一種蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法，屬有機(jī)化合物的合成技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]蓖麻油系列產(chǎn)品根據(jù)E0、PO加成數(shù)的不同有多種規(guī)格，該系列產(chǎn)品在水中呈分散狀或易溶于水、脂肪酸或其它有機(jī)溶劑中。在金屬加工工業(yè)中用于配制金屬切削液；在紡織工業(yè)中作化纖油劑組分，具有乳化和抗靜電性能；制藥業(yè)中，用作乳化劑，用于制造搽劑、乳膏劑、乳劑等；油墨業(yè)中作脫墨劑，具有分散、乳化、捕集等作用；作原油脫水的破乳劑，具有良好的乳化、增溶作用，加之具有無毒、無刺激性、易降解等綠色表面活性劑的特點(diǎn)，在日化、醫(yī)藥、農(nóng)藥、紡織、食品、采油等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0003]目前國內(nèi)合成蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚采用堿催化工藝，生產(chǎn)出的產(chǎn)品存在粘度高、顏色深、不透明、理化指標(biāo)達(dá)不到國外同類產(chǎn)品水平等問題，因此只能用于采油、紡織等要求低的行業(yè)，而不能用于日化、醫(yī)藥等要求高的行業(yè)。雖然也有報(bào)道用三氟化硼作催化劑，但只限于少量環(huán)氧乙烷加成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種工藝合理，反應(yīng)條件溫和，對(duì)設(shè)備要求低，且收率高，環(huán)境友好的蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制備方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制備方法，其特征在于以蓖麻油和環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷為原料，在自制的Mg-Al催化劑的存在下進(jìn)行縮合反應(yīng)制得。其制備步驟如下:
I)將蓖麻油與Mg-Al催化劑投入反應(yīng)釜中，開啟攪拌，升溫至80~120°C，保持反應(yīng)釜溫度80~120°C，真空脫水1~3小時(shí)。
[0006]2)脫水完畢，繼續(xù)升溫至110~180°C，保持反應(yīng)溫度110~180°C，開始加環(huán)氧乙烷，1~5小時(shí)加完；加料完畢，保持熟化溫度為110~180°C，熟化時(shí)間為1~5小時(shí)。
[0007]3)添加環(huán)氧丙烷，并控制環(huán)氧丙烷在3~10小時(shí)加完；加料完畢，在熟化溫度為110~180°C狀態(tài)下，保持熟化時(shí)間為3~10小時(shí)。
[0008]4)熟化完畢，降溫至80~120°C，保持反應(yīng)釜溫度80~120°C真空脫氣，真空脫氣時(shí)間0.5-3小時(shí)；再降溫至40~80°C，放料。
[0009]進(jìn)一步的，作為優(yōu)選:
所述蓖麻油和環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷的摩爾比為1:2~70:1~40。
[0010]所述的Mg-Al催化劑是由硝酸鎂、硝酸鋁混配而成的，該Mg-Al催化劑的加入量為蓖麻油、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷質(zhì)量之和的0.05-0.2%。
[0011]所述步驟I)中，反應(yīng)釜脫水溫度優(yōu)選為100~110°C。
[0012]所述步驟2)中，熟化溫度優(yōu)選為140~160°C，熟化時(shí)間優(yōu)選為1~2小時(shí)。
[0013]所述步驟3)中，需先將溫度降至90_110°C，并在該溫度下加入環(huán)氧丙烷，待環(huán)氧丙烷添加完畢后，再升溫至110_18(TC，進(jìn)行二段熟化，作為優(yōu)選，該二段熟化溫度為110-120°C，熟化時(shí)間為3-5小時(shí)。
[0014]本發(fā)明的工作原理及有益效果如下:
I)本申請(qǐng)中，蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成主要分為四個(gè)工序，使用自制的Mg-Al催化劑，熟化分為一段熟化和兩段熟化，并分別在不同的溫度下添加環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷，且環(huán)氧乙烷要早于環(huán)氧丙烷添加，環(huán)氧乙烷的添加溫度較環(huán)氧丙烷的添加溫度高，待添加完畢后，再將溫度調(diào)整至熟化溫度，分別進(jìn)行一段熟化和二段熟化，從而確保了在整體反應(yīng)過程中，反應(yīng)條件溫和，且收率高，合成的蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚品質(zhì)均一、無雜質(zhì)生成。
