一種陽(yáng)離子表面活性劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種表面活性劑，具體涉及一種陽(yáng)離子表面活性劑及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 常規(guī)的烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子表面活性劑是一類常用陽(yáng)離子型表面活性劑，具有 一個(gè)親水基和一個(gè)親油基，在一定的pH條件下，一定濃度的常規(guī)的烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子 表面活性劑具有一定的離子強(qiáng)度，如油酸酰胺三乙烯四胺等，在酸性條件下呈正電荷，具有 良好的絮凝和破乳效果，耐水解，但是其對(duì)高濃度污染物、高C0D工業(yè)廢水，作用不顯著，其 原因可能是分子量太小，離子強(qiáng)度較低的原因。因此提高其分子量以提高絮凝和破乳效果 方便于處理高C0D工業(yè)廢水，但是常規(guī)的烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子表面活性劑只具有一個(gè)親 水基，分子量在1〇〇〇以下，同時(shí)不具有雙官能度的基團(tuán)，不利于常規(guī)烷基酰胺基多胺陽(yáng)離 子表面活性劑分子間形成多聚體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的第一個(gè)目的是為了提供一種陽(yáng)離子表面活性劑， 該陽(yáng)離子表面活性劑具有陽(yáng)離子度高、分子量大、儲(chǔ)存期長(zhǎng)，其放入水中有懸浮擴(kuò)散性，能 與水以任意比混溶。
[0004] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是為了提供一種陽(yáng)離子表面活性劑的用途。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一個(gè)目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到：
[0006] -種陽(yáng)離子表面活性劑，其依次通過(guò)計(jì)量混配、羥甲基反應(yīng)、縮聚反應(yīng)三個(gè)工藝步 驟制備而成，具體如下：在反應(yīng)釜中加入400-900重量份的水，升溫至55-65°C，用堿性物 調(diào)節(jié)pH至8. 5-9. 5 ;加入40-120重量份的烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子表面活性劑，加入70-240 重量份的甲醛，升溫至60-85°C，反應(yīng)40-60min;用酸性物調(diào)節(jié)pH至2-4,升溫85-95°C反應(yīng) 2-4小時(shí)；保溫反應(yīng)0. 5-1小時(shí)，即得到陽(yáng)離子表面活性劑。
[0007] 優(yōu)選的，所述堿性物為NaOH、Na2C03、NaHC03中的一種或兩種混合物。
[0008] 優(yōu)選的，所述酸性物為磺酸、鹽酸、硫酸中的一種或二種以上的混合物。
[0009] 合成過(guò)程如下：
[0010] 陽(yáng)離子表面活性劑的生成大致可以分為兩步；第一步是由烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子 表面活性劑和甲醛在一定反應(yīng)條件下經(jīng)羥甲基化反應(yīng)得到。但這種加成反應(yīng)最后得到的結(jié) 果往往并不是單一的加成產(chǎn)物，而是多種類型的加成產(chǎn)物的混合體。在陽(yáng)離子表面活性劑 的分子上有三個(gè)氨基，但伯胺活性最高，因此對(duì)于甲醛來(lái)說(shuō)主要與伯胺發(fā)生反應(yīng)。在堿的 催化下，每摩爾陽(yáng)離子表面活性劑可以和1摩爾的甲醛反應(yīng)而生成相應(yīng)的羥甲基化陽(yáng)離子 表面活性劑。其反應(yīng)速度與反應(yīng)體系的pH值、溫度、反應(yīng)物的比例以及反應(yīng)時(shí)間直接相關(guān)。
[0011] 羥甲基化陽(yáng)離子表面活性劑的制備按反應(yīng)式1進(jìn)行：
[0012]
[0013] 第二步在酸性介質(zhì)中經(jīng)過(guò)加熱，羥甲基化陽(yáng)離子表面活性劑的羥甲基進(jìn)一步與 氨基、亞氨基或羥基發(fā)生縮合反應(yīng)，按反應(yīng)式2進(jìn)行：
[0014]
[0015] 經(jīng)過(guò)上述反應(yīng)后，得到的陽(yáng)離子表面活性劑。該陽(yáng)離子表面活性劑中包含有如結(jié) 構(gòu)式1所示的陽(yáng)離子聚合物：
[0016]
[0017]結(jié)構(gòu)式 1 中，Μ= 6-10,η彡 2。
[0018] 優(yōu)選的，所述陽(yáng)離子表面活性劑的陽(yáng)離子度為20-32%。
[0019] 優(yōu)選的，所述陽(yáng)離子表面活性劑的密度為0. 98-1. 05g/ml。
[0020] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二個(gè)目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到：
[0021] 本發(fā)明的第一個(gè)目的所述陽(yáng)離子聚合物的應(yīng)用：將它用作絮凝劑、反相破乳劑、混 凝土減水劑或紡織纖維的處理劑。
