一種季銨鹽有機硅雙子表面活性劑及其制備方法
【技術領域】：
[0001] 本發明設及一種雙子表面活性劑的制備方法，特別設及一種季錠鹽有機娃雙子表 面活性劑及其制備方法。
【背景技術】：
[0002] 有機娃表面活性劑由于娃氧鏈的柔順性，使其在水界面排列更加緊密，因此具有 表面活性高，潤濕鋪展性好，乳化穩定性好等特點，同時其具有較低的生理毒性，已經被作 為分散劑、消泡劑、柔軟劑等廣泛應用于紡織、日化、皮革、農藥等領域。
[0003] 自1971年Bunton首次合成雙子表面活性劑W來，經國內外學者深入研究發現， 雙子表面活性劑比傳統的單鏈表面活性劑具有更優異的表面活性，更低的臨界膠束濃 度kmc)W及更好協同性等[BuntonC.A.,RobinsonL.,SchaakJ.,StamM.F.Su;rface activityandmicelleformationofsomenewbisquaternaryammoniumsalts.Journal ofOrganicQiemistry, 1971, 36, 2346 - 2350.趙劍犧.新一代表面活性劑：Gemini.化學 進展，1999,11 (4) :348-357.]。
[0004] 有機娃雙子表面活性劑結合了有機娃表面活性劑與雙子表面活性劑的性能特點， 因此近年來受到廣泛的關注。Han化合成了一種葡萄糖酷胺基有機娃雙子表面活性劑，并 對它的界面性質，聚集形態，超鋪展機理進行了研究；Li-HueiLin制備了一種聚酸改性 硅氧烷雙子表面活性劑，研究發現具有優異的潤濕性與消泡性田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，現有的有機娃雙子表面活性劑的表面活性有待于提高，并且所制備的有機 娃雙子表面活性劑大多為非離子型，關于陽離子型的有機娃雙子表面活性劑報道較少。

【發明內容】
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[0006] 本發明的目的在于提供一種季錠鹽有機娃雙子表面活性劑及其制備方法，采用該 方法制備的季錠鹽有機娃雙子表面活性劑具有優異的表面活性與抗水解性。
[0007] 為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：
[0008] -種季錠鹽機娃雙子表面活性劑，該季錠鹽有機娃雙子表面活性劑結構式如下：
[0009]
[0010] 其中所述η為10,k為9,m為12、14或16。
[0011] 一種季錠鹽有機娃雙子表面活性劑的制備方法，包括W下步驟：
[0012] 步驟一、將聚乙二醇縮水甘油酸、α-氨-ω-徑基-聚二甲基硅氧烷W及丙酬 混合，然后加入四下基漠化錠和氨氧化鋼溶液，再于50~70°C下攬拌回流5~化，處 理后得到淡黃色粘稠液體，即為環氧基聚酸改性硅氧烷；其中，聚乙二醇縮水甘油酸與 α-氨-ω-徑基-聚二甲基硅氧烷的質量比為（80~100) :(80~85);聚乙二醇縮水甘油 酸與四下基漠化錠的質量比為（80~100) :0. 5;氨氧化鋼溶液中氨氧化鋼的質量與四下基 漠化錠的質量相同；
