一種陽離子表面活性劑及其應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種表面活性劑，具體涉及一種陽離子表面活性劑及其應用。
【背景技術】
[0002] 常規(guī)的烷基酰胺基多胺陽離子表面活性劑是一類常用陽離子型表面活性劑，具有 一個親水基和一個親油基，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離子 表面活性劑具有一定的離子強度，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離子表面活性劑只具有一個親 水基，分子量在1〇〇〇以下，同時不具有雙官能度的基團，不利于常規(guī)烷基酰胺基多胺陽離 子表面活性劑分子間形成多聚體。

【發(fā)明內容】

[0003] 針對現有技術的不足，本發(fā)明的第一個目的是為了提供一種陽離子表面活性劑， 該陽離子表面活性劑具有陽離子度高、分子量大、儲存期長，其放入水中有懸浮擴散性，能 與水以任意比混溶。
[0004] 本發(fā)明的第二個目的是為了提供一種陽離子表面活性劑的用途。
[0005] 實現本發(fā)明的第一個目的可以通過采取如下技術方案達到：
[0006] -種陽離子表面活性劑，其依次通過計量混配、羥甲基反應、縮聚反應三個工藝步 驟制備而成，具體如下：在反應釜中加入400-900重量份的水，升溫至55-65°C，用堿性物 調節(jié)pH至8. 5-9. 5 ;加入40-120重量份的烷基酰胺基多胺陽離子表面活性劑，加入70-240 重量份的甲醛，升溫至60-85°C，反應40-60min;用酸性物調節(jié)pH至2-4,升溫85-95°C反應 2-4小時；保溫反應0. 5-1小時，即得到陽離子表面活性劑。
[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] 合成過程如下：
[0010] 陽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離子 表面活性劑和甲醛在一定反應條件下經羥甲基化反應得到。但這種加成反應最后得到的結 果往往并不是單一的加成產物，而是多種類型的加成產物的混合體。在陽離子表面活性劑 的分子上有三個氨基，但伯胺活性最高，因此對于甲醛來說主要與伯胺發(fā)生反應。在堿的 催化下，每摩爾陽離子表面活性劑可以和1摩爾的甲醛反應而生成相應的羥甲基化陽離子 表面活性劑。其反應速度與反應體系的pH值、溫度、反應物的比例以及反應時間直接相關。
[0011] 羥甲基化陽離子表面活性劑的制備按反應式1進行：
[0012]
[0013] 第二步在酸性介質中經過加熱，羥甲基化陽離子表面活性劑的羥甲基進一步與 氨基、亞氨基或羥基發(fā)生縮合反應，按反應式2進行：
[0014]
[0015] 經過上述反應后，得到的陽離子表面活性劑。該陽離子表面活性劑中包含有如結 構式1所示的陽離子聚合物：
[0016]
[0017]結構式 1 中，Μ= 6-10,η彡 2。
[0018] 優(yōu)選的，所述陽離子表面活性劑的陽離子度為20-32%。
[0019] 優(yōu)選的，所述陽離子表面活性劑的密度為0. 98-1. 05g/ml。
[0020] 實現本發(fā)明的第二個目的可以通過采取如下技術方案達到：
[0021] 本發(fā)明的第一個目的所述陽離子聚合物的應用：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)明的陽離子表面活性劑依次通過計量混配、羥甲基反應、縮聚反應三個工藝 步驟制備而成，其具有陽離子度高、儲存期長和甲醛含量低的優(yōu)點，其放入水中有懸浮擴 散性，能與水以任意比混溶。與常規(guī)陽離子表面活性劑相比較，具有如下優(yōu)點：
[0024] 1、常規(guī)的烷基酰胺基多胺陽離子表面活性劑的分子量小，陽離子度低，改進后形 成的陽離子表面活性劑具有較強反應活性的陽離子官能團，富含陽離子羥甲基、氨基基團， 因此具有較強的破乳、絮凝能力，可廣泛應用于環(huán)境污水處理絮凝劑、油田開采反相破乳 劑、混凝土減水劑、紡織纖維的處理劑等。本發(fā)明的產品用作油田開采反相破乳劑時，能夠 對含油廢水中的乳化液能快速破乳，實現油水分離。對三次采油采出液，尤其是含有表活劑 的復合驅采出液的0/W型采出油，能通過反相破乳劑所帶正電荷中和油滴的負電而快速除 油；同時，本發(fā)明的產品用作絮凝劑時候，能把重度污染水中含有的各類無機物質和難降解 有機物質的微細顆粒吸附凝聚成絮團，去除絮團后即能實現凈化水質的目的。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)明的產品游離甲醛含量極低，減輕了對環(huán)境造成的污染，是一種綠色環(huán)保 廣品。
【具體實施方式】
[0026]下面，結合【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步描述：
[0027] 實施例1 :
[0028] -種陽離子表面活性劑的制備方法，其依次通過計量混配、羥甲基反應、縮聚反應 三個工藝步驟制備而成，具體如下：在反應釜中加入400重量份的水，升溫至60°C，用堿性 物調節(jié)pH至9;然后加入40重量份的烷基酰胺基多胺陽離子表面活性劑，加入70重量份 的甲醛，升溫至80°C，反應40min;用酸性物調節(jié)pH至2,升溫，在85°C反應4小時；保溫反 應30min，即得到陽離子表面活性劑。
[0029] 本實施例制備的陽離子表面活性劑的陽離子度30% (采用膠體滴定法測試陽離 子度），密度為0. 98g/ml，其有效儲存期超過1年。
[0030] 實施例2:
[0031] -種陽離子表面活性劑的制備方法，其依次通過計量混配、羥甲基反應、縮聚反應 三個工藝步驟制備而成，具體如下：在反應釜中加入800重量份的水，升溫至65°C，用堿性 物調節(jié)pH至9. 5;然后加入120重量份的烷基酰胺基多胺陽離子表面活性劑，加入240重 量份的甲醛，升溫至85°C，反應60min;用酸性物調節(jié)pH至4,升溫，在95°C反應2小時，保 溫反應30min;即得到陽離子表面活性劑。
[0032] 本實施例制備的陽離子表面活性劑的陽離子度32% ;密度為1. 01g/ml，其有效儲 存期超過1年。
[0033] 實施例3:
[0034] -種陽離子表面活性劑的制備方法，其依次通過計量混配、羥甲基反應、縮聚反應 三個工藝步驟制備而成，具體如下：在反應釜中加入900重量份的水，升溫至65°C，用堿 性物調節(jié)pH至8. 5;然后加入60重量份的烷基酰胺基多胺陽離子表面活性劑，加入110重 量份的甲醛，升溫至80-85°C，反應60min;用酸性物調節(jié)pH至3,升溫，在90°C反應3小時； 保溫反應60min，即得到陽離子表面活性劑。
[0035] 本實施例制備的陽離子表面活性劑的陽離子度32% ;密度為1. 03g/ml，其有效儲 存期超過1年。
[0036] 實施例4 :
[0037] -種陽離子表面活性劑的制備方法，其依次通過計量混配、羥甲基反應、縮聚反應 三個工藝步驟制備而成，具體如下：在反應釜中加入600重量份的水，升溫至55°C，用堿性 物調節(jié)pH至9. 0;然后加入100重量份的烷基酰胺基多胺陽離子表面活性劑，加入200重 量份的甲醛，升溫至80-85°C，反應60min;用酸性物調節(jié)pH至2. 5,升溫，在95°C反應2小 時；保溫反應30min，即得到陽離子表面活性劑。
[0038] 本實施例制備的陽離子表面活性劑的陽離子度26% ;密度為1. 05g/ml，其有效儲 存期超過1年。
[0039] 應用例1:用作反相破乳劑對油田采出廢水進行處理。
[0040] 參照表1，對某采油平臺采出油進行破乳含油廢水進行破乳，該含油廢水的指標 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)明產品對油田采出廢水進行處理的數據表
[0042]