[0015]2)本申請(qǐng)中，由于合成過程中會(huì)產(chǎn)生一定的反應(yīng)熱，而不同的高聚物其反應(yīng)熱也不同，其中，熟化過程的穩(wěn)定與否是產(chǎn)品色澤度、質(zhì)量均一度的關(guān)鍵影響因素之一，因此，本申請(qǐng)中，環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的添加時(shí)間有所延長，其中，環(huán)氧丙烷較環(huán)氧乙烷的性質(zhì)不同，故環(huán)氧乙烷的添加時(shí)間較短，而添加溫度較高；而環(huán)氧丙烷的添加溫度較低，添加時(shí)間較長，避免出現(xiàn)反應(yīng)不勻的現(xiàn)象，從而確保成品蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚色澤淺，透明度尚O
[0016]3)本申請(qǐng)中，脫水的溫度控制在水的沸點(diǎn)即100°C以上，最大程度的脫除原料中的水分，避免水分帶入所引起的反應(yīng)不穩(wěn)定；而熟化完畢后，脫氣則將溫度控制在80-120°C，該溫度低于二段熟化溫度(110-120°C )，并與二段熟化溫度差距不突出，再進(jìn)一步將溫度降至40-80°C，從二段熟化到出料之間以階梯式降溫模式，逐級(jí)進(jìn)行脫氣和出料，最大程度保證反應(yīng)的平穩(wěn)進(jìn)行，避免因前處理和后處理的不當(dāng)所引起的品質(zhì)損傷。
[0017]本發(fā)明通過對(duì)聚醚產(chǎn)品合成方法的分析比較，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及反復(fù)試驗(yàn)研究，合理確定了反應(yīng)路線，控制原料配比、催化劑用量、聚合反應(yīng)溫度、時(shí)間等工藝參數(shù)和條件，并使用自制的Mg-Al催化劑，制備出的蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚色澤淺，外觀透明，理化指標(biāo)優(yōu)異，配伍性能強(qiáng)，可調(diào)控分子量的范圍大，可用于日化、醫(yī)藥等要求高的行業(yè)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
在反應(yīng)釜中加入900g蓖麻油和2.6g Mg-Al催化劑，升溫到110°C，真空脫水I小時(shí)后，加入環(huán)氧乙烷85g，在140°C反應(yīng)完全后，降溫到100°C，加入環(huán)氧丙烷55g，在120°C反應(yīng)完全后，降溫到90°C脫氣，再降溫到80°C出料；其中，本實(shí)施例中，Mg-Al催化劑由硝酸鎂、硝酸鋁按摩爾比3:1構(gòu)成。
[0019]實(shí)施例2
在反應(yīng)釜中加入200g蓖麻油和2.8g Mg-Al催化劑，升溫到120°C，真空脫水I小時(shí)后，加入環(huán)氧乙烷660g，在150°C反應(yīng)完全后，降溫到100°C，加入環(huán)氧丙烷500g，在115°C反應(yīng)完全后，降溫到90°C脫氣，再降溫到80°C出料；其中，本實(shí)施例中，Mg-Al催化劑由硝酸鎂、硝酸鋁按摩爾比3:1構(gòu)成。
[0020]實(shí)施例3
在反應(yīng)釜中加入400g蓖麻油和3.0g Mg-Al催化劑，升溫到115°C，真空脫水I小時(shí)后，加入環(huán)氧乙烷565g，在160°C反應(yīng)完全后，降溫到100°C，加入環(huán)氧丙烷620g，在115°C反應(yīng)完全后，降溫到90°C脫氣，再降溫到80°C出料；其中，本實(shí)施例中，Mg-Al催化劑由硝酸鎂、硝酸鋁按摩爾比3:1構(gòu)成。
[0021]實(shí)施例4
在反應(yīng)釜中加入900g蓖麻油和2.6g Mg-Al催化劑，升溫到110°C，真空脫水3小時(shí)后，加入環(huán)氧乙烷85g，在140°C反應(yīng)完全后，降溫到90°C，加入環(huán)氧丙烷55g，再升溫至110°C反應(yīng)完全后，降溫到80°C脫氣，再降溫到40°C出料；其中，本實(shí)施例中，Mg-Al催化劑由硝酸鎂、硝酸鋁按摩爾比2:1構(gòu)成。
[0022]實(shí)施例5
在反應(yīng)釜中加入200g蓖麻油和2.8g Mg-Al催化劑，升溫到120°C，真空脫水2小時(shí)后，加入環(huán)氧乙烷660g，在160°C反應(yīng)完全后，降溫到110°C，加入環(huán)氧丙烷500g，再升溫至120 °C反應(yīng)完全后，降溫到120 °C脫氣，再降溫到40°C出料；其中，本實(shí)施例中，Mg-Al催化劑由硝酸鎂、硝酸鋁按摩爾比4:1構(gòu)成。
[0023]實(shí)施例6
在反應(yīng)釜中加入400g蓖麻油和3.0g Mg-Al催化劑，升溫到115°C，真空脫水3小時(shí)后，加入環(huán)氧乙烷565g，在150°C反應(yīng)完全后，降溫到110°C，加入環(huán)氧丙烷620g，保持在110°C反應(yīng)完全后，降溫到80°C脫氣，再降溫到60°C出料；其中，本實(shí)施例中，Mg-Al催化劑由硝酸鎂、硝酸鋁按摩爾比1:1構(gòu)成。
[0024]實(shí)施例7
在反應(yīng)釜中加入900g蓖麻油和2.6g Mg-Al催化劑，升溫到110°C，真空脫水2小時(shí)后，加入環(huán)氧乙烷85g，在150°C反應(yīng)完全后，降溫到90°C，加入環(huán)氧丙烷55g，再升溫至110°C反應(yīng)完全后，降溫到80°C脫氣，再降溫到60°C出料；其中，本實(shí)施例中，Mg-Al催化劑由硝酸鎂、硝酸鋁按摩爾比5:1構(gòu)成。
