本发明属于酯基季铵盐表面活性剂。
背景技术：
1、酯基季铵盐表面活性剂由于分子中含有酯基，因而具有良好的生物可降解性能，被认为是一种绿色环保的表面活性剂分子。此外，酯基季铵盐表面活性剂用量少、效果好，且合成成本相对传统的季铵盐表面活性剂较低，具有较高的性价比。现有的酯基季铵盐的制备方法主要是通过脂肪酸与醇胺酯化引入酯基，再加入烷基化剂得到酯基季铵盐。例如，专利文献cn102336675a公开了一种酯基季铵盐的生产方法，利用环路反应器工业化生产酯胺,环路反应器内的压力为0.05～0.50mpa,反应温度为180～220℃,反应时间2.0～3.5小时，利用具有搅拌器的带有外循环的季铵化反应器生产酯基季铵盐,季铵化反应器内的温度为80～110℃。专利文献cn106631841a公开了一种酯基季铵盐的制备方法，将脂肪酸、醇胺及酸性催化剂置于反应釜中,反应温度为160-180℃,反应2-4h,然后抽真空至真空度<-0.090mpa,保持反应温度为160-180℃,再反应2-4h；将产物与季铵化试剂按进行季铵化反应，控制反应温度为75-115℃,反应3-5h,加入溶剂,即得所述酯基季铵盐。专利文献cn110305076a公开了一种新型双酯基季铵盐的制备方法，将长链脂肪酸与醇胺化合物反应制得一种酯化中间体；所制备的酯化中间体与环氧化试剂进行反应；将环氧化反应产物与季铵化试剂反应，得到目标产物双酯基季铵盐。专利文献cn117126064a公开了制备酯基季铵盐的方法，使脂肪酸与叔链烷醇胺反应，并对获得的酯胺使用甘油作为溶剂进行所述季铵化反应。这些方法需要甲苯、二甲苯等带水剂以促进反应正向进行，提高转化率，而苯、甲苯等为有毒、易挥发溶液；同时，这些方法所需温度较高、时间较长、后续提纯复杂，增加了生产成本。为了适应规模化的生产，需要寻找更环保、高效的改进方法。
技术实现思路
1、针对现有的酯基季铵盐的制备方法温度高，工艺复杂，对环境危害较大的上述问题，本发明提供一种酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，采用胺烯加成反应引入酯基，该步骤不需要使用催化剂和溶剂，反应条件温和，工艺简单；采用丙烯酸酯类有多种不同的功能性单体，能够赋予所制备的酯基季铵盐表面活性剂多功能化。
2、本发明通过以下技术方案实现：
3、酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：(与专利要求对应，认真仔细)
4、(1)将丙烯酸酯类单体与仲胺进行胺烯加成反应，反应温度为40℃-80℃，待反应完成后进行减压蒸馏除去过量的反应物；
5、(2)将步骤(1)制得的产物与一卤代烷加入到过量的溶剂中，反应温度为60℃-100℃，待反应完成后将产物溶液进行旋蒸、提纯、真空干燥，得到粉末状的酯基季铵盐表面活性剂。
6、进一步的，所述步骤(1)反应时间为3-12小时，更进一步为8-10h。
7、进一步的，所述步骤(1)反应温度为55-65℃。
8、进一步的，所述步骤(1)丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟乙酯。
9、进一步的，所述步骤(1)仲胺为仲胺为二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺以及各自的等碳链长度的异构体中的任意一种。
10、进一步的，所述步骤(1)胺烯加成反应在惰性气体保护下进行。
11、进一步的，所述步骤(2)反应时间为2-12小时，反应时间可继续延长至48h，延长反应时间可提高反应产率。
12、进一步的，所述步骤(2)反应温度为75-85℃
13、进一步的，所述步骤(2)中所用的溶剂为中所用的溶剂为异丙醇、丙酮、乙醇或乙腈等极性溶剂中的至少一种。
14、进一步的，所述步骤(2)中的一卤代烷为碳链长度为4-18的卤代烷烃，例如氯代烷烃、溴代烷烃或碘代烷烃，更进一步为1-氯十六烷、1-溴十六烷或1-碘十六烷等卤代烷烃。
15、本发明制备的酯基季铵盐表面活性剂结构如下：
16、
17、该结构中的r1、r2为c1-c4的烷基，r3为c4-c18的烷烃，r4为h或甲基，r5为烷烃或功能化的烷烃，x为卤素原子。
18、本发明的有益效果：
19、(1)本发明采用丙烯酸酯单体与仲胺进行胺烯加成反应，引入关键的酯基，相较于传统酯基季铵盐表面活性剂的合成反应，其反应条件温和，制备工艺为简单。
20、(2)选取的丙烯酸酯有多种不同的功能性单体，使得所制备的酯基季铵盐表面活性剂具有广泛的应用，并且丙烯酸酯单体的价格低廉、来源广泛，使得本发明的反应成本相较于传统酯基季铵盐表面活性剂有所降低。
21、(3)本发明的合成步骤分为两步，两步合成过程中都从理论上达到了原子的百分百利用。反应过程中没有使用对环境有影响的溶剂，使本发明的成本低，无污染。
22、(4)本发明的酯基季铵盐表面活性剂的结构是由仲胺与丙烯酸酯类进行胺烯加成反应，再与一卤代烷进行季铵化而得到的产物，与现有技术中采用酸和醇酯化而得到的产物不同，丰富了酯基季铵盐表面活性剂的种类。
1.一种酯基季铵盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟乙酯。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)仲胺为二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺及其各自的等碳链长度的异构体中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)一卤代烷为碳链长度为4-18的氯代烷烃、溴代烷烃或碘代烷烃。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述一卤代烷为1-氯十六烷、1-溴十六烷或1-碘十六烷。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中所用的溶剂为异丙醇、丙酮、乙醇及乙腈中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)胺烯加成反应在惰性气体保护下进行。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)反应温度为55-65℃，所述步骤(2)反应温度为75-85℃。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)反应时间为3-12小时，所述步骤(2)反应时间为2-48小时。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酯基季铵盐表面活性剂的化学结构式如下所示：
