本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种制备牛脂胺聚氧乙烯醚的方法。
背景技术：
牛脂胺聚氧乙烯醚是由牛脂基伯胺和环氧乙烷按照不同的摩尔比在催化剂存在的条件下聚合而成的，该产品具有优良的乳化、分散、增溶、润滑、缓蚀能力，被广泛的应用于纺织、印染、化纤、皮革、树脂、油漆涂料、个人护理用品、金属加工和高分子乳液等领域。专利cn101125819a公开了一种十八伯胺聚氧乙烯醚的合成方法，通过两步法聚合反应，先将十八伯胺和一部分环氧乙烷在没有催化剂的存在下反应，再加入催化剂氢氧化钾和剩余的环氧乙烷进行反应，反应时间长。专利cn102936335a公开了一种氢化牛脂胺聚氧乙烯醚的合成工艺，也是通过两步法合成，将环氧乙烷分成两部分，在催化剂浓硫酸存在的条件下，一部分环氧乙烷先与氢化牛脂胺反应，反应结束后，再和剩余的环氧乙烷反应，浓硫酸对反应釜有严重的腐蚀作用，会损坏反应釜。
因此，需要研究出反应周期短并且对反应釜没有损坏的牛脂胺聚氧乙烯醚的新型合成方法。
技术实现要素：
本发明提供了一种制备牛脂胺聚氧乙烯醚的方法，反应时间短，不损坏反应釜，制备的的牛脂胺聚氧乙烯醚无气味，色度低。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种制备牛脂胺聚氧乙烯醚的方法，包括将牛脂基伯胺和环氧乙烷在磷腈和钛酸四丁酯催化下进行反应的步骤。
在本发明中，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将牛脂基伯胺、磷腈和钛酸四丁酯加入聚合反应釜，氮气置换，升温至90℃-110℃并在90℃-110℃保温；
(2)先通入10g-100g环氧乙烷至釜内，待诱导反应使釜内压力降至-0.1mpa时，连续通入500g-1000g环氧乙烷；
(3)环氧乙烷通完后，在100℃-120℃保温至釜内压力降至-0.1mp，抽真空，降温至室温后出料、纯化，得到牛脂胺聚氧乙烯醚。
在本发明中，连续通入环氧乙烷的过程中，控制釜内压力为0.1-0.5mpa，温度为90℃-110℃。
在本发明中，牛脂基伯胺与环氧乙烷总量的摩尔比为1：0.5-1.5；所述环氧乙烷总量是指步骤(2)和(3)中环氧乙烷之和。
在本发明中，磷腈和钛酸四丁酯的质量之和为牛脂基伯胺与环氧乙烷质量之和的0.2‰～2.5‰。
在本发明中，纯化方法包括如下步骤：在牛脂胺聚氧乙烯醚粗品中，加入依次加入去离子水、磷酸，搅拌；然后加入硅酸镁铝，抽真空，升温至110-130℃并保温1-3小时；最后，压滤，取滤渣得到牛脂胺聚氧乙烯醚。
在本发明中，所述牛脂胺聚氧乙烯醚的数均分子量为500-2000道尔顿。
本发明制备牛脂胺聚氧乙烯醚的方法，反应时间短，不损坏反应釜，制备的的牛脂胺聚氧乙烯醚无气味，色度低。
具体实施方式
下面的实施例将对本文所提供的合成方法予以更进一步的说明，但本发明不仅限于所列出的实施例，还应包括在本发明权力要求范围内其他公知的改变。
实施例1合成牛脂胺聚氧乙烯醚a
1.采用本发明方法合成牛脂胺聚氧乙烯醚a，包括如下步骤：
(1)1.2l聚合反应釜的预处理：将1.2l聚合反应釜用去离子水洗干净后烘干，再在室温下冲氮气至0.4mpa，检查气密性。气密性合格。
(2)将牛脂基伯胺379g、磷腈0.1g和钛酸四丁酯0.1g在室温下加入聚合反应釜，氮气置换后，此时釜内压力为-0.1mpa，升温至100℃并在100℃保温。
(3)先通入21g环氧乙烷至釜内，此时压力为0.2mpa，待诱导反应使釜内压力再次降至-0.1mpa，再连续通入600g环氧乙烷。连续通入环氧乙烷的过程中，控制釜内压力为0.2mpa，温度为100℃。
(4)环氧乙烷通完升温到105℃老化至釜内压力再次降至-0.1mp后，在105℃抽真空一小时后，降温至室温出料，得到牛脂胺聚氧乙烯醚a粗品。
