《功能性表面活性剂关键技术开发及应用》

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1主要技术内容:

该项目属于精细化学工程领域。表面活性剂(SAA)是一种具有“亲油亲水”双亲性结构的物质,少量使用即可大大降低溶液的表面张力,具有润湿、乳化、起泡及增溶等作用,对改进生产工艺、提高产品质量、节约能源等均发挥巨大作用,素有“工业味精”之美誉。传统SAA很多均来自石化原料,很难生物降解,在威胁环境的同时,也加剧了能源消耗。随着人们环境保护意识增强和石油资源的逐渐减少,SAA的开发提出了更高的要求:产品无刺激性、无毒、生物降解迅速彻底、可持续发展等。为了适应市场对“绿色产品”的需求,亟待开发功能性SAA。功能性SAA是一类带有某种官能团的表面活性剂,除了普通SAA的性能外,还具有如络合性、抗菌性等特异性能,通过协同增效作用,减少对环境的影响,达到节能、减排、降耗效果。由于国内厂家没有系列化功能性SAA产品供应,市场需求几乎依赖进口产品,开发绿色环保的功能性SAA不仅是行业发展需要,也是市场发展需要。

该项目基于1项国家十二五科技支撑计划项目子课题和1项河南省科技攻关项目,经过5年多的开发及攻关,完成了各项目的关键技术指标。主要内容包括:

(1)糖基双子阳离子表面活性剂的开发:利用葡萄糖、二氯丙醇和长链烷基叔胺,催化合成了不同碳链长度的系列糖基双子阳离子表面活性剂—二氯化N ,N'-二(二甲基长链烷基)-2-糖基-丙二铵,将双子表面活性剂的高效性能与葡萄糖苷良好的温和性和生物降解性能相结合,在保持双子阳离子表面活性剂良好杀菌性能条件下,提高了双子阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的复配性能,降低了对皮肤的刺激性,实现了良好的生物降解性。

(2)络合性表面活性剂的开发:利用脂肪酸、二乙烯三胺和氯乙酸钠为原料,催化合成了络合性表面活性剂—N-脂肪酰基二乙烯三胺三乙酸钠,所合成的络合性表面活性剂分子亲水基结构中具有与EDTA相似的结构,除了保持阴离子表面活性剂良好性能的同时,能够对多价金属离子高效螯合,特别在高pH下对钙镁离子具有优良的螯合性能,用于液体洗涤剂可以起到“一剂双效”的作用,提高了液体洗涤剂的洗涤效果。

(3)解决了两种表面活性剂工程放大问题,实现了产业化生产:在糖基双子阳离子表面活性剂的生产中,突破了葡萄糖与二氯丙醇之间的固液反应和葡萄糖自聚的技术难题,有效解决了过量二氯丙醇的分离问题;在络合性表面活性剂的生产中,很好的解决了易挥发、高沸点二乙烯三胺的回收再利用技术难题,有效抑制了氯乙酸钠在反应中的水解副反应,提高了目标产物收率,降低了物料消耗。两种产品都顺利实现了工业化生产,形成了系列化产品。

(4)充分利用两种表面活性剂的功能性,拓宽了应用领域提高了应用效率:糖基双子阳离子表面活性剂已经应用于液体洗涤剂、工业循环水和石油开采回注水用杀菌剂、具有杀菌作用的硬表面清洗剂、酸性条件下金属防腐剂;络合性表面活性剂主要应用于基本不含螯合剂的液体洗涤剂,显著提高了液体洗涤剂中表面活性剂的抗硬水能力,提高了液体洗涤剂的去污能力。加入洗衣皂后,也明显提高了肥皂的抗硬水能力和去污力。

2技术经济指标:

该项目成功开发出两条具有自主知识产权的绿色功能性SAA工艺路线,通过河南省科技厅组织的成果鉴定,均达到国内领先;完成了工艺放大和关键设备设计,实现了工业化生产。

3应用推广及效益情况:

上述技术成果在郑州易和精细化产品有限公司和广州花语精细化工有限公司进行了推广应用,近三年新增销售收入合计2.12亿元,新增利润5833.9万元。

成果说明

该项目技术成果自2016开始分别在郑州易和精细化学品有限公司(原来名称为河南省道纯化工技术有限公司)和广州花语精细化工有限公司进行了推广应用: (1)郑州易和精细化学品有限公司,采用该技术生产了系列系列二氯化-N,N′-二(二甲基烷基)-2-糖基-丙二铵糖基双子阳离子表面活性剂,主要应用于杀菌剂及洗涤剂中,性能优良。3年新增总产值12597万元,纯利润3315万元。 (2)广州花语精细化工有限公司采用该技术进行了生产系列络合性表面活性剂—N-脂肪酰基二乙烯三胺三乙酸钠,主要应用于液体洗涤剂、纺织助剂、

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