本发明涉及功能性精细化学品技术领域。
背景技术：
聚二甲基硅氧烷无味无毒，产品是不溶于水的透明液体，具有生理惰性、良好的化学稳定性、电绝缘性和耐候性，而且粘度范围广，凝固点低，闪点高，并具有很高的抗剪切能力。应用于作绝缘、润滑、防尘油、介电液和热载体，以及用作消泡、脱膜、纺织、化妆品的添加剂和汽车抛光产品等。
由于聚二甲基硅氧烷是疏水的，有些应用领域需要把聚二甲基硅氧烷乳化成水包油状态乳液使用。现在所用乳化剂大多为烷基酚聚氧乙烯醚类，烷基酚聚氧乙烯醚类产品在环境中分解后会产生有类环境激素的物质，此物质会影响野生生物和人类内分泌。烷基酚聚氧乙烯醚乳化制成的聚二甲基硅氧烷乳液由于存在环境风险，在纺织、化妆品等领域中严禁使用，因此迫切需要一种环保的聚二甲基硅氧烷乳化剂。
技术实现要素：
本发明目的是提出一种能克服以上现有技术存在的缺陷的安全聚二甲基硅氧烷乳化剂的制备方法。
本发明技术方案包括如下步骤：
1）环氧乙烷平均聚合数为5的单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯醚的合成：将单硬脂酸甘油酯置于不锈钢反应釜内，加热升温至120℃时加入催化剂，经脱水后，再将物料升温至160～180℃，然后通入环氧乙烷进行反应，反应结束后再向不锈钢反应釜内通入冷却水将物料降温至80℃，再加入乙酸进行中和反应后分别放料，取得环氧乙烷平均聚合数分别为5的单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯醚；所述单硬脂酸甘油酯和环氧乙烷的投料质量比为1.5∶1；
2）环氧乙烷平均聚合数为25的单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯醚的合成：将单硬脂酸甘油酯置于不锈钢反应釜内，加热升温至120℃时加入催化剂，经脱水后，再将物料升温至160～180℃，然后通入环氧乙烷进行反应，反应结束后再向不锈钢反应釜内通入冷却水将物料降温至80℃，再加入乙酸进行中和反应后分别放料，取得环氧乙烷平均聚合数分别为25的单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯醚；所述单硬脂酸甘油酯和环氧乙烷的投料质量比为1∶3.2；
3）复配：将环氧乙烷平均聚合数为5的单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯醚和环氧乙烷平均聚合数为25的单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯醚置入搪瓷釜中进行复配，取得聚二甲基硅氧烷乳化剂。
本发明制备不同的环氧乙烷平均聚合数的单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯醚的原料相同，只是采用控制通入的环氧乙烷的量，以使在两组不锈钢反应釜内生成不同的单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯醚。本发明为一种环保，性能优，且价格便宜的聚二甲基硅氧烷乳化剂的制备方法。产品常温为白色膏状物，皂化值为70～80mgKOH/g，酸值<2mgKOH/g，水份<0.5%。该乳化剂绿色环保，生产成本低，且性能优越，经其乳化制成的聚二甲基硅氧烷乳液稳定性好。
本发明制备的乳化剂可以把100万粘度的聚二甲基硅氧烷乳化成水包油状态乳液，用本发明的乳化剂制成固含量30%的聚二甲基硅氧烷乳液，放入高速离心机中，以3000 r/min的速度离心30min，乳液不分层、不飘油。
进一步地，本发明所述单硬脂酸甘油酯分子蒸馏单硬脂酸甘油酯，外观为乳白色粉状固体，单甘酯含量≥90%。分子蒸馏单硬脂酸甘油酯生产出的产品乳化效果好，批次间稳定性好。
本发明中所述催化剂可以为氢氧化钠或氢氧化钾。这两种催化剂催化效果好，与单硬脂酸甘油酯反应生成水，不会对环境产生污染；催化剂加入量为总重量的千分之二，催化剂量少会造成反应缓慢，生产时间较长，经济上不划算；催化剂量大容易与单硬脂酸甘油酯发生皂化反应，生成硬脂酸钠，通入环氧乙烷后生成副产物硬脂酸聚氧乙烯酯，副产物量多对乳化聚二甲基硅氧烷不利。
所述步骤1）中乙酸和催化剂的投料摩尔比为1∶1。这样使产品保持中性，更有利于产品的保存稳定性。
同理，所述步骤2）中乙酸和催化剂的投料摩尔比为1∶1。
另外，所述步骤3）中，所述环氧乙烷平均聚合数为5的单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯醚和环氧乙烷平均聚合数为25的单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯醚的混合质量比为1.5∶1。单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯（5）醚亲油性强，与聚二甲基硅氧烷能够很好融合，单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯（25）醚亲水性好，使聚二甲基硅氧烷能在水中很好分散，两者质量比1.5∶1时所制的聚二甲基硅氧烷乳液稳定最好。
所述步骤3）中，所述复配的温度条件为70℃，温度低物料粘度大，不容易混合充分，温度过高又浪费能源，在70℃复配为最佳。
具体实施方式
实施例1：
选用的单硬脂酸甘油酯外观为乳白色粉状固体，单甘酯含量为90%。