(5)将1000g牛脂胺聚氧乙烯醚a粗品加入到2000ml三口烧瓶中，加入50g的去离子水，升温至80℃并在80℃保温，搅拌一小时，然后加入0.4g的磷酸，搅拌一小时；再加入2g的100号聚醚精制剂(成分为硅酸镁铝，湖北枣阳永华化工有限公司)，抽真空，升温至120℃并在120℃保温2小时。最后，压滤，取滤渣得到牛脂胺聚氧乙烯醚a成品。牛脂胺聚氧乙烯醚a的数均分子量为709道尔顿。
2.对比方法一:
采用对比方法一制备牛脂胺聚氧乙烯醚a，反应步骤如下：
(1)按照本实施例本发明方法中(1)对1.2l聚合反应釜预处理。
(2)将牛脂基伯胺379g在室温下加入聚合反应釜，氮气置换后，此时釜内压力为-0.1mpa，升温至100℃并在100℃保温。
(3)先通入21g环氧乙烷至釜内，此时压力为0.2mpa，待诱导反应使釜内压力再次降至-0.1mpa时，降温至20℃，打开聚合反应釜阀门，加入氢氧化钾1g，氮气置换，升温至100℃并在100℃保温，抽真空1小时。连续通入600g环氧乙烷，通入环氧乙烷的过程中，控制釜内压力为0.2mpa，温度为100℃。
本对比例中的反应步骤(4)和(5)同本实施例本发明方法的反应步骤(4)和(5)，最终制得牛脂胺聚氧乙烯醚a。
3.对比方法二:
采用对比方法二制备牛脂胺聚氧乙烯醚a，反应步骤如下：
(1)按照本实施例本发明方法中(1)对1.2l聚合反应釜进行预处理。
(2)将牛脂基伯胺379g和硫酸2.5g在室温下加入聚合反应釜，氮气置换，此时釜内压力为-0.1mpa，升温至100℃并在100℃保温。
(3)在100℃下，先通入21g环氧乙烷至釜内，此时压力为0.2mpa。待诱导反应使釜内压力再次降至-0.1mpa时，降温至20℃后出料静置2h，再投入1.2l聚合反应釜中并通入600g环氧乙烷在100℃下进行加成反应，通入环氧乙烷反应过程中控制釜内压力为0.2mpa。
本对比例中的反应步骤(4)和(5)同本实施例本发明方法中的反应步骤(4)和(5)，最终制得牛脂胺聚氧乙烯醚a。
4.对比方法三：
采用对比方法三制备牛脂胺聚氧乙烯醚a，反应步骤如下：
(1)按照本实施例本发明方法中(1)对1.2l聚合反应釜进行预处理。
(2)将牛脂基伯胺379g和磷腈0.2g，在室温下加入聚合反应釜，氮气置换，此时釜内压力为-0.1mpa，升温至100℃并在100℃保温。
(3)先通入21g环氧乙烷至釜内，此时压力为0.2mpa。待诱导反应使釜内压力再次降至-0.1mpa时，连续通入600g环氧乙烷。连续通入环氧乙烷过程中，控制釜内压力为0.2mpa，温度为100℃。
本对比例中的反应步骤(4)和(5)同本发明方法中的反应步骤(4)和(5)，最终制得牛脂胺聚氧乙烯醚a。
5.对比方法四：
采用对比方法四制备牛脂胺聚氧乙烯醚a，反应步骤如下：
(1)按照本实施例本发明方法中(1)对1.2l聚合反应釜进行预处理。
(2)将牛脂基伯胺379g和钛酸四丁酯0.2g，在室温下加入聚合反应釜，氮气置换，此时釜内压力为-0.1mpa，升温至100℃并在100℃保温。
(3)先通入21g环氧乙烷至釜内，此时压力为0.2mpa。待诱导反应使釜内压力再次降至-0.1mpa时，连续通入600g环氧乙烷。连续通入环氧乙烷的过程中，控制釜内压力为0.2mpa，温度为100℃。
本对比例中的反应步骤(4)和(5)同本实施例本发明方法中的反应步骤(4)和(5)，最终制得牛脂胺聚氧乙烯醚a。
对比方法一至四制备的牛脂胺聚氧乙烯醚a的数均分子量为709道尔顿。
表一成品新型牛脂胺聚氧乙烯醚a的性能指标
由表一中的数据可以得出，因为复合催化剂的协同增效作用，所以才能在较短的时间内制备得到无聚醚味、色度显著降低的牛脂胺聚氧乙烯醚a。
实施例2合成牛脂胺聚氧乙烯醚b
1.采用本发明方法合成新型牛脂胺聚氧乙烯醚b，包括如下步骤：
(1)1.2l聚合反应釜的预处理：将1.2l聚合反应釜用去离子水洗干净后烘干，再在室温下冲氮气至0.4mpa，检查气密性。气密性合格。
(2)将牛脂基伯胺169g、磷腈0.5g和钛酸四丁酯0.5g在室温下加入聚合反应釜，氮气置换后，此时釜内压力为-0.1mpa，升温至105℃并在105℃保温。
(3)先通入21g环氧乙烷至釜内，此时压力为0.2mpa。待诱导反应使釜内压力再次降至-0.1mpa时，再连续通入810g环氧乙烷。连续通入环氧乙烷的过程中，控制釜内压力为0.4mpa，温度为105℃。
