專利名稱：一種強(qiáng)生物降解表面活性劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面活性劑及其制備方法，尤其是涉及以脫羧腰果殼原油以及用它提取的腰果酚為原料，用其主要成份間十五烷基酚與環(huán)氧乙烷反應(yīng)制備間十五烷基酚聚氧乙烯醚表面活性劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
表面活性劑是一大類有機(jī)化合物，它們的性質(zhì)極具特色具有分散、濕潤(rùn)、滲透、 乳化、增溶、去污等多種優(yōu)異功能；應(yīng)用極為靈活；可以廣泛用于洗滌劑、除草劑、殺蟲(chóng)劑、 塑料添加劑、乳化劑、濕潤(rùn)劑、涂料、化妝品、紡織、農(nóng)藥、皮革、建材、造紙和油田化學(xué)品等行業(yè)，有很大的使用價(jià)值。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的開(kāi)拓，表面活性劑的發(fā)展和應(yīng)用十分迅猛。全球年產(chǎn)量以4 5%的速度增長(zhǎng)，2005年全球表面活性劑的用量在 1250萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)到2010年可達(dá)到1700萬(wàn)噸。中國(guó)的表面活性劑產(chǎn)量近年以5 6%的年均增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到2005年達(dá)120萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)到2010年達(dá)到200萬(wàn)噸。表面活性劑經(jīng)過(guò)使用后，作為污水排放，從而通過(guò)各種渠道進(jìn)入環(huán)境中，因此要求這些有機(jī)組份必須是可以降解的，以免積累造成有害影響。表面活性劑的生物降解是其生命周期分析的重要指標(biāo)之一，很多國(guó)家都對(duì)這一指標(biāo)進(jìn)行了約定，如歐盟提出，環(huán)保型表面活性劑的降解率必須達(dá)到80%以上。一種有機(jī)化學(xué)品能夠被微生物分解成簡(jiǎn)單的有機(jī)分子的程度是決定這種化學(xué)品對(duì)人體和環(huán)境造成危險(xiǎn)性的重要因素。生物降解分為基本的生物降解和最終的生物降解。所謂最終的生物降解是指一種有機(jī)化學(xué)品完全降解為無(wú)害的最終產(chǎn)物，通常是二氧化碳、水、生物量和無(wú)機(jī)鹽。除了少數(shù)例外，可以認(rèn)為表面活性劑經(jīng)歷了快速而廣泛的生物降解后的產(chǎn)物是安全的，這種過(guò)程對(duì)于水生物的毒性有顯著降低，并且消除了其他可能的有害物質(zhì)。通常，表面活性劑非為陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、兩性表面活性劑和非離子表面活性劑。本發(fā)明以腰果殼油為主要原料制備表面活性劑為非離子表面活性劑。 傳統(tǒng)的非離子表面活性劑是由礦物質(zhì)原料石油，經(jīng)提煉出來(lái)的苯酚進(jìn)一步合成得到的。它的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的水溶性、濕潤(rùn)、洗滌等能力，缺點(diǎn)是生物降解性差。本發(fā)明正是在保留了原有優(yōu)異性能的基礎(chǔ)上，極大提高了生物降解性能?！銓?duì)于非離子表面活性劑來(lái)說(shuō)脂肪醇聚氧乙烯醚的生物降解性最好，直鏈烷基和帶一甲基支鏈的烷基，生物降解性差不多，支鏈增多，生物降解性變差。烷基酚聚氧乙烯醚特別是帶支鏈的烷基酚聚氧乙烯醚生物降解很差，在許多國(guó)家被禁用；嵌段共聚物的降解性更差。非離子表面活性劑的聚氧乙烯鏈越長(zhǎng)生物降解性越差已經(jīng)得到實(shí)驗(yàn)證明，該類表面活性劑中的聚氧乙烯鏈的分解速度要比碳鏈分解速度慢得多，當(dāng)分子中由聚氧乙烯及聚丙烯鏈時(shí)，聚丙烯鏈能降低分解速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供間十五烷基酚聚氧乙烯醚強(qiáng)生物降解表面活性劑；該表面活性劑是以腰果殼原油中提出的腰果酚為原料，與環(huán)氧乙烷進(jìn)行反應(yīng)而制得；其經(jīng)過(guò)國(guó)家洗滌用品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心通過(guò)硫氰酸鈷法測(cè)試，按照國(guó)標(biāo)GB/ T15818-2006方法檢測(cè)第七天最終生物降解度接近100%;解決了該類表面活性劑生物降解性能差的缺點(diǎn)，更加符合環(huán)保要求。本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種間十五烷基酚聚氧乙烯醚強(qiáng)生物降解表面活性劑的制備方法。為解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明間十五烷基酚聚氧乙烯醚強(qiáng)生物降解表面活性劑，包括如下分子結(jié)構(gòu)的成分
