本发明涉及表面活性剂领域，特别是涉及一种表面活性剂、制备方法及其应用。

背景技术：

表面活性剂，是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。

硼是一种无毒、无公害,具有杀菌、防腐、抗磨和阻燃性能的非活性元素。因此，含硼特种表面活性剂具有其它表面活性剂无法代替的长处。研究含硼表面活性剂具有现实意义。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明目的是通过如下技术方案得以实现的：

本发明公开了一种表面活性剂的制备方法，包括下述步骤：硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯和花生酸甲酯在氮气环境下210-230℃反应4-6小时，用氢氧化钠水溶液调节ph值至7.0-7.5，再蒸馏出水和甲醇，得到所述表面活性剂。

优选地，

所述氢氧化钠水溶液质量溶度为25-35wt％。

所述硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯和花生酸甲酯的质量比为100:(50-70):(40-60):(50-70)。

进一步，所述硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯和花生酸甲酯的质量比为100:59:53:57。

本发明中，采用全新的思路及工艺制备有机硼表面活性剂，采用全新的原料，大部分原料均是首次应用。具体采用硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯和花生酸甲酯为反应的主料，利用硼酸双甘油酯分子中含有游离羟基，与二十四酸、十八烷酰氯和花生酸甲酯进一步反应，具体涉及酯化反应、酯交换反应和脂肪酰卤反应，氮气为保护气体。

优选地，一种表面活性剂的制备方法，包括下述步骤：硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯、花生酸甲酯、三氟化硼丁醚络合物在氮气环境下210-230℃反应4-6小时，用氢氧化钠水溶液调节ph值至7.0-7.5，再蒸馏出水和甲醇，得到所述表面活性剂。

所述三氟化硼丁醚络合物的加入量为硼酸双甘油酯的0.1-0.9wt％。本发明中，三氟化硼丁醚络合物作为催化剂，可以进一步提高反应，得到的产物性能更加优异。

本发明还公开了一种表面活性剂，采用上述方法制备而成。

本发明还公开了上述表面活性剂在日化、橡胶、涂料、塑料领域中的应用。

本发明的表面活性剂，具有良好表面活性，乳化性能，无毒、无腐蚀，沸点高，不易挥发，杀菌性能好，抗静电性能良好；可用作气体干燥剂、润滑油、压缩机工作介质的添加剂，还可用作聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯酸甲酯的抗静电剂、防滴雾剂，以及各种物质的分散剂和乳化剂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明表面活性剂乳化力数据图。

图2为本发明表面活性剂甲苯乳化力比较图。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

一种表面活性剂的制备方法，包括下述步骤：硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯和花生酸甲酯在氮气环境下210-230℃反应4-6小时，用氢氧化钠水溶液调节ph值至7.0-7.5，再蒸馏出水和甲醇，得到所述表面活性剂。

优选地，

所述氢氧化钠水溶液质量溶度为25-35wt％。

所述硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯和花生酸甲酯的质量比为100:(50-70):(40-60):(50-70)。

优选地，一种表面活性剂的制备方法，包括下述步骤：硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯、花生酸甲酯、三氟化硼丁醚络合物在氮气环境下210-230℃反应4-6小时，用氢氧化钠水溶液调节ph值至7.0-7.5，再蒸馏出水和甲醇，得到所述表面活性剂。

所述三氟化硼丁醚络合物的加入量为硼酸双甘油酯的0.1-0.9wt％。

本发明中，三氟化硼丁醚络合物作为催化剂，可以进一步提高反应，得到的产物性能更加优异。本发明中首次采用三氟化硼丁醚络合物作为酯化反应、酯交换反应和脂肪酰卤反应的催化剂，取得了良好效果。

具体实施方式中硼酸双甘油酯，采用下述方法制备而成：60g硼酸与180g甘油，氮气环境下，140℃反应3小时，蒸馏出乙醇，得到无色透明液体，即为硼酸双甘油酯。

硼酸双甘油酯分子中含有活性羟基，可继续与不同的官能团反应，得到不同类型的表面活性剂。本发明在氮气保护下，硼酸双甘油酯依次与二十四酸、十八烷酰氯经过酯化反应、脂肪酰卤反应制备得到单二十四酸酯鹏酸甘油酯单十八烷酰酯非离子型表面活性剂，其后添加naoh水溶液，使得剩余的硼酸双甘油酯与花生酸甲酯、上述制备得到的单二十四酸酯鹏酸甘油酯单十八烷酰酯非离子型表面活性剂在碱性条件下发生酯交换反应得到新型殊的硼螺环结构的表面活性剂，同时添加三氟化硼丁醚络合物作为催化剂，由于三氟化硼丁醚络合物中丁醚的烷基分子量大，因而粘合不牢，稳定性差，这有利于三氟化硼丁醚络合物在反应体系中游离出三氟化硼，使之更易与反应物质反应，并使之产生更多的活化中心，加快反应的速率。在该新型硼螺环结构中有稳定的共价配键b-o的存在，使硼螺环结构能够稳定存在，并在此结构上引入长碳链羧基进行修饰，增强了支链的刚性，而且该结构和硼螺环主链接近，使长链分子舒展度增加，分子内或分子间卷曲缠绕程度降低，生成大分子胶束的趋势减弱，从而具有较高的表面活性及其乳化力。

