一種多元醇聚醚脂肪酸酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多元醇聚醚脂肪酸酯的制備方法,屬于有機化合物技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]多元醇聚醚脂肪酸酯屬非離子表面活性劑,可以通過調(diào)節(jié)環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷的比例來得到不同的表面張力、濁點、乳化力、平滑性。用于高速紡化纖油劑中,具有良好的耐熱性、平滑性、集束性與牽伸性;多元醇聚醚脂肪酸酯還是一種清洗劑,適于清洗大分子量的天然油脂類污垢,同時具有低泡沫的特點;在造紙、油田化學(xué)、以及合成潤滑油等行業(yè)具有廣闊的使用前景。
[0003]多元醇聚醚脂肪酸酯少見報道,中國石油大學(xué)周鴻剛的《聚醚脂肪酸酯的合成及應(yīng)用》,以對甲苯磺酸為催化劑、石油醚為攜水劑,酸為催化劑的合成方法中,其產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,而且用溶劑做帶水劑不符合現(xiàn)在的環(huán)保理念;魏玉云《聚醚脂肪酸酯的合成》中合成活性有限;樊國棟的《固體超強酸S208~2- / Zr02-Ce02催化制備聚乙二醇菜籽油脂肪酸酯的研究》用的酯交換法得到的產(chǎn)品純度不夠;中國專利CN00125113.9《無規(guī)聚醚脂肪酸酯合成方法》所用催化劑為酸性催化劑,后處理中和會殘留副產(chǎn)物,影響產(chǎn)品質(zhì)量。
[0004]基于此,做出本申請。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了克服現(xiàn)有脂肪酸酯合成中所存在的合成效率低、純度低、反應(yīng)活性有限等問題,本發(fā)明提供了一種工藝合理、產(chǎn)品純度高、具有較好使用性能的多元醇聚醚脂肪酸酯的制備方法。
[0006]為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
一種多元醇聚醚脂肪酸酯的制備方法,以多元醇聚醚和脂肪酸為原料,加入固體非酸性催化劑,氮氣流的條件下及時帶出酯化反應(yīng)生成的水,升溫至160°C _220°C,保溫6-10h,降至70°C即得成品多元醇聚醚脂肪酸酯。
[0007]進(jìn)一步的,作為優(yōu)選:
所述多元醇聚醚為新戊二醇聚醚、甘油聚醚、三羥甲基丙烷聚醚、季戊四醇聚醚中的任意一種。
[0008]所述多元醇聚醚的分子量為400-2000。
[0009]所述的多元醇聚醚的鏈段采用均聚、嵌段或無規(guī)共聚中的一種。
[0010]所述脂肪酸為油酸、硬脂酸中的任意一種。
[0011]所述多元醇聚醚與脂肪酸的摩爾比為1:1 一 3.8。
[0012]所述的固體催化劑加入量為多元醇聚醚和脂肪酸總重量的0.01%-0.08%ο
[0013]所述的固體催化劑采用氯化亞錫、氧化亞錫中的一種。
[0014]本發(fā)明引入固體非酸性催化劑進(jìn)行反應(yīng)體系活性的改進(jìn),該固體催化劑僅僅對反應(yīng)速率和反應(yīng)純度其作用,而對產(chǎn)品的構(gòu)成以及組成等質(zhì)量參數(shù)沒有無影響;該催化劑配合多元醇聚醚和脂肪酸進(jìn)行酯化反應(yīng),從而實現(xiàn)產(chǎn)物純度高、合成速度快、副反應(yīng)少的多元醇聚醚脂肪酸酯的合成。
[0015]與常規(guī)多元醇聚醚脂肪酸酯合成相比,本發(fā)明制備方法具有以下優(yōu)點:
