一種季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工合成領(lǐng)域，具體涉及一種季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 季戊四醇硬脂酸醋（Pentaerythritol stearate)簡(jiǎn)稱(chēng)為PETS，為白色硬質(zhì)高恪點(diǎn) 蠟狀物，溶于乙醇、苯和氯仿，不溶于水。主要用作高效潤(rùn)滑劑、聚氯乙烯穩(wěn)定劑、增塑劑等。 由于其具有環(huán)境友好性和可再生性，以季戊四醇硬脂酸酯為代表的多元醇酯越來(lái)越受到國(guó) 內(nèi)外研宄者的重視，然而多元醇酯合成過(guò)程存在反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低、催化劑昂貴、反應(yīng)條件苛刻 等問(wèn)題，急需進(jìn)一步的技術(shù)完善。季戊四醇三硬脂酸酯廣泛用于塑料行業(yè)中的輔助熱穩(wěn)定 劑、增塑劑、潤(rùn)滑光亮劑兼透明劑。最突出優(yōu)勢(shì)是與其它類(lèi)助劑配伍性好，耐高溫，還具有防 腐性能。
[0003] 傅挺進(jìn)等研宄了季戊四醇硬脂酸酯的合成工藝，其結(jié)果顯示，合成季戊四醇硬脂 酸酯工藝條件為：物料比1. 12:1，催化劑選自制催化劑A，用量為硬脂酸質(zhì)量的3%。，反應(yīng)溫 度200°C，反應(yīng)時(shí)間3-4h (傅挺進(jìn)等.季戊四醇硬脂酸酯的合成[J].瀘天化科技2004年 第1期：61-65)。該論文沒(méi)有公開(kāi)具體的催化劑，所以未給本發(fā)明帶來(lái)技術(shù)啟示。
[0004] 中國(guó)專(zhuān)利CN103880668A公開(kāi)了一種季戊四醇硬脂酸酯的制備工藝，其原料重量 比為：季戊四醇3-5份，硬脂酸15-20份，氫氧化鉀0. 02-0. 1份；其制備步驟為，將硬脂酸投 入不銹鋼熔化罐中，蒸汽加熱至60-100攝氏度，完全熔化，后加入酯化罐中加入季戊四醇 和氫氧化鉀，抽真空，并保持在〇. 005-0. OlKPa，導(dǎo)熱油加熱到200°C，進(jìn)行酯化反應(yīng)4小時(shí)， 檢測(cè)pH小于5,反應(yīng)完畢，降溫至120攝氏度，過(guò)濾。該方法的反應(yīng)溫度高、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種操作步驟簡(jiǎn)單，條件易于控制，生產(chǎn)周期短，酯化率高 的季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法。
[0006] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的的： 一種季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法，包括以下步驟：將硬脂酸和季戊四醇按照物 料摩爾比（1.0-1. 2) :1投入反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，然后加入催化劑，在5-50Pa真空、 150-180°C下反應(yīng)2-3h，反應(yīng)結(jié)束得季戊四醇三硬脂酸酯粗品，接著對(duì)季戊四醇三硬脂酸酯 粗品進(jìn)行脫色處理，即得季戊四醇三硬脂酸酯成品。
[0007] 進(jìn)一步的，所述的催化劑為固體超強(qiáng)酸SO42YZrO 2-SiO2，用量為硬脂酸質(zhì)量的 0. 2~0, 6%〇
[0008] 本發(fā)明還提供了本發(fā)明所述的催化劑固體超強(qiáng)酸SO42VZrO 2-SiO2的制備方法，具 體步驟為：取氯氧化錯(cuò)（ZrOCl2 · 8H20)配制成氯氧化錯(cuò)溶液，加入娃藻土，靜置約20min使 其充分浸漬，然后加入26%濃氨水調(diào)節(jié)pH在9. 0,靜置4h后，抽濾并用蒸餾水反復(fù)洗滌3 次，將得到的沉淀于80°C烘箱內(nèi)干燥Ih ;干燥結(jié)束后加入到硫酸溶液中浸漬20min，再次抽 濾，最后將濾餅在烘箱內(nèi)干燥后移入600°C馬福爐中焙燒3h，得到50 42721〇2^02固體超強(qiáng) 酸催化劑；其中，氯氧化鋯溶液的濃度為3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，氯氧化鋯和硅藻土、硫酸的質(zhì)量比 為1 : 12 : 18;硫酸溶液的濃度為50wt% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
[0009] 作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法，包括以下 步驟：將硬脂酸和季戊四醇按照物料摩爾比1.1 : 1投入反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，然后加 入硬脂酸質(zhì)量的〇. 5%的固體超強(qiáng)酸SO42VZrO2-SiO2，在30Pa真空、160°C下反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié) 束得季戊四醇三硬脂酸酯粗品，接著對(duì)季戊四醇三硬脂酸酯粗品進(jìn)行脫色處理，即得季戊 四醇三硬脂酸酯成品。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)： (1)本發(fā)明采用固體超強(qiáng)酸SO42VZrO2-SiO2作為季戊四醇三硬脂酸酯合成的催化劑，將 現(xiàn)有技術(shù)中反應(yīng)時(shí)200°C的高溫降低至150-180°C，反應(yīng)時(shí)間也減少了 l_2h，大大節(jié)約了生 產(chǎn)成本與能耗。同時(shí)也表明固體超強(qiáng)酸SO42YZrO 2-SiO2對(duì)季戊四醇三硬脂酸酯的合成反應(yīng) 具有很好的催化活性和高選擇性，該催化劑重復(fù)使用5次仍保持較高活性，且具有液相反 應(yīng)體系分離、不腐蝕設(shè)備、后處理簡(jiǎn)單、很少污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。