[0013] 步驟二、于40~50°C下，向反應器中加入鹽酸溶液、長鏈烷基二甲基叔胺和溶劑， 攬拌均勻后，滴加環氧基聚酸改性硅氧烷，反應直到胺值不再變化；反應結束后，洗涂，旋轉 蒸發去除溶劑，得到紅棟色膏狀產物，即為季錠鹽有機娃雙子表面活性劑；其中，長鏈烷基 二甲基叔胺與環氧基聚酸改性硅氧烷的質量比為（7~10) : (20~25);長鏈烷基二甲基叔 胺的結構式為：CmH2muNH(CH3)2,m= 12、14 或 16。
[0014] 所述步驟一中聚乙二醇縮水甘油酸與丙酬的比為（80~100)g:100血。
[0015] 所述步驟一中氨氧化鋼溶液的質量分數為20~30%。
[0016] 所述步驟一中處理具體過程為：采用丙酬與正己燒的混合溶劑多次洗涂，再旋轉 蒸發去除溶劑，最后真空干燥。
[0017] 所述丙酬與正己燒的混合溶劑中丙酬與正己燒的體積比為1: (1~1. 5)。
[0018] 所述步驟二中鹽酸溶液濃度為0. 2~0. 25mol/l，鹽酸溶液與長鏈烷基二甲基叔 胺的比為（48~60)血：（7~10)邑。
[0019] 所述步驟二中胺值是采用鹽酸-異丙醇滴定法測定的。
[0020] 所述步驟二中溶劑為水、異丙醇或無水乙醇。
[0021] 所述步驟二中溶劑與長鏈烷基二甲基叔胺的比為（20~30)血：（7~10)g;步驟 二中反應的時間為8~12h;步驟二中洗涂是采用環己燒進行的。
[0022] 與現有技術相比，本發明具有的有益效果：
[002引本發明W聚乙二醇縮水甘油酸、α-氨-ω-徑基-聚二甲基硅氧烷和四下基漠化 錠為原料，具有原料易得的優點，通過回流制得環氧基聚酸改性硅氧烷，再通過40~50°C 下季錠化反應和40~50°C下開環反應，得到目標產物，具有反應條件簡單、易控制的優 點，并且所得產物具有優異的表面活性，在水溶液中的表面張力最低至28. 24mN/m，臨界膠 束濃度最低至1. 5X10 6mol/l，遠遠低于傳統碳氨單鏈表面活性劑十二烷基Ξ甲基漠化錠 值TAB)，并且通過共價鍵的鏈接提高了有機娃的抗水解性，同時兼具了季錠鹽雙子表面活 性劑與有機娃表面活性劑兩者的優點，可作為殺菌劑，乳化劑，潤濕劑，柔軟劑等用于日用 化學，紡織工業中。
【附圖說明】：
[0024]圖1為本發明制得的季錠鹽有機娃雙子表面活性劑的紅外光譜圖；
[00巧]圖2為本發明制得的季錠鹽有機娃雙子表面活性劑的iH-NMR圖。
【具體實施方式】：
[0026] 下面結合附圖通過具體實施例進行詳細描述。
[0027] 本發明中的胺值是采用鹽酸-異丙醇滴定法測定的，具體方法見參考文獻：王艷 麗等，雙子表面活性劑[M]北京：化學工業出版社，2013:60-62。
[0028] 本發明的季錠鹽有機娃雙子表面活性劑結構式如下：
[0029]
[0030] 其中所述η為10,k為9,m為12、14或16。
[003。 實施例1 :
[0032]步驟一、將85g的聚乙二醇縮水甘油酸和81g的α-氨-ω-徑基-聚二甲基娃氧 燒與lOOmL丙酬混合，然后加入0. 5g四下基漠化錠和0. 5g質量分數30 %的氨氧化鋼溶液， 四下基漠化錠和氨氧化鋼溶液起催化的作用，再于70°C下攬拌回流化，然后用30mL丙酬與 正己燒的混合溶劑多次洗涂，旋轉蒸發去除溶劑，真空干燥得到淡黃色粘稠液體，即為 環氧基聚酸改性硅氧烷。