具体反应机理为：

本发明还公开了一种表面活性剂，采用上述方法制备而成。

本发明还公开了上述表面活性剂在日化、橡胶、涂料领域中的应用。

本发明的表面活性剂，去污力强，无毒、无腐蚀，沸点高，杀菌性能好；可用作气体干燥剂、润滑油、压缩机工作介质的添加剂，还可用作聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯酸甲酯的抗静电剂、防滴雾剂，以及各种物质的分散剂和乳化剂。

实施例1

一种表面活性剂的制备方法：

硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯和花生酸甲酯在氮气环境下220℃反应5小时，用30wt％氢氧化钠水溶液调节ph值至7.2，再蒸馏出水和甲醇，得到所述表面活性剂。

所述硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯和花生酸甲酯的质量比为100:59:53:57。

实施例2

一种表面活性剂的制备方法：

硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯和花生酸甲酯在氮气环境下220℃反应5小时，用30wt％氢氧化钠水溶液调节ph值至7.2，再蒸馏出水和甲醇，得到所述表面活性剂。

所述硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯和花生酸甲酯的质量比为100:50:40:70。

实施例3

一种表面活性剂的制备方法：

硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯和花生酸甲酯在氮气环境下220℃反应5小时，用30wt％氢氧化钠水溶液调节ph值至7.2，再蒸馏出水和甲醇，得到所述表面活性剂。

所述硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯和花生酸甲酯的质量比为100:70:60:50。

实施例4

一种表面活性剂的制备方法：

硼酸双甘油酯、二十四酸在氮气环境下220℃反应5小时，用30wt％氢氧化钠水溶液调节ph值至7.2，再蒸馏出水，得到所述表面活性剂。

所述硼酸双甘油酯、二十四酸的质量比为100:169。

实施例5

一种表面活性剂的制备方法：

硼酸双甘油酯、十八烷酰氯在氮气环境下220℃反应5小时，用30wt％氢氧化钠水溶液调节ph值至7.2，得到所述表面活性剂。

所述硼酸双甘油酯、十八烷酰氯的质量比为100:169。

实施例6

一种表面活性剂的制备方法：

硼酸双甘油酯、花生酸甲酯在氮气环境下220℃反应5小时，用30wt％氢氧化钠水溶液调节ph值至7.2，再蒸馏出甲醇，得到所述表面活性剂。

所述硼酸双甘油酯、花生酸甲酯的质量比为100:169。

实施例7

一种表面活性剂的制备方法：

硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯在氮气环境下220℃反应5小时，用30wt％氢氧化钠水溶液调节ph值至7.2，再蒸馏出水，得到所述表面活性剂。

所述硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯的质量比为100:84.5:84.5。

实施例8

一种表面活性剂的制备方法：

硼酸双甘油酯、十八烷酰氯、花生酸甲酯在氮气环境下220℃反应5小时，用30wt％氢氧化钠水溶液调节ph值至7.2，再蒸馏出甲醇，得到所述表面活性剂。

所述硼酸双甘油酯、十八烷酰氯、花生酸甲酯的质量比为100:84.5:84.5。

实施例9

一种表面活性剂的制备方法：

硼酸双甘油酯、二十四酸、花生酸甲酯在氮气环境下220℃反应5小时，用30wt％氢氧化钠水溶液调节ph值至7.2，再蒸馏出水和甲醇，得到所述表面活性剂。

所述硼酸双甘油酯、二十四酸、花生酸甲酯的质量比为100:84.5:84.5。

实施例10

一种表面活性剂的制备方法：

硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯、花生酸甲酯和三氟化硼丁醚络合物在氮气环境下220℃反应5小时，用30wt％氢氧化钠水溶液调节ph值至7.2，再蒸馏出水和甲醇，得到所述表面活性剂。

所述硼酸双甘油酯、二十四酸、十八烷酰氯和花生酸甲酯的质量比为100:59:53:57。

所述三氟化硼丁醚络合物的加入量为硼酸双甘油酯的0.5wt％。

测试例1：

参考《含硼表面活性剂的合成、性质及应用研究》(李斌栋，南京理工大学，2005年)的测试方法。

按量筒法测定表面活性剂对液体有机物(甲苯或液体石蜡)的乳化力的方法如下：将本发明制备的表面活性剂加水配置成0.6g/l的试样溶液。

用移液管吸取40ml试样溶液放入有玻璃塞子的三角瓶中，再用移液管吸取40ml的甲苯或液体石蜡(化学纯)放入同一三角瓶内。盖紧塞子，上下猛烈振动5下，静止1min，再同样振动5下，静止1min，如此重复5次。将此乳浊液倒入100ml量筒中，立即用秒表记录时间，此时水油两相逐渐分开，水相徐徐出现，至水相分出10ml时，记录分出时间(单位:s)，作为乳化力的相对比较，乳化力愈强则时间也愈长。每个样品实验重复三次，取其算术均值。

表面活性剂乳化力测试表

本发明的表面活性剂，具有良好表面活性，乳化性能，无毒、无腐蚀，沸点高，不易挥发，杀菌性能好，抗静电性能良好；可用作气体干燥剂、润滑油、压缩机工作介质的添加剂，还可用作聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯酸甲酯的抗静电剂、防滴雾剂，以及各种物质的分散剂和乳化剂。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。