[0043] 應用例2 :作為絮凝劑對空調機加工車間切削液廢水。
[0044] 參照表2,機加工切削液廢水，常溫，pH9. 2,藥劑投加量為lOOppm。
[0045] 表2本發(fā)明產品對機加工切削液廢水進行處理的數據表
[0046]
[0048] 應用例3:作為絮凝劑對污水處理站進行污水處理；
[0049] 對照表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)明產品對對污水處理站進行污水處理的數據表
[0051]
[0052] 對于本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各 種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬于本發(fā)明權利要求的保護范 圍之內。
【主權項】
1. 一種陽離子表面活性劑，其特征在于：其依次通過計量混配、羥甲基反應、縮聚反 應三個工藝步驟制備而成，具體如下：在反應釜中加入400-900重量份的水，升溫至 55-65°C，用堿性物調節(jié)pH至8. 5-9. 5 ;加入40-120重量份的烷基酰胺基多胺陽離子表面 活性劑，加入70-240重量份的甲醛，升溫至60-85°C，反應40-60min ;用酸性物調節(jié)pH至 2-4,升溫85-95°C反應2-4小時；保溫反應0. 5-1小時，即得到陽離子表面活性劑。2. 根據權利要求1所述的陽離子表面活性劑，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. 根據權利要求1所述的陽離子表面活性劑，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. 根據權利要求1所述的陽離子表面活性劑，其特征在于：所述陽離子表面活性劑的 陽離子度為20-32%。5. 根據權利要求1所述的陽離子表面活性劑，其特征在于：所述陽離子表面活性劑的 密度為 0.98-1. 05g/ml。6. 權利要求1-5中任意一項所述陽離子表面活性劑的應用：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)明公開了一種陽離子表面活性劑，其依次通過計量混配、羥甲基反應、縮聚反應三個工藝步驟制備而成,具體如下:在反應釜中加入400-900重量份的水，升溫至55-65℃，用堿性物調節(jié)pH至8.5-9.5；加入40-120重量份的烷基酰胺基多胺陽離子表面活性劑，加入70-240重量份的甲醛，升溫至60-85℃，反應40-60min；用酸性物調節(jié)pH至2-4，升溫85-95℃反應2-4小時；保溫反應0.5-1小時，即得到陽離子表面活性劑。本發(fā)明所述的陽離子表面活性劑具有陽離子度高、分子量大、儲存期長，其放入水中有懸浮擴散性,能與水以任意比混溶。
【IPC分類】C08G65/34, C02F1/40, C02F1/56, C08G73/02
【公開號】CN105237765
【申請?zhí)枴緾N201510725092
【發(fā)明人】宋澄章
【申請人】廣州振清環(huán)保技術有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月28日