本发明属于有机化合物表面活性剂领域，特别涉及低温稳定性好的脂肪醇嵌段聚醚及其制备方法和应用。
背景技术：
：脂肪醇聚氧乙烯醚是非离子表面活性剂的一种，具有优良的扩散、渗透、乳化、洗涤和润湿性能。但这类产品有致命的缺点，在使用时泡沫较多，不利于漂洗和节水；其倾点作为一项辅助指标，对产品的使用性能也有很大影响，脂肪醇聚氧乙烯醚倾点较高，低温流动性差，对使用有较大影响。在金属加工业中，为了得到具有粘度低，低温流动性好，低泡型产品，在脂肪醇聚氧乙烯醚链中间嵌入氧化丙烯链段，可以克服上述缺点，使产品起泡性降低，提高渗透能力，倾点下降，降低产品粘度，增加流动性便于使用。通用型嵌段聚醚的合成中都采用在koh、naoh等碱金属氢氧化物催化剂存在下，将氧化丙烯、氧化乙烯与含有活性氢的起始剂按阴离子开环聚合，得到端羟基封端的聚醚。但使用碱金属催化剂制备的脂肪醇嵌段聚醚，其产品中游离脂肪醇含量高，导致粘度高，低温流动性差，低温浑浊、分层，使产品性能受到很大影响；使用酸催化剂，虽然其反应温度比碱金属催化低，且游离脂肪醇含量较低，但是易生成副产物聚乙二醇和二噁烷，且反应难以控制。碱土金属催化剂是目前脂肪醇嵌段聚醚制备中的研究热点，涉及到的碱土金属有钡、锶、钙和镁，及其氧化物、氢氧化物、醋酸盐以及烷氧基化合物，但是这些碱土金属催化剂制备的脂肪醇嵌段聚醚又存在反应活性不高，反应诱导期长，产品乳化力差的现象。技术实现要素：本发明的目的在于针对上诉现有技术中金属切割液用脂肪醇聚醚的缺点。研制提供出一种新的表面活性剂，提供一种脂肪醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚，在保持现有的疏水基脂肪醇不变的情况下，通过加入氧化丙烯链段使其具有长碳链疏水结构，并且可以通过调节氧化丙烯，氧化乙烯共聚段的长度来合成具有不同界面特性的系列表面活性剂，从而得到适合高端工业金属切割、清洗所用的表面活性剂。本发明的另一个目的所解决的技术问题是提供一种低温稳定性好的脂肪醇嵌段聚醚。具有低温澄清，不分层，乳化力好的优点。为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案：一种低温稳定性好的脂肪醇嵌段聚醚，通式为：式中r为直链烷基，r=c10h21～c20h41的一种或其两种或两种以上的混合物，n=2～6，m=2～8。本发明还提供了一种低温稳定性好的脂肪醇嵌段聚醚的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将脂肪醇和复合催化剂混合，用氮气吹扫置换，后脱除水分；（2）将步骤（1）中的产物与氧化丙烯反应，后老化，得到中间产物；（3）将步骤（2）中的中间产物与氧化乙烯反应，后老化，得的最终产物；所述复合催化剂为碱土金属催化剂和乙二酸亚锡的混合物。优选的，所述步骤（1）具体为：将脂肪醇和复合催化剂加入到2.5l高温高压反应釜，密闭好反应釜，在升温前先用氮气吹扫置换二次，升温至90～130℃，保持反应釜温度90～130℃，然后抽真空1～3小时，脱除水分；所述步骤（2）具体为：脱水毕，保持反应釜温度90～130℃，开始加入氧化丙烯，3～8小时加完，控制压力在0.4mpa以下，待物料加毕，再老化一段时间，直至压力到0mpa；所述步骤（3）具体为：保持反应釜温度90～130℃，加入氧化乙烯，并控制在2～5小时加完，控制压力在0.4mpa以下，待物料加毕，再老化一段时间，直至压力到0mpa，最后降温开釜出料。所述脂肪醇和氧化丙烯、氧化乙烯的摩尔比为1：2～6：2～8。所述的碱土金属催化剂为钡、钙和镁的氧化物、氢氧化物、乙酸盐的一种或一种以上的混合物。更优选的，所述的碱土金属催化剂为氢氧化钡,氧化钡,乙酸钡的一种或一种以上的混合物，最优选的为乙酸钡。所述的复合催化剂为乙酸钡和乙二酸亚锡按重量比1～7：1的复配物；所述复合催化剂的加入量为脂肪醇、环氧丙烷、环氧乙烷质量之和的0.05～0.40%。所述的复合催化剂为乙酸钡和乙二酸亚锡按重量比4：1的复配物；所述复合催化剂的加入量为脂肪醇、环氧丙烷、环氧乙烷质量之和的0.15%。一种低温稳定性好的脂肪醇嵌段聚醚制备的反应方程式为：中间产物n=2～6；最终产物m=2～8。本发明的低温稳定性好的脂肪醇嵌段聚醚作为表面活性剂的应用。本发明的工作原理如下：聚醚分子与金属离子间存在某种络合作用，由于碱土金属离子半径较大，使其不易与聚醚链上的氧原子络合，且碱土金属原子所带电荷较多，由金属离子与聚醚阴离子形成的中间络合物，空间位阻较大，再进攻氧化丙烯、氧化乙烯比较困难，且这种中间络合物的拥挤状态显然削弱了金属阳离子与丙氧基、乙氧基醚基团间的相互作用，使平衡向右转移的倾向变弱。