(4)环氧乙烷通完升温到110℃老化至釜内压力再次降至-0.1mp后，在110℃抽真空一小时，降温至室温后出料，得到牛脂胺聚氧乙烯醚b粗品。
(5)将1000g牛脂胺聚氧乙烯醚b粗品加入到2000ml三口烧瓶中，加入50g的去离子水，升温至80℃并在80℃保温，搅拌一小时；接着加入0.4g的磷酸，搅拌一小时；然后加入2g的100号聚醚精制剂(硅酸镁铝，湖北枣阳永华化工有限公司)，抽真空，然后升温至120℃并保温2小时。最后，压滤，取滤渣得到牛脂胺聚氧乙烯醚b成品。牛脂胺聚氧乙烯醚b的数均分子量为1589道尔顿。
2.对比方法一:
采用对比方法一制得的新型牛脂胺聚氧乙烯醚b，反应步骤如下：
(1)按照本实施例的本发明方法中(1)对1.2l聚合反应釜进行预处理。
(2)将牛脂基伯胺169g在室温下加入聚合反应釜，氮气置换，此时釜内压力为-0.1mpa；升温至105℃并在105℃保温。
(3先通入21g环氧乙烷至釜内，此时压力为0.2mpa。待诱导反应使釜内压力再次降至-0.1mpa时，降温至20℃，打开聚合反应釜阀门，加入氢氧化钾1.5g，氮气置换，升温至105℃并在105℃保温，抽真空1小时。然后，连续通入剩余的810g环氧乙烷。连续通入810g环氧乙烷的过程中，控制釜内压力为0.4mpa，温度为105℃。
本对比例中的反应步骤(4)和(5)同本实施例的本发明方法中的反应步骤(4)和(5)，最终制得牛脂胺聚氧乙烯醚b。
3.对比方法二:
采用对比方法二制备牛脂胺聚氧乙烯醚b，反应步骤如下：
(1)按照本实施例的本发明方法中步骤(1)对1.2l聚合反应釜进行预处理。
(2)将牛脂基伯胺169g和硫酸3g在室温下加入聚合反应釜，氮气置换，此时釜内压力为-0.1mpa，升温至105℃并在105℃保温。
(3)在100℃下，先通入21g环氧乙烷至釜内，此时压力为0.2mpa。待诱导反应使釜内压力再次降至-0.1mpa时，降温至20℃出料静置2h，再投入1.2l聚合反应釜并通入810g环氧乙烷在105℃下进行加成反应。通入810g环氧乙烷的过程中，控制釜内压力为0.4mpa，温度为105℃。
本对比例中的反应步骤(4)和(5)同本实施例本发明方法中的反应步骤(4)和(5)，最终制得牛脂胺聚氧乙烯醚b。
4.对比方法三：
采用对比方法三制得的新型牛脂胺聚氧乙烯醚b，反应步骤如下：
(1)按照本实施例的本发明方法中步骤(1)对1.2l聚合反应釜进行预处理。
(2)将牛脂基伯胺169g和磷腈0.5g，在室温下加入聚合反应釜，氮气置换釜内压力为-0.1mpa，升温至105℃并在105℃保温。
(3)先通入21g环氧乙烷至釜内，此时压力为0.2mpa。待诱导反应使釜内压力再次降至-0.1mpa时，再连续通入810g环氧乙烷。连续通入环氧乙烷的过程中，控制釜内压力为0.4mpa，反应温度为105℃。
本对比例中的反应步骤(4)和(5)同实施例本发明方法中的反应步骤(4)和(5)，最终制得牛脂胺聚氧乙烯醚b。
5.对比方法四：
采用对比方法四制备牛脂胺聚氧乙烯醚b，反应步骤如下：
(1)按照本实施例的本发明方法中步骤(1)对1.2l聚合反应釜进行预处理。
(2)将牛脂基伯胺169g和钛酸四丁酯0.5g，在室温下加入聚合反应釜中，氮气置换后釜内压力为-0.1mpa，升温至105℃并在105℃保温。
(3)先通入21g环氧乙烷至釜内，此时压力为0.2mpa。待诱导反应使釜内压力再次降至-0.1mpa时，再连续通入810g环氧乙烷。连续通入环氧乙烷过程中，控制釜内压力为0.4mpa，反应温度为105℃。
本对比例中的反应步骤(4)和(5)同本实施例中本发明方法中的反应步骤(4)和(5)。最终制得牛脂胺聚氧乙烯醚b成品。
对比方法一至四制备得到的牛脂胺聚氧乙烯醚b的数均分子量为1589道尔顿。
表二牛脂胺聚氧乙烯醚b成品的性能指标
由表二中的数据可以得出，因为复合催化剂的协同增效作用，所以才能只需要较短的时间就可以制备得到无聚醚味、色号显著降低的牛脂胺聚氧乙烯醚b。