[0022] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0023] 本發(fā)明的陽(yáng)離子表面活性劑依次通過(guò)計(jì)量混配、羥甲基反應(yīng)、縮聚反應(yīng)三個(gè)工藝 步驟制備而成，其具有陽(yáng)離子度高、儲(chǔ)存期長(zhǎng)和甲醛含量低的優(yōu)點(diǎn)，其放入水中有懸浮擴(kuò) 散性，能與水以任意比混溶。與常規(guī)陽(yáng)離子表面活性劑相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0024] 1、常規(guī)的烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子表面活性劑的分子量小，陽(yáng)離子度低，改進(jìn)后形 成的陽(yáng)離子表面活性劑具有較強(qiáng)反應(yīng)活性的陽(yáng)離子官能團(tuán)，富含陽(yáng)離子羥甲基、氨基基團(tuán)， 因此具有較強(qiáng)的破乳、絮凝能力，可廣泛應(yīng)用于環(huán)境污水處理絮凝劑、油田開(kāi)采反相破乳 劑、混凝土減水劑、紡織纖維的處理劑等。本發(fā)明的產(chǎn)品用作油田開(kāi)采反相破乳劑時(shí)，能夠 對(duì)含油廢水中的乳化液能快速破乳，實(shí)現(xiàn)油水分離。對(duì)三次采油采出液，尤其是含有表活劑 的復(fù)合驅(qū)采出液的0/W型采出油，能通過(guò)反相破乳劑所帶正電荷中和油滴的負(fù)電而快速除 油；同時(shí)，本發(fā)明的產(chǎn)品用作絮凝劑時(shí)候，能把重度污染水中含有的各類無(wú)機(jī)物質(zhì)和難降解 有機(jī)物質(zhì)的微細(xì)顆粒吸附凝聚成絮團(tuán)，去除絮團(tuán)后即能實(shí)現(xiàn)凈化水質(zhì)的目的。該絮凝劑特 別適用于造紙、印染、制革、電鍍、食品、化工等重污染企業(yè)的工業(yè)廢水治理。
[0025]2、本發(fā)明的產(chǎn)品游離甲醛含量極低，減輕了對(duì)環(huán)境造成的污染，是一種綠色環(huán)保 廣品。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面，結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：
[0027] 實(shí)施例1 :
[0028] -種陽(yáng)離子表面活性劑的制備方法，其依次通過(guò)計(jì)量混配、羥甲基反應(yīng)、縮聚反應(yīng) 三個(gè)工藝步驟制備而成，具體如下：在反應(yīng)釜中加入400重量份的水，升溫至60°C，用堿性 物調(diào)節(jié)pH至9;然后加入40重量份的烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子表面活性劑，加入70重量份 的甲醛，升溫至80°C，反應(yīng)40min;用酸性物調(diào)節(jié)pH至2,升溫，在85°C反應(yīng)4小時(shí)；保溫反 應(yīng)30min，即得到陽(yáng)離子表面活性劑。
[0029] 本實(shí)施例制備的陽(yáng)離子表面活性劑的陽(yáng)離子度30% (采用膠體滴定法測(cè)試陽(yáng)離 子度），密度為0. 98g/ml，其有效儲(chǔ)存期超過(guò)1年。
[0030] 實(shí)施例2:
[0031] -種陽(yáng)離子表面活性劑的制備方法，其依次通過(guò)計(jì)量混配、羥甲基反應(yīng)、縮聚反應(yīng) 三個(gè)工藝步驟制備而成，具體如下：在反應(yīng)釜中加入800重量份的水，升溫至65°C，用堿性 物調(diào)節(jié)pH至9. 5;然后加入120重量份的烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子表面活性劑，加入240重 量份的甲醛，升溫至85°C，反應(yīng)60min;用酸性物調(diào)節(jié)pH至4,升溫，在95°C反應(yīng)2小時(shí)，保 溫反應(yīng)30min;即得到陽(yáng)離子表面活性劑。
[0032] 本實(shí)施例制備的陽(yáng)離子表面活性劑的陽(yáng)離子度32% ;密度為1. 01g/ml，其有效儲(chǔ) 存期超過(guò)1年。
[0033] 實(shí)施例3:
[0034] -種陽(yáng)離子表面活性劑的制備方法，其依次通過(guò)計(jì)量混配、羥甲基反應(yīng)、縮聚反應(yīng) 三個(gè)工藝步驟制備而成，具體如下：在反應(yīng)釜中加入900重量份的水，升溫至65°C，用堿 性物調(diào)節(jié)pH至8. 5;然后加入60重量份的烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子表面活性劑，加入110重 量份的甲醛，升溫至80-85°C，反應(yīng)60min;用酸性物調(diào)節(jié)pH至3,升溫，在90°C反應(yīng)3小時(shí)； 保溫反應(yīng)60min，即得到陽(yáng)離子表面活性劑。
[0035] 本實(shí)施例制備的陽(yáng)離子表面活性劑的陽(yáng)離子度32% ;密度為1. 03g/ml，其有效儲(chǔ) 存期超過(guò)1年。
[0036] 實(shí)施例4 :
[0037] -種陽(yáng)離子表面活性劑的制備方法，其依次通過(guò)計(jì)量混配、羥甲基反應(yīng)、縮聚反應(yīng) 三個(gè)工藝步驟制備而成，具體如下：在反應(yīng)釜中加入600重量份的水，升溫至55°C，用堿性 物調(diào)節(jié)pH至9. 0;然后加入100重量份的烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子表面活性劑，加入200重 量份的甲醛，升溫至80-85°C，反應(yīng)60min;用酸性物調(diào)節(jié)pH至2. 5,升溫，在95°C反應(yīng)2小 時(shí)；保溫反應(yīng)30min，即得到陽(yáng)離子表面活性劑。