因此，由碱土金属催化剂催化时，氧丙基、氧乙基负离子与环氧乙烷的反应速度相对较慢。为缩短反应诱导期，进一步优化产物，还在上述体系中复合某些助催化剂，乙二酸亚锡具有螯合状的分子结构，增强了分子的稳定性，分子的平面结构降低了反应过程中的空间位阻，而sn原子受到相连的四个o原子强烈的吸电子诱导效应的影响而呈现出更强的亲电性，加速反应的进行，表现出更高的催化活性。本发明的有益效果如下：(1)本发明采用复合催化剂替代传统的碱土金属催化剂，反应活性高，反应诱导期短。生产的脂肪醇醚倾点低于0℃以下，流动性好，方便冬季工厂加工使用。并且低温澄清，不分层，乳化力好。(2)本发明提供的技术所合成的脂肪醇聚醚，由于分子中引入了带有支链的环氧丙烷链段，比起脂肪醇聚氧乙烯醚，具有极低的泡沫，属于超低界面活性剂，使用过程中长期低泡，不需使用消泡剂。常温、高温下具有更出色的渗透和润湿性能，具有优异的乳化、洗涤、去污能力。以下通过具体实施方式对本发明做进一步阐述。具体实施方式实施例1十六醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚的制备在2.5l高温高压反应釜中加入1.0mol(242.0g)正十六醇和1.22g(相对于十六醇和氧化丙烯、氧化乙烯总质量的0.15wt%)复合催化剂（乙酸钡：乙二酸亚锡=4：1）。密闭好反应釜，用氮气置换二次，待釜温上升至110～120℃，然后抽真空1小时，脱除水分。脱水毕，保持反应釜温度110～115℃，开始加入6mol(348g)环氧丙烷，控制压力在0.4mpa以下，4.9小时加完，继续老化反应一段时间，直至压力到0mpa。保持反应釜温度110～115℃，通入5mol(220g)环氧乙烷，控制压力在0.4mpa以下，2.9小时加完，继续老化反应一段时间，直至压力到0mpa，最后降温开釜出料。本发明的最终产物作为表面活性剂的应用，特别适合作为高端工业金属切割、清洗所用的表面活性剂。实施例2～9其他与实施例1的设置相同，区别在于：脂肪醇种类，催化剂的用量，催化剂的复合比列，反应温度，反应时间，脂肪醇与氧化丙烯、氧化乙烯的摩尔比不同，具体配比及相关参数详见表一、表二。表一实施例1～9的工艺参数设置表1.序号2.脂肪醇种类3.催化剂用量（wt%）4.催化剂组成（乙酸钡：乙二酸亚锡,重量比）5.脂肪醇与po/eo的摩尔比6.反应温度（℃）7.加po反应时间（h）8.加eo反应时间（h）9.实施例110.十六醇11.0.1512.4：113.1：6：514.110～11515.4.916.2.917.实施例218.十八醇19.0.1020.3：121.1：3：822.110～11523.6.024.3.525.实施例326.十四醇27.0.3028.2：129.1：4：230.90～9531.4.932.2.833.实施例434.十二醇35.0.4036.1：137.1：5：638.120～12539.3.040.2.041.实施例542.十八/十六醇43.0.0544.7：145.1：6：346.120～12547.8.048.5.049.实施例650.十二/十四醇51.0.2052.6：153.1：2：754.90～9555.6.956.4.157.实施例758.十六醇59.0.1560.4：161.1：6：462.100～10563.5.064.3.065.实施例866.十六醇67.0.1568.3：169.1：6：470.100～10571.4.372.2.773.实施例974.十六醇75.0.1576.5：177.1：6：478.100～10579.5.780.3.3表二实施例1～9的关键指标测试表从表二可知：对比实施例1～7：对比实施例1～7与实施例7的设置相同，区别在于：催化剂的种类不同，具体配比及相关参数详见表三。表三对比实施例1～7的关键指标测试表上面表格中，po为氧化丙烯，eo为氧化乙烯。乳化性能测试方法：1、取质量分数0.1%的试样水溶液20ml与等量的液体石蜡混合。2、置于100ml具塞量筒中，放入40℃水浴中恒温5min，上下剧烈震荡10次后静止1min，如此重复5次。3、记录水相分出10ml时所需时间（s）。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。当前第1页12