一種含硼聚乙二醇脂肪酸酯表面活性劑的制作方法
【專利摘要】一種含硼聚乙二醇脂肪酸酯表面活性劑，屬于有機化學和功能材料領域。本發明以聚乙二醇(PEG)、硼酸和脂肪酸為原料，先將PEG與硼酸酯化反應，再將其與脂肪酸進行酯化反應，得到含硼聚乙二醇脂肪酸酯；通過改變脂肪酸、催化劑的種類和PEG的分子量，可以提高酯化率；以所得產物作為表面活性劑，含硼聚乙二醇(PEG)脂肪酸酯能降低水的表面張力，且具有較好的乳化性能。
【專利說明】一種含硼聚乙二醇脂肪酸酯表面活性劑
【技術領域】
[0001]一種含硼聚乙二醇脂肪酸酯表面活性劑，屬于有機化學和功能材料領域。
【背景技術】
[0002]PEG具有無毒、穩定性好和易加工等優異性能，被廣泛用作軟化劑、增濕劑、潤滑劑等。以PEG作為親水部分的酯類表面活性劑屬于非離子型表面活性劑，具有低泡沫、穩定性高、不易受強電解質無機鹽類存在的影響；其乳化性能和潤濕性能優良，被大量地應用于洗滌、紡織等行業，在造紙、建筑、農業等領域也有重要應用；已有的研究發現，在聚烯烴塑料中加入一定量的PEG酯類表面活性劑，可明顯提高塑料的抗靜電性。
[0003]硼是一種無毒、無公害的元素，由于硼原子中有一個空P電子軌道，所以它具有顯著的缺電子性，可與電子給予體(如0、N等)的未共用電子對形成典型的配位鍵，所形成的B-O和B-N配位鍵具有很好的熱穩定性和抗水解性。已有研究發現，由甘油與硼酸反應制得的硼酸酯表面活性劑具有沸點高，不揮發，表面活性優異，顯示出優良的抗靜電、阻燃、抗磨潤滑等性能，因而逐步受到國內外學者的關注。如果將硼原子引入PEG酯類表面活性劑中，通過結構的調控，可以有效提高PEG酯類表面活性劑的穩定性及抗靜電性，但如何高效引入硼原子在技術上尚需要進行深入研究。
[0004]本發明以聚乙二醇(PEG)、硼酸和脂肪酸為原料，先將PEG與硼酸酯化反應，再將其與脂肪酸進行酯化反應，得到含硼聚乙二醇脂肪酸酯表面活性劑；通過改變脂肪酸、催化劑的種類和PEG的分子量，以提高酯化率。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種含硼聚乙二醇脂肪酸酯表面活性劑。
[0006]本發明的技術方案:是以聚乙二醇、硼酸和脂肪酸為原料，以二甲苯為帶水劑，在酸催化劑作用下，于140°C下用硼酸與PEG發生酯化反應2h，再將其與脂肪酸進行酯化反應5h，得到含硼聚乙二醇脂肪酸酯。
[0007]所述的脂肪酸為棕櫚酸、油酸、硬脂酸、月桂酸；PEG的分子量為200、600、1000 ;酸催化劑為對甲苯磺酸、一水硫酸氫鈉、固載酸S12負載磷鎢酸(PW12/Si02)。
[0008]所述的表面活性劑，其特征是硼酸、PEG、脂肪酸的摩爾比為1:1:1?1:3: 3，其結構式為:
[0009]
OO
CH3 十 CH十CH2-C--O-CH廣 CH2—.0-B-O-^-CH2-CH2—O j-C~CH2-^-CH2-j-CH3
[0010]其中η 約為 5、15、25，m 為 9、13、15。[0011 ] 本發明的有益效果:以PEG、硼酸和脂肪酸為原料，先將PEG與硼酸酯化反應，再將其與脂肪酸進行酯化反應，得到含硼聚乙二醇脂肪酸酯；通過改變脂肪酸、催化劑的種類和PEG的分子量，可以提高酯化率；以所得產物的熔點約為35°C，含硼聚乙二醇脂肪酸酯能降低水的表面張力，且具有較好的乳化性能，可以廣泛地應用于洗滌洗滌、造紙、紡織等行業。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1含硼聚乙二醇脂肪酸的核磁譜圖。
[0013]圖2含硼聚乙二醇棕櫚酸酯(B-PEGPA)的表面張力-濃度關系曲線。
【具體實施方式】
[0014]實施例1、硼酸與PEG的酯化反應
[0015]將10gPEG-600與350mg硼酸的摩爾比為3: I投入至三口燒瓶中，安裝電動攪拌器、分水器、溫度計和回流冷凝管，加入0.8%的對苯二甲酸、帶水劑二甲苯10mL,在140°C下回流反應2h，減壓蒸餾除去水和二甲苯，烘干得到聚乙二醇硼酸酯。
[0016]實施例1、硼酸-PEG與脂肪酸的酯化反應
[0017]稱量5g聚乙二醇硼酸酯，與2g棕櫚酸以摩爾比為1: 3進行反應，催化劑一水硫酸氫鈉(總質量的0.8% )和帶水劑二甲苯投入到安裝電動攪拌器、分水器、溫度計和回流冷凝管的三口燒瓶中，在140°C下回流反應5h，反應結束后過濾除去催化劑，并減壓蒸餾除去水和帶水劑二甲苯，烘干得到含硼聚乙二醇棕櫚酸酯。
【權利要求】
1.一種含硼聚乙二醇脂肪酸酯表面活性劑，其特征是以聚乙二醇和硼酸為原料，以二甲苯為帶水劑，在酸催化劑作用下，于140°c下用硼酸與PEG發生酯化反應2h，再將其與脂肪酸進行酯化反應5h，得到含硼聚乙二醇脂肪酸酯。
2.根據權利要求1所述的表面活性劑，其特征是脂肪酸為棕櫚酸、油酸、硬脂酸、月桂酸；PEG的分子量為200、600、1000 ;酸催化劑為對甲苯磺酸、一水硫酸氫鈉、固載酸S12負載磷鎢酸(PW12/Si02)。
3.根據權利要求1所述的表面活性劑，其特征是硼酸、PEG、脂肪酸的摩爾比為1:1:1?1: 3: 3，其結構式為:OO
CH3-(-CH2j-CH2—C-|-0-CH2—CH2—.0-B-O-^-CH2-CH2—O^-C—CH2-^-CH2-^-CH3
"s^CH2—CH2—O~C-
其中 η 約為 5、15、25，m 為 9、13、15。
4.根據權利要求1所述的表面活性劑，其具有較好的表面性能、乳化性能，能降低水的表面張力，且具有較好的乳化性能，可以廣泛地應用于洗滌洗滌、造紙、紡織等行業。
【文檔編號】B01F17/44GK104128122SQ201410306145
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】陳益鳴, 施冬健, 陳明清, 倪忠斌, 劉士榮, 東為富 申請人:江南大學