一种多元醇聚醚脂肪酸酯的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多元醇聚醚脂肪酸酯的制备方法，属于有机化合物技术领域。
【背景技术】
[0002]多元醇聚醚脂肪酸酯属非离子表面活性剂，可以通过调节环氧乙烷环氧丙烷的比例来得到不同的表面张力、浊点、乳化力、平滑性。用于高速纺化纤油剂中，具有良好的耐热性、平滑性、集束性与牵伸性；多元醇聚醚脂肪酸酯还是一种清洗剂，适于清洗大分子量的天然油脂类污垢，同时具有低泡沫的特点；在造纸、油田化学、以及合成润滑油等行业具有广阔的使用前景。
[0003]多元醇聚醚脂肪酸酯少见报道，中国石油大学周鸿刚的《聚醚脂肪酸酯的合成及应用》，以对甲苯磺酸为催化剂、石油醚为携水剂，酸为催化剂的合成方法中，其产品质量不稳定，而且用溶剂做带水剂不符合现在的环保理念；魏玉云《聚醚脂肪酸酯的合成》中合成活性有限；樊国栋的《固体超强酸S208~2- / Zr02-Ce02催化制备聚乙二醇菜籽油脂肪酸酯的研究》用的酯交换法得到的产品纯度不够；中国专利CN00125113.9《无规聚醚脂肪酸酯合成方法》所用催化剂为酸性催化剂，后处理中和会残留副产物，影响产品质量。
[0004]基于此，做出本申请。
【发明内容】
[0005]为了克服现有脂肪酸酯合成中所存在的合成效率低、纯度低、反应活性有限等问题，本发明提供了一种工艺合理、产品纯度高、具有较好使用性能的多元醇聚醚脂肪酸酯的制备方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下:
一种多元醇聚醚脂肪酸酯的制备方法，以多元醇聚醚和脂肪酸为原料，加入固体非酸性催化剂，氮气流的条件下及时带出酯化反应生成的水，升温至160°C _220°C，保温6-10h，降至70°C即得成品多元醇聚醚脂肪酸酯。
[0007]进一步的，作为优选:
所述多元醇聚醚为新戊二醇聚醚、甘油聚醚、三羟甲基丙烷聚醚、季戊四醇聚醚中的任意一种。
[0008]所述多元醇聚醚的分子量为400-2000。
[0009]所述的多元醇聚醚的链段采用均聚、嵌段或无规共聚中的一种。
[0010]所述脂肪酸为油酸、硬脂酸中的任意一种。
[0011]所述多元醇聚醚与脂肪酸的摩尔比为1:1 一 3.8。
[0012]所述的固体催化剂加入量为多元醇聚醚和脂肪酸总重量的0.01%-0.08%ο
[0013]所述的固体催化剂采用氯化亚锡、氧化亚锡中的一种。
[0014]本发明引入固体非酸性催化剂进行反应体系活性的改进，该固体催化剂仅仅对反应速率和反应纯度其作用，而对产品的构成以及组成等质量参数没有无影响；该催化剂配合多元醇聚醚和脂肪酸进行酯化反应，从而实现产物纯度高、合成速度快、副反应少的多元醇聚醚脂肪酸酯的合成。
[0015]与常规多元醇聚醚脂肪酸酯合成相比，本发明制备方法具有以下优点:
(1)采用固体非酸性催化剂，反应过程中，不会引入酸性基团，因而不会对原料正反应造成干扰，但整个反应体系的活性得到激发，在其作用下，多元醇聚醚和脂肪酸之间的酯化反应可以快速平稳的沿着反应正方向进行，有效减少了反应过程中副反应的发生反应设备简单。
[0016](2)本申请中，主要用到多元醇聚醚和脂肪酸以及固体非酸性催化剂，三者均属于对环境无污染的化学试剂，且在反应过程中，不会产生废气或废渣，对环境几乎没有污染，所制备的多元醇聚醚脂肪酸酯，具有亲水亲油基，具有良好的耐热性、平滑性、集束性与牵伸性，与其他产品有很好的相容性和乳化稳定性。
【具体实施方式】
[0017]下述实施例中用到的多元醇聚醚为浙江皇马科技股份生产，脂肪酸为市销。
[0018]实施例1
在2升烧瓶中按质量加入600份分子量为600的甘油聚醚，784份油酸，搅拌下加入
0.83份氯化亚锡催化剂，逐渐升温，在氮气流下温度200-210°C的反应10小时，降温至70°C过滤，得到甘油聚醚油酸酯，酯化率为95.2%。
[0019]实施例2
在2升烧瓶中按质量加入1000份分子量为600的甘油聚醚，560份油酸，搅拌下加入
0.62份氯化亚锡催化剂，逐渐升温，在氮气流下温度180-190°C的反应10小时，降温至70°C过滤，得到甘油聚醚油酸酯，酯化率为96.2%。
[0020]实施例3
在2升烧瓶中按质量加入1000份分子量为2000的甘油聚醚，140份油酸，搅拌下加入
0.38份氧化亚锡催化剂，逐渐升温，在氮气流下温度190-200°c的反应8小时，降温至70°C过滤，得到甘油聚醚油酸酯，酯化率为94.9%。
[0021]实施例4
在2升烧瓶中按质量加入1000份分子量为2000的甘油聚醚，140份油酸，搅拌下加入
0.38份氯化亚锡催化剂，逐渐升温，在氮气流下温度190-200°c的反应6小时，降温至70°C过滤，得到甘油聚醚油酸酯，酯化率为96.5%。
[0022]实施例5
在2升烧瓶中按质量加入1000份分子量为1000的三羟甲基丙烷聚醚，560份油酸，搅拌下加入0.18份氯化亚锡催化剂，逐渐升温，在氮气流下温度170-180°C的反应6小时，降温至70°C过滤，得到三羟甲基丙烷聚醚油酸酯，酯化率为96.1%。
