液進(jìn)行第一次洗滌，靜置；再加入5%的碳酸鈉溶液進(jìn)行第二次洗滌，靜置，靜置后將反應(yīng)產(chǎn)物置于干燥器中干燥，經(jīng)檢測分析最后對產(chǎn)品進(jìn)行表征。
3 . 根據(jù)權(quán)利要求2所述的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯的合成方法，其特征在于所述月桂醇聚氧乙烯醚與乙酰氯的摩爾比為1 : 1. 05 1.10。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯的合成方法，其特征在于所述反應(yīng)容器為帶有冷凝管的圓底燒瓶。
5. —種以權(quán)利要求1所述的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯為主要成分的清洗劑，其特征在于是由以下重量份的原料組成的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯25 30份，丙二醇正丙醚8 10份，羥丙基纖維素鈉4 5份，氯化鈉5 6份，水45 50份。
6. 權(quán)利要求5所述的清洗劑的制備方法，其特征在于向容器中加入原料配比的月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯，并加入原料配比的水，攪拌均勻，然后依次加入原料配比的丙二醇正丙醚、羥丙基纖維素鈉和氯化鈉，攪拌均勻，得無色透明粘稠狀產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯，是利用月桂醇聚氧乙烯，在微波輻射無溶劑條件下與乙酰氯進(jìn)行酯化反應(yīng)，工藝條件為原料配比為1∶1.00～1.10，微波輻射率375W，反應(yīng)時間5min，反應(yīng)產(chǎn)物氯仿萃取，用5％的碳酸鈉溶液水洗兩次，干燥，經(jīng)檢測分析得月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯產(chǎn)品，然后添加8-10％d的丙二醇正丙醚，4-5％的羥丙基纖維素鈉，5-6％的氯化鈉，45-50％的水，經(jīng)高速攪拌可得到非離子清洗劑產(chǎn)品。該產(chǎn)品具有特殊的去油污能力和優(yōu)越的潤濕性，可與陰離子、陽離子表面活性劑的兼溶性，在水中有較大的溶解度，使其具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號C11D3/22GK101709032SQ20091023070
公開日2010年5月19日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者李大成, 竇建民, 黃現(xiàn)強(qiáng) 申請人:聊城大學(xué)