[003引步驟二、在45 °C下，向反應器中加入50血鹽酸溶液（0. 202mol/L)、lOg的 (：12&5畑畑3)2和20血無水乙醇，反應Ih后，滴加21. 67g步驟一制備的環氧基聚酸改性娃 氧燒，反應1化直到胺值（采用鹽酸-異丙醇滴定法測定）不再變化。反應結束后，用環己 燒洗涂，旋轉蒸發去除溶劑，得到紅棟色膏狀產物，即為季錠鹽有機娃雙子表面活性劑。
[0034] 實施例2 :
[0035] 步驟一、將90g的聚乙二醇縮水甘油酸和83g的α-氨-ω-徑基-聚二甲基娃氧 燒與1001^丙酬混合，然后加入0.5邑四下基漠化錠和0.5邑質量分數30%的氨氧化鋼，四下 基漠化錠和氨氧化鋼溶液起催化的作用，再于60°C下攬拌回流化，然后用40mL丙酬與40mL 正己燒的混合溶劑多次洗涂，旋轉蒸發去除溶劑，真空干燥得到淡黃色粘稠液體，即為環氧 基聚酸改性硅氧烷。
[0036] 步驟二、在40 °C下，向反應器中加入55血鹽酸溶液（0. 202mol/L)、7.Og的 (：12&5畑畑3)2和20血異丙醇，反應比后，滴加25g步驟一制備的環氧基聚酸改性硅氧烷， 反應1化直到胺值（采用鹽酸-異丙醇滴定法測定）不再變化。反應結束后，用環己燒洗 涂，旋轉蒸發去除溶劑，得到紅棟色膏狀產物，即為季錠鹽有機娃雙子表面活性劑。
[0037] 實施例3 :
[003引步驟一、將95g的聚乙二醇縮水甘油酸和85g的α-氨-ω-徑基-聚二甲基娃氧 燒與1001^丙酬混合，然后加入0.5邑四下基漠化錠和0.5邑質量分數30%的氨氧化鋼，四下 基漠化錠和氨氧化鋼溶液起催化的作用，再于55°C下攬拌回流化，然后用35mL丙酬與35mL 正己燒的混合溶劑多次洗涂，旋轉蒸發去除溶劑，真空干燥得到淡黃色粘稠液體，即為環氧 基聚酸改性硅氧烷。
[0039] 步驟二、在50 °C下，向反應器中加入60血鹽酸溶液（0. 202mol/L)、8. 4g的 (：12&5畑(邸3)2和20血蒸饋水，反應比后，滴加23g步驟一制備的環氧基聚酸改性硅氧烷， 反應1比直到胺值（采用鹽酸-異丙醇滴定法測定）不再變化。反應結束后，用環己燒洗 涂，旋轉蒸發去除溶劑，得到紅棟色膏狀產物，即為季錠鹽有機娃雙子表面活性劑。
[0040] 實施例4 :
[0041] 步驟一、將80g的聚乙二醇縮水甘油酸和85g的α-氨-ω-徑基-聚二甲基娃氧 燒與lOOmL丙酬混合，然后加入0. 5g四下基漠化錠和0. 5g質量分數30%的氨氧化鋼四下 基漠化錠和氨氧化鋼溶液起催化的作用，再于65°C下攬拌回流化，然后用35mL丙酬與35mL 正己燒的混合溶劑多次洗涂，旋轉蒸發去除溶劑，真空干燥得到淡黃色粘稠液體，即為環氧 基聚酸改性硅氧烷。
[0042] 步驟二、在45 °C下，向反應器中加入58血鹽酸溶液（0. 202mol/L)、9. 5g的 。4也畑(邸3)2和25血無水乙醇，反應比后，滴加20g步驟一制備的環氧基聚酸改性硅氧烷， 反應化直到胺值（采用鹽酸-異丙醇滴定法測定）不再變化。反應結束后，采用環己燒洗 涂，旋轉蒸發去除溶劑，得到紅棟色膏狀產物，即為季錠鹽有機娃雙子表面活性劑。
[004引實施例5 :
[0044] 步驟一、將lOOg的聚乙二醇縮水甘油酸和80g的α-氨-ω-徑基-聚二甲基娃 氧燒與1001^丙酬混合，然后加入0.5邑四下基漠化錠和0.5邑質量分數30%的氨氧化鋼，四 下基漠化錠和氨氧化鋼溶液起催化的作用，再于50°C下攬拌回流6.化，然后用30mL丙酬與 正己燒的混合溶劑多次洗涂，旋轉蒸發去除溶劑，真空干燥得到淡黃色粘稠液體，即