[0011] (2)本發(fā)明季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法的酯化率高，可高達(dá)92%，且產(chǎn)品指標(biāo) 好。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下通過(guò)【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅限于以下實(shí)施例。在 本發(fā)明的范圍內(nèi)或者在不脫離本發(fā)明的內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明所述的季戊四醇三 硬脂酸酯的制備方法進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)、替換功效相同的組分，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯 而易見(jiàn)的，它們都被視為包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0013] 實(shí)施例1、本發(fā)明季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法： 將硬脂酸和季戊四醇按照物料摩爾比1.0 : 1投入反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，然后加入 硬脂酸質(zhì)量的0. 2%的固體超強(qiáng)酸SO42VZrO2-SiO2，在5Pa真空、150°C下反應(yīng)時(shí)間3h，反應(yīng) 結(jié)束即得季戊四醇三硬脂酸酯粗品，接著對(duì)季戊四醇三硬脂酸酯粗品進(jìn)行脫色處理，即得 季戊四醇三硬脂酸酯成品，測(cè)定反應(yīng)酯化率為88%。
[0014] 固體超強(qiáng)酸SO42VZrO2-SiO 2的制備方法的具體步驟為：取氯氧化鋯（ZrOCl2 ·8Η20) 配制成氯氧化鋯溶液，加入硅藻土，靜置約20min使其充分浸漬，然后加入26%濃氨水調(diào) 節(jié)pH在9. 0,靜置4h后，抽濾并用蒸餾水反復(fù)洗滌3次，將得到的沉淀于80°C烘箱內(nèi)干燥 Ih ;干燥結(jié)束后加入到硫酸溶液中浸漬20min，再次抽濾，最后將濾餅在烘箱內(nèi)干燥后移入 600°C馬福爐中焙燒3h，得到SO 42VZrO2-SiO2固體超強(qiáng)酸催化劑；其中，氯氧化鋯溶液的濃 度為3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，氯氧化鋯和硅藻土、硫酸的質(zhì)量比為1 : 12 : 18;硫酸溶液的濃度為 50wt% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
[0015] 實(shí)施例2、本發(fā)明季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法： 將硬脂酸和季戊四醇按照物料摩爾比1.2 : 1投入反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，然后加入 硬脂酸質(zhì)量的〇. 6%的固體超強(qiáng)酸SO42VZrO2-SiO2，在50Pa真空、180°C下反應(yīng)時(shí)間2h，反應(yīng) 結(jié)束即得季戊四醇三硬脂酸酯粗品，接著對(duì)季戊四醇三硬脂酸酯粗品進(jìn)行脫色處理，即得 季戊四醇三硬脂酸酯成品，測(cè)定反應(yīng)酯化率為89%。
[0016] 固體超強(qiáng)酸SO42VZrO2-SiO 2的制備方法的具體步驟為：取氯氧化鋯（ZrOCl2 ·8Η20) 配制成氯氧化鋯溶液，加入硅藻土，靜置約20min使其充分浸漬，然后加入26%濃氨水調(diào) 節(jié)pH在9. 0,靜置4h后，抽濾并用蒸餾水反復(fù)洗滌3次，將得到的沉淀于80°C烘箱內(nèi)干燥 Ih ;干燥結(jié)束后加入到硫酸溶液中浸漬20min，再次抽濾，最后將濾餅在烘箱內(nèi)干燥后移入 600°C馬福爐中焙燒3h，得到SO 42VZrO2-SiO2固體超強(qiáng)酸催化劑；其中，氯氧化鋯溶液的濃 度為3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，氯氧化鋯和硅藻土、硫酸的質(zhì)量比為1 : 12 : 18;硫酸溶液的濃度為 50wt% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
[0017] 實(shí)施例3、本發(fā)明季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法： 將硬脂酸和季戊四醇按照物料摩爾比1.1 : 1投入反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，然后加入 硬脂酸質(zhì)量的0. 5%的固體超強(qiáng)酸SO42VZrO2-SiO2，在30Pa真空、160°C下反應(yīng)時(shí)間2h，反應(yīng) 結(jié)束即得季戊四醇三硬脂酸酯粗品，接著對(duì)季戊四醇三硬脂酸酯粗品進(jìn)行脫色處理，即得 季戊四醇三硬脂酸酯成品，測(cè)定反應(yīng)酯化率為92%。