（1）单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯（5）醚的合成：将单硬脂酸甘油酯600kg置于不锈钢反应釜内，加热升温，120℃时置入2kg氢氧化钠，快速进行脱水30分钟，脱水完毕后，升温物料至160℃，开始通入环氧乙烷进行反应，反应温度控制在165℃，通入环氧乙烷400kg，加完环氧乙烷后保温30分钟，保温完毕后通冷却水降温至80℃，然后抽入乙酸3kg，中和30分钟后放料。
（2）单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯（25）醚的合成：将单硬脂酸甘油酯238kg置于不锈钢反应釜内，加热升温，120℃时置入2kg氢氧化钠，快速进行脱水30分钟，脱水完毕后，升温物料至160℃，开始通入环氧乙烷进行反应，反应温度控制在170℃，通入环氧乙烷762kg，加完环氧乙烷后保温30分钟，保温完毕后通冷却水降温至80℃，然后抽入乙酸3kg，中和30分钟后放料。
（3）复配：将单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯（5）醚900kg和单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯（25）醚600kg置入搪瓷釜中，开始搅拌升温，温度升至70℃止，继续搅拌20分钟即可。
复配出的乳化剂皂化值为78mgKOH/g，酸值1.1mgKOH/g，水份<0.1%。
对100万粘度聚二甲基硅氧烷用此乳化剂进行反相乳化，乳化剂的用量为聚二甲基硅氧烷的三分之一，制得固含量为30%的乳液，放入高速离心机中，以3000 r/min的速度离心30min，乳液不分层、不飘油。
实施例2：
选用的单硬脂酸甘油酯外观为乳白色粉状固体，单甘酯含量为95%。
（1）单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯（5）醚的合成：将单硬脂酸甘油酯1500kg置于不锈钢反应釜内，加热升温，120℃时置入5kg氢氧化钠，快速进行脱水30分钟，脱水完毕后，升温物料至160℃，开始通入环氧乙烷进行反应，反应温度控制在170℃，通入环氧乙烷1000kg，加完环氧乙烷后保温30分钟，保温完毕后通冷却水降温至80℃，然后抽入乙酸7.5kg，中和30分钟后放料。
（2）单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯（25）醚的合成：将单硬脂酸甘油酯595kg置于不锈钢反应釜内，加热升温，120℃时置入5kg氢氧化钾，快速进行脱水30分钟，脱水完毕后，升温物料至160℃，开始通入环氧乙烷进行反应，反应温度控制在175℃，通入环氧乙烷1905kg，加完环氧乙烷后保温30分钟，保温完毕后通冷却水降温至80℃，然后抽入乙酸5.4kg，中和30分钟后放料。
（3）复配：将单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯（5）醚1500kg和单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯（25）醚1000kg置入搪瓷釜中，开始搅拌升温，温度升至70℃止，继续搅拌20分钟即可。
复配出的乳化剂皂化值为75mgKOH/g，酸值1.2mgKOH/g，水份<0.2%。
对100万粘度聚二甲基硅氧烷用此乳化剂进行反相乳化，乳化剂的用量为聚二甲基硅氧烷的三分之一，制得固含量为30%的乳液，放入高速离心机中，以3000 r/min的速度离心30min，乳液不分层、不飘油。
实施例3：
选用的单硬脂酸甘油酯外观为乳白色粉状固体，单甘酯含量为98%。
（1）单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯（5）醚的合成：将单硬脂酸甘油酯3000kg置于不锈钢反应釜内，加热升温，120℃时置入10kg氢氧化钾，快速进行脱水30分钟，脱水完毕后，升温物料至160℃，开始通入环氧乙烷进行反应，反应温度控制在170℃，通入环氧乙烷2000kg，加完环氧乙烷后保温30分钟，保温完毕后通冷却水降温至80℃，然后抽入乙酸10.7kg，中和30分钟后放料。
（2）单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯（25）醚的合成：将单硬脂酸甘油酯1190kg置于不锈钢反应釜内，加热升温，120℃时置入10kg氢氧化钾，快速进行脱水30分钟，脱水完毕后，升温物料至160℃，开始通入环氧乙烷进行反应，反应温度控制在165℃，通入环氧乙烷3810kg，加完环氧乙烷后保温30分钟，保温完毕后通冷却水降温至80℃，然后抽入乙酸10.7kg，中和30分钟后放料。
（3）复配：将单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯（5）醚3000kg和单硬脂酸甘油酯聚氧乙烯（25）醚2000kg置入搪瓷釜中，开始搅拌升温，温度升至70℃止，继续搅拌20分钟即可。
复配出的乳化剂皂化值为73mgKOH/g，酸值1.2mgKOH/g，水份<0.1%。
对100万粘度聚二甲基硅氧烷用此乳化剂进行反相乳化，乳化剂的用量为聚二甲基硅氧烷的三分之一，制得固含量为30%的乳液，放入高速离心机中，以3000 r/min的速度离心30min，乳液不分层、不飘油。