[0038] 本實(shí)施例制備的陽(yáng)離子表面活性劑的陽(yáng)離子度26% ;密度為1. 05g/ml，其有效儲(chǔ) 存期超過(guò)1年。
[0039] 應(yīng)用例1:用作反相破乳劑對(duì)油田采出廢水進(jìn)行處理。
[0040] 參照表1，對(duì)某采油平臺(tái)采出油進(jìn)行破乳含油廢水進(jìn)行破乳，該含油廢水的指標(biāo) 為：COD= 5320mg/l，油含量=1120ppm，濁度=86NTU，pH值為6. 5 ;在溫度42°C條件下，藥 劑投加量為lOOppm。
[0041]表1本發(fā)明產(chǎn)品對(duì)油田采出廢水進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)表
[0042]

[0043] 應(yīng)用例2 :作為絮凝劑對(duì)空調(diào)機(jī)加工車間切削液廢水。
[0044] 參照表2,機(jī)加工切削液廢水，常溫，pH9. 2,藥劑投加量為lOOppm。
[0045] 表2本發(fā)明產(chǎn)品對(duì)機(jī)加工切削液廢水進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)表
[0046]
[0048] 應(yīng)用例3:作為絮凝劑對(duì)污水處理站進(jìn)行污水處理；
[0049] 對(duì)照表3,其中廢水主要為酸洗廢水和乳化液廢水，藥劑投加量為lOppm，常溫，pH 在6. 5-7. 2之間。
[0050] 表3本發(fā)明產(chǎn)品對(duì)對(duì)污水處理站進(jìn)行污水處理的數(shù)據(jù)表
[0051]
[0052] 對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各 種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范 圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種陽(yáng)離子表面活性劑，其特征在于：其依次通過(guò)計(jì)量混配、羥甲基反應(yīng)、縮聚反 應(yīng)三個(gè)工藝步驟制備而成，具體如下：在反應(yīng)釜中加入400-900重量份的水，升溫至 55-65°C，用堿性物調(diào)節(jié)pH至8. 5-9. 5 ;加入40-120重量份的烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子表面 活性劑，加入70-240重量份的甲醛，升溫至60-85°C，反應(yīng)40-60min ;用酸性物調(diào)節(jié)pH至 2-4,升溫85-95°C反應(yīng)2-4小時(shí)；保溫反應(yīng)0. 5-1小時(shí)，即得到陽(yáng)離子表面活性劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子表面活性劑，其特征在于：所述堿性物為Na0H、Na2C03、 NaHCO 3中的一種或兩種混合物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子表面活性劑，其特征在于：所述酸性物為磺酸、鹽酸、 硫酸中的一種或二種以上的混合物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子表面活性劑，其特征在于：所述陽(yáng)離子表面活性劑的 陽(yáng)離子度為20-32%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子表面活性劑，其特征在于：所述陽(yáng)離子表面活性劑的 密度為 0.98-1. 05g/ml。6. 權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述陽(yáng)離子表面活性劑的應(yīng)用：將它用作絮凝劑、反相破 乳劑、混凝土減水劑或紡織纖維的處理劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種陽(yáng)離子表面活性劑，其依次通過(guò)計(jì)量混配、羥甲基反應(yīng)、縮聚反應(yīng)三個(gè)工藝步驟制備而成,具體如下:在反應(yīng)釜中加入400-900重量份的水，升溫至55-65℃，用堿性物調(diào)節(jié)pH至8.5-9.5；加入40-120重量份的烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子表面活性劑，加入70-240重量份的甲醛，升溫至60-85℃，反應(yīng)40-60min；用酸性物調(diào)節(jié)pH至2-4，升溫85-95℃反應(yīng)2-4小時(shí)；保溫反應(yīng)0.5-1小時(shí)，即得到陽(yáng)離子表面活性劑。本發(fā)明所述的陽(yáng)離子表面活性劑具有陽(yáng)離子度高、分子量大、儲(chǔ)存期長(zhǎng)，其放入水中有懸浮擴(kuò)散性,能與水以任意比混溶。
【IPC分類】C08G65/34, C02F1/40, C02F1/56, C08G73/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105237765
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510725092
【發(fā)明人】宋澄章
【申請(qǐng)人】廣州振清環(huán)保技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月28日