[0018] 固體超強(qiáng)酸SO42VZrO2-SiO 2的制備方法的具體步驟為：取氯氧化鋯（ZrOCl2 ·8Η20) 配制成氯氧化鋯溶液，加入硅藻土，靜置約20min使其充分浸漬，然后加入26%濃氨水調(diào) 節(jié)pH在9. 0,靜置4h后，抽濾并用蒸餾水反復(fù)洗滌3次，將得到的沉淀于80°C烘箱內(nèi)干燥 Ih ;干燥結(jié)束后加入到硫酸溶液中浸漬20min，再次抽濾，最后將濾餅在烘箱內(nèi)干燥后移入 600°C馬福爐中焙燒3h，得到SO 42VZrO2-SiO2固體超強(qiáng)酸催化劑；其中，氯氧化鋯溶液的濃 度為3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，氯氧化鋯和硅藻土、硫酸的質(zhì)量比為1 : 12 : 18;硫酸溶液的濃度為 50wt% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
[0019] 實(shí)驗(yàn)例一、本發(fā)明季戊四醇三硬脂酸酯的檢測(cè)： 對(duì)本發(fā)明實(shí)施例3季戊四醇三硬脂酸酯進(jìn)行檢測(cè)，其理化指標(biāo)見(jiàn)表1。由表1可知，本 發(fā)明季戊四醇三硬脂酸酯產(chǎn)品的理化指標(biāo)優(yōu)異。
[0020] 表1季戊四醇三硬脂酸酯產(chǎn)品理化指標(biāo)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法，其特征在于，它包括以下步驟：將硬脂酸和 季戊四醇按照物料摩爾比（1. 0-1. 2) :1投入反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，然后加入催化劑，在 5-50Pa真空、150-180°C下反應(yīng)時(shí)間2-3h，反應(yīng)結(jié)束得季戊四醇三硬脂酸酯粗品，接著對(duì)季 戊四醇三硬脂酸酯粗品進(jìn)行脫色處理，即得季戊四醇三硬脂酸酯成品。
2. 如權(quán)利要求1所述的季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法，其特征在于，所述的催化劑 為固體超強(qiáng)酸S042_/Zr0 2-Si02，用量為硬脂酸質(zhì)量的0. 2-0. 6%。
3. 如權(quán)利要求2所述的季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法，其特征在于，所述的催化劑 制備方法的具體步驟為：取氯氧化鋯（ZrOCl 2 ? 8H20)配制成氯氧化鋯溶液，加入硅藻土，靜 置約20min使其充分浸漬，然后加入26%濃氨水調(diào)節(jié)pH在9. 0,靜置4h后，抽濾并用蒸餾 水反復(fù)洗滌3次，將得到的沉淀于80°C烘箱內(nèi)干燥lh ;干燥結(jié)束后加入到硫酸溶液中浸漬 2〇min，再次抽濾，最后將濾餅在烘箱內(nèi)干燥后移入600°C馬福爐中焙燒3h，得到所述催化 劑S0 42_/Zr02-Si02固體超強(qiáng)酸催化劑；其中，氯氧化鋯溶液的濃度為3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，氯氧化 錯(cuò)和娃藻土、硫酸的質(zhì)量比為1 : 12 : 18;硫酸溶液的濃度為50wt% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
4. 如權(quán)利要求1-3任一所述的季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法，其特征在于，它包括 以下步驟：將硬脂酸和季戊四醇按照物料摩爾比1.1 : 1投入反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，然 后加入硬脂酸質(zhì)量的0. 5%的固體超強(qiáng)酸S0427Zr02-Si02，在30Pa真空、160°C下反應(yīng)2h，反 應(yīng)結(jié)束得季戊四醇三硬脂酸酯粗品，接著對(duì)季戊四醇三硬脂酸酯粗品進(jìn)行脫色處理，即得 季戊四醇三硬脂酸酯成品。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于化工合成領(lǐng)域，具體涉及一種季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法。具體包括以下步驟：將硬脂酸和季戊四醇按照物料摩爾比(1.0-1.2):1投入反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，然后加入固體超強(qiáng)酸，在5-50Pa真空、150-180℃下反應(yīng)時(shí)間2-3h，反應(yīng)結(jié)束得季戊四醇三硬脂酸酯粗品，接著對(duì)季戊四醇三硬脂酸酯粗品進(jìn)行脫色處理，即得季戊四醇三硬脂酸酯成品。本發(fā)明采用固體超強(qiáng)酸SO42-/ZrO2-SiO2作為季戊四醇三硬脂酸酯合成的催化劑，將現(xiàn)有技術(shù)中反應(yīng)時(shí)200℃的高溫降低至150-180℃，反應(yīng)時(shí)間也減少了1-2h，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本與能耗。本發(fā)明季戊四醇三硬脂酸酯的制備方法的酯化率高，可高達(dá)92%，且產(chǎn)品指標(biāo)好。<b/>
【IPC分類(lèi)】C07C67-08, B01J27-053, C07C69-33
【公開(kāi)號(hào)】CN104529766
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410739509
【發(fā)明人】徐懷義, 馬銀官
【申請(qǐng)人】廣州嘉德樂(lè)生化科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月8日