(1)采用固體非酸性催化劑,反應(yīng)過程中,不會引入酸性基團(tuán),因而不會對原料正反應(yīng)造成干擾,但整個反應(yīng)體系的活性得到激發(fā),在其作用下,多元醇聚醚和脂肪酸之間的酯化反應(yīng)可以快速平穩(wěn)的沿著反應(yīng)正方向進(jìn)行,有效減少了反應(yīng)過程中副反應(yīng)的發(fā)生反應(yīng)設(shè)備簡單。
[0016](2)本申請中,主要用到多元醇聚醚和脂肪酸以及固體非酸性催化劑,三者均屬于對環(huán)境無污染的化學(xué)試劑,且在反應(yīng)過程中,不會產(chǎn)生廢氣或廢渣,對環(huán)境幾乎沒有污染,所制備的多元醇聚醚脂肪酸酯,具有親水親油基,具有良好的耐熱性、平滑性、集束性與牽伸性,與其他產(chǎn)品有很好的相容性和乳化穩(wěn)定性。
【具體實施方式】
[0017]下述實施例中用到的多元醇聚醚為浙江皇馬科技股份生產(chǎn),脂肪酸為市銷。
[0018]實施例1
在2升燒瓶中按質(zhì)量加入600份分子量為600的甘油聚醚,784份油酸,攪拌下加入
0.83份氯化亞錫催化劑,逐漸升溫,在氮氣流下溫度200-210°C的反應(yīng)10小時,降溫至70°C過濾,得到甘油聚醚油酸酯,酯化率為95.2%。
[0019]實施例2
在2升燒瓶中按質(zhì)量加入1000份分子量為600的甘油聚醚,560份油酸,攪拌下加入
0.62份氯化亞錫催化劑,逐漸升溫,在氮氣流下溫度180-190°C的反應(yīng)10小時,降溫至70°C過濾,得到甘油聚醚油酸酯,酯化率為96.2%。
[0020]實施例3
在2升燒瓶中按質(zhì)量加入1000份分子量為2000的甘油聚醚,140份油酸,攪拌下加入
0.38份氧化亞錫催化劑,逐漸升溫,在氮氣流下溫度190-200°c的反應(yīng)8小時,降溫至70°C過濾,得到甘油聚醚油酸酯,酯化率為94.9%。
[0021]實施例4
在2升燒瓶中按質(zhì)量加入1000份分子量為2000的甘油聚醚,140份油酸,攪拌下加入
0.38份氯化亞錫催化劑,逐漸升溫,在氮氣流下溫度190-200°c的反應(yīng)6小時,降溫至70°C過濾,得到甘油聚醚油酸酯,酯化率為96.5%。
[0022]實施例5
在2升燒瓶中按質(zhì)量加入1000份分子量為1000的三羥甲基丙烷聚醚,560份油酸,攪拌下加入0.18份氯化亞錫催化劑,逐漸升溫,在氮氣流下溫度170-180°C的反應(yīng)6小時,降溫至70°C過濾,得到三羥甲基丙烷聚醚油酸酯,酯化率為96.1%。
[0023]實施例6
在2升燒瓶中按質(zhì)量加入1000份分子量為2000的三羥甲基丙烷聚醚,600份油酸,攪拌下加入0.96份氯化亞錫催化劑,逐漸升溫,在氮氣流下溫度200-210°C的反應(yīng)6小時,降溫至70°C過濾,得到三羥甲基丙烷聚醚油酸酯,酯化率為95.5%。
[0024]實施例7 在2升燒瓶中按質(zhì)量加入1000份分子量為1500的季戊四醇聚醚,560份油酸,攪拌下加入0.62份氯化亞錫催化劑,逐漸升溫,在氮氣流下溫度210-220°C的反應(yīng)6小時,降溫至70°C過濾,得到三羥甲基丙烷聚醚油酸酯,酯化率為94.5%。
[0025]實施例8
在2升燒瓶中按質(zhì)量加入1000份分子量為1000的季戊四醇聚醚,560份硬脂酸,攪拌下加入0.96份氯化亞錫催化劑,逐漸升溫,在氮氣流下溫度170-190°C的反應(yīng)8小時,降溫至70°C過濾,得到三羥甲基丙烷聚醚油酸酯,酯化率為95.5%。