[0023]实施例6
在2升烧瓶中按质量加入1000份分子量为2000的三羟甲基丙烷聚醚，600份油酸，搅拌下加入0.96份氯化亚锡催化剂，逐渐升温，在氮气流下温度200-210°C的反应6小时，降温至70°C过滤，得到三羟甲基丙烷聚醚油酸酯，酯化率为95.5%。
[0024]实施例7 在2升烧瓶中按质量加入1000份分子量为1500的季戊四醇聚醚，560份油酸，搅拌下加入0.62份氯化亚锡催化剂，逐渐升温，在氮气流下温度210-220°C的反应6小时，降温至70°C过滤，得到三羟甲基丙烷聚醚油酸酯，酯化率为94.5%。
[0025]实施例8
在2升烧瓶中按质量加入1000份分子量为1000的季戊四醇聚醚，560份硬脂酸，搅拌下加入0.96份氯化亚锡催化剂，逐渐升温，在氮气流下温度170-190°C的反应8小时，降温至70°C过滤，得到三羟甲基丙烷聚醚油酸酯，酯化率为95.5%。
[0026]实施例1和实施例2均以甘油聚醚油酸和氯化亚锡作为原料进行多元聚醚脂肪酸酯的合成，在原料相同情况下，随着油酸添加量的增加，所需要添加的催化剂随之增加，酯化率相应随之升高；实施例3与实施例4的反应条件和反应原料相同，区别在于催化剂不同，实施例3采用氧化亚锡，实施例4则采用氯化亚锡，通过反应时间和酯化率的比较可以看出，氯化亚锡要较氧化亚锡的催化效果显著，采用氧化亚锡要实现同等的酯化率，需要延长反应时间才能实现，但时间的延长通常会影响产品的色泽度；不同类型、不同分子量的多元聚醚同样会对反应效果造成影响，对比实施例2与7、实施例5与6可以看出，不同分子量的多元醇聚醚，其反应温度、反应时间都会有所区别，并对终产物多元醇聚醚脂肪酸酯的酯化率造成细微影响。
【主权项】
1.一种多元醇聚醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于:以多元醇聚醚和脂肪酸为原料，加入固体非酸性催化剂，氮气流的条件下及时带出酯化反应生成的水，升温至160°C _220°C，保温6-10小时，降至70°C即得成品多元醇聚醚脂肪酸酯。2.如权利要求1所述的一种多元醇聚醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于:所述多元醇聚醚为新戊二醇聚醚、甘油聚醚、三羟甲基丙烷聚醚、季戊四醇聚醚中的任意一种。3.如权利要求1所述的一种多元醇聚醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于:所述多元醇聚醚的分子量为400-2000。4.如权利要求1所述的一种多元醇聚醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于:所述的多元醇聚醚的链段采用均聚、嵌段或无规共聚中的一种。5.如权利要求1所述的一种多元醇聚醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于:所述脂肪酸为油酸、硬脂酸中的任意一种。6.如权利要求1所熟识的一种多元醇聚醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于:所述多元醇聚醚与脂肪酸的摩尔比为1:1 一 3.8。7.如权利要求1所述的一种多元醇聚醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于:所述的固体催化剂加入量为多元醇聚醚和脂肪酸总重量的0.01-0.08%。8.如权利要求1所述的一种多元醇聚醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于:升温至170°C _190°C，保温 6-8 小时。9.如权利要求1-8任一项所述的一种多元醇聚醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于:所述的固体非酸性催化剂采用氯化亚锡、氧化亚锡中的一种。
【专利摘要】本发明涉及一种多元醇聚醚脂肪酸酯的制备方法，属于有机化合物技术领域。以多元醇聚醚和脂肪酸为原料，加入固体非酸性催化剂，氮气流的条件下及时带出酯化反应生成的水，升温至160℃-220℃，保温6-10h，降至70℃即得成品多元醇聚醚脂肪酸酯。将本发明所制备的多元醇聚醚脂肪酸酯，其结构上含有亲水亲油基，具有良好的耐热性、平滑性、集束性与牵伸性，与其他产品有很好的相容性和乳化稳定性。
【IPC分类】C07C67/08, C07C69/58, C08G65/332, C07C69/33
【公开号】CN105399941
【申请号】CN201510907935
【发明人】刘志湘, 万庆梅, 金一丰, 叶佳玮, 唐福伟
【申请人】浙江皇马科技股份有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月10日