權(quán)利要求
1. 一種強(qiáng)生物降解表面活性劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟1)原料的準(zhǔn)備將原料A脫羧腰果殼原油加入反應(yīng)釜，在140 200°C，真空25 0. 1帕的條件下，通過(guò)分子蒸餾制得原料B ；其中原料B中不飽和間十五烷基酚的純度達(dá)90%以上；原料A提取 B后剩余產(chǎn)物為原料D ；2)產(chǎn)品的制備①在反應(yīng)器中加入原料B，按原料B的0.4 0. 6% wt %加入堿性催化劑，加熱到90 110°C、真空下脫水0. 4 0. 6小時(shí)；②將反應(yīng)液溫度加熱到120 180°C，按照原料B與環(huán)氧乙烷的摩爾比為1 1 1 30的比例通入環(huán)氧乙烷，保持120 140°C的溫度進(jìn)行反應(yīng)0.5 2小時(shí)；然后加入醋酸中和，常溫出料，得如下分子結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品間十五烷基酚聚氧乙烯強(qiáng)生物降解表面活性劑
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)生物降解表面活性劑，其特征在于產(chǎn)品中如下分子結(jié)構(gòu)的成分的重量百分比為10 99% ；其中R十五個(gè)碳直鏈烷基，可為飽和也可為不飽和烷基；n為1 30。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的十五烷基酚聚氧乙烯醚強(qiáng)生物降解表面活性劑的制備方法，其特征在于，還包括如下步驟④在反應(yīng)器中加入原料D，按原料D的0.4 0. 6% wt %加入堿性催化劑，加熱到90 110°C、真空下脫水0. 4 0. 6小時(shí)；⑤將反應(yīng)液溫度加熱到120 180°C，按照原料D與環(huán)氧乙烷的摩爾比為1 1 1 30的比例通入環(huán)氧乙烷，保持120 140°C的溫度進(jìn)行反應(yīng)0.5 2小時(shí)；然后加入醋酸中和，常溫出料，得如下分子結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品間十五烷基酚聚氧乙烯強(qiáng)生物降解表面活性劑
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的十五烷基酚聚氧乙烯醚強(qiáng)生物降解表面活性劑的制備方法，其特征在于，還包括如下步驟④將原料D投入反應(yīng)釜，在100 160°C，反應(yīng)壓力為3.0 8. OMpa的條件下，加入原料D的1 5wt %金屬催化劑，攪拌保溫5 12小時(shí)，制得原料E ；⑤將反應(yīng)液溫度加熱到120 180°C，按照原料E與環(huán)氧乙烷的摩爾比為1 1 `1 30的比例通入環(huán)氧乙烷，保持120 140°C的溫度進(jìn)行反應(yīng)0.5 2小時(shí)；然后加入醋酸中和，常溫出料，得本發(fā)明的產(chǎn)品間十五烷基酚聚氧乙烯強(qiáng)生物降解表面活性劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的十五烷基酚聚氧乙烯醚強(qiáng)生物降解表面活性劑的制備方法， 其特征在于，所述堿性催化劑是KOH或NaOH ；
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的十五烷基酚聚氧乙烯醚強(qiáng)生物降解表面活性劑的制備方法， 其特征在于，所述金屬催化劑是鎳類金屬催化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種強(qiáng)生物降解表面活性劑的制備方法，包括如下步驟1)原料的準(zhǔn)備將原料A脫羧腰果殼原油通過(guò)分子蒸餾精餾制得原料B；剩余產(chǎn)物為原料D；2)產(chǎn)品的制備①在反應(yīng)器中加入原料B，加入堿性催化劑，加熱并真空下脫水；②反應(yīng)液通入環(huán)氧乙烷進(jìn)行反應(yīng)；然后加入醋酸中和出料，得如下分子結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品間十五烷基酚聚氧乙烯強(qiáng)生物降解表面活性劑其中R十五個(gè)碳直鏈烷基，可為飽和也可為不飽和烷基；n為1～30。本發(fā)明的表面活性劑經(jīng)過(guò)國(guó)家洗滌用品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心通過(guò)硫氰酸鈷法測(cè)試，按照國(guó)標(biāo)GB/T15818-2006方法檢測(cè)第七天最終生物降解度接近100％；解決了該類表面活性劑生物降解性能差的缺點(diǎn)，更加符合環(huán)保要求。
文檔編號(hào)C08G65/28GK102391080SQ20111024134
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2009年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者遲鈍, 邵新明 申請(qǐng)人:常熟耐素生物材料科技有限公司