[0026]實施例1和實施例2均以甘油聚醚油酸和氯化亞錫作為原料進(jìn)行多元聚醚脂肪酸酯的合成,在原料相同情況下,隨著油酸添加量的增加,所需要添加的催化劑隨之增加,酯化率相應(yīng)隨之升高;實施例3與實施例4的反應(yīng)條件和反應(yīng)原料相同,區(qū)別在于催化劑不同,實施例3采用氧化亞錫,實施例4則采用氯化亞錫,通過反應(yīng)時間和酯化率的比較可以看出,氯化亞錫要較氧化亞錫的催化效果顯著,采用氧化亞錫要實現(xiàn)同等的酯化率,需要延長反應(yīng)時間才能實現(xiàn),但時間的延長通常會影響產(chǎn)品的色澤度;不同類型、不同分子量的多元聚醚同樣會對反應(yīng)效果造成影響,對比實施例2與7、實施例5與6可以看出,不同分子量的多元醇聚醚,其反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間都會有所區(qū)別,并對終產(chǎn)物多元醇聚醚脂肪酸酯的酯化率造成細(xì)微影響。
【主權(quán)項】
1.一種多元醇聚醚脂肪酸酯的制備方法,其特征在于:以多元醇聚醚和脂肪酸為原料,加入固體非酸性催化劑,氮氣流的條件下及時帶出酯化反應(yīng)生成的水,升溫至160°C _220°C,保溫6-10小時,降至70°C即得成品多元醇聚醚脂肪酸酯。2.如權(quán)利要求1所述的一種多元醇聚醚脂肪酸酯的制備方法,其特征在于:所述多元醇聚醚為新戊二醇聚醚、甘油聚醚、三羥甲基丙烷聚醚、季戊四醇聚醚中的任意一種。3.如權(quán)利要求1所述的一種多元醇聚醚脂肪酸酯的制備方法,其特征在于:所述多元醇聚醚的分子量為400-2000。4.如權(quán)利要求1所述的一種多元醇聚醚脂肪酸酯的制備方法,其特征在于:所述的多元醇聚醚的鏈段采用均聚、嵌段或無規(guī)共聚中的一種。5.如權(quán)利要求1所述的一種多元醇聚醚脂肪酸酯的制備方法,其特征在于:所述脂肪酸為油酸、硬脂酸中的任意一種。6.如權(quán)利要求1所熟識的一種多元醇聚醚脂肪酸酯的制備方法,其特征在于:所述多元醇聚醚與脂肪酸的摩爾比為1:1 一 3.8。7.如權(quán)利要求1所述的一種多元醇聚醚脂肪酸酯的制備方法,其特征在于:所述的固體催化劑加入量為多元醇聚醚和脂肪酸總重量的0.01-0.08%。8.如權(quán)利要求1所述的一種多元醇聚醚脂肪酸酯的制備方法,其特征在于:升溫至170°C _190°C,保溫 6-8 小時。9.如權(quán)利要求1-8任一項所述的一種多元醇聚醚脂肪酸酯的制備方法,其特征在于:所述的固體非酸性催化劑采用氯化亞錫、氧化亞錫中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多元醇聚醚脂肪酸酯的制備方法,屬于有機化合物技術(shù)領(lǐng)域。以多元醇聚醚和脂肪酸為原料,加入固體非酸性催化劑,氮氣流的條件下及時帶出酯化反應(yīng)生成的水,升溫至160℃-220℃,保溫6-10h,降至70℃即得成品多元醇聚醚脂肪酸酯。將本發(fā)明所制備的多元醇聚醚脂肪酸酯,其結(jié)構(gòu)上含有親水親油基,具有良好的耐熱性、平滑性、集束性與牽伸性,與其他產(chǎn)品有很好的相容性和乳化穩(wěn)定性。
【IPC分類】C07C67/08, C07C69/58, C08G65/332, C07C69/33
【公開號】CN105399941
【申請?zhí)枴緾N201510907935
【發(fā)明人】劉志湘, 萬慶梅, 金一豐, 葉佳瑋, 唐福偉
【申請人】浙江皇馬科技股份有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月10日