[0025]上述實(shí)施例中，蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成主要分為脫水、熟化和脫氣、出料四個(gè)工序，其中的熟化分為添加環(huán)氧乙烷的一段熟化和添加環(huán)氧丙烷的二段熟化，環(huán)氧乙烷的添加時(shí)間較短，而添加溫度較高；而環(huán)氧丙烷的添加溫度較低，添加時(shí)間較長，避免出現(xiàn)反應(yīng)不勻的現(xiàn)象，從而確保在整體反應(yīng)過程中，反應(yīng)條件溫和，且收率高，合成的蓖麻油聚氧乙稀聚氧丙稀醚品質(zhì)均一、無雜質(zhì)生成，上述7個(gè)實(shí)施例中，成品蓖麻油聚氧乙稀聚氧丙烯醚色澤淺，本發(fā)明產(chǎn)品外觀為淡黃色，其它同類產(chǎn)品外觀為黃色或深黃色；透明度高，本發(fā)明產(chǎn)品濁度小于10NTU，澄清透明且長期放置不分層；理化指標(biāo)優(yōu)異，運(yùn)動(dòng)粘度(mm2/s, 25°C)較同類型產(chǎn)品低20~30%，配伍性能強(qiáng)，可用于日化、醫(yī)藥等要求高的行業(yè)。
[0026]以上內(nèi)容是結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)所提供技術(shù)方案所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明具體實(shí)施只局限于上述這些說明，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法，其特征在于，其原料由蓖麻油、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷，蓖麻油、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷的摩爾比為1:(2-70):(1-40)，上述原料按照如下步驟進(jìn)行反應(yīng):1)脫水:蓖麻油中加入Mg-Al催化劑，攪拌升溫至80-120°C，真空脫水1-3小時(shí)；2) —段熟化:升溫至110-180°C，加入環(huán)氧乙烷，并控制其添加時(shí)間為1-5小時(shí)，環(huán)氧乙烷添加完畢后，保持溫度在110-180°C，熟化1-5小時(shí)；3) 二段熟化:加入環(huán)氧丙烷，并控制添加時(shí)間為3-10小時(shí)，環(huán)氧丙烷添加完畢后，于110-180°C，熟化3-10小時(shí)；4)脫氣:降溫至80-120°C，真空脫氣0.5-3小時(shí)后，降溫至40-80°C，出料得成品蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚。2.如權(quán)利要求1所述的一種蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法，其特征在于:步驟I)中，所述的脫水溫度為100-120°C。3.如權(quán)利要求1所述的一種蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法，其特征在于:步驟2)中，所述的一段熟化溫度為140-160°C，一段熟化時(shí)間為1-2小時(shí)。4.如權(quán)利要求1所述的一種蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法，其特征在于:步驟3)中，環(huán)氧丙烷的添加溫度為90-110°C，待環(huán)氧丙烷添加完畢后，再將溫度升至110-180 °C進(jìn)行二段熟化。5.如權(quán)利要求1或4所述的一種蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法，其特征在于:步驟3)中，所述的二段熟化溫度為110-120°C，二段熟化時(shí)間3-5小時(shí)。6.如權(quán)利要求1所述的一種蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法，其特征在于:所述的Mg-Al催化劑由硝酸鎂、硝酸鋁按摩爾比1-5:1構(gòu)成，其添加量為蓖麻油、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷質(zhì)量之和的0.05-0.2%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法，屬有機(jī)化合物的合成技術(shù)領(lǐng)域。原料由蓖麻油、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷，蓖麻油中加入Mg-Al催化劑，真空脫水1-3小時(shí)；加入環(huán)氧乙烷，保持溫度在110-180℃，熟化1-5小時(shí)再加入環(huán)氧丙烷，于110-180℃下熟化3-10小時(shí)；降溫至80-120℃，真空脫氣0.5-3小時(shí)后，降溫至40-80℃，出料得成品蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚。將本發(fā)明應(yīng)用于蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成，具有色澤淺、外觀透明、理化指標(biāo)優(yōu)異、配伍性能強(qiáng)、分子量調(diào)控范圍大等優(yōu)點(diǎn)，可用于日化、醫(yī)藥等要求高的行業(yè)。
【IPC分類】C08G65/26
【公開號(hào)】CN105085898
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510491084
【發(fā)明人】高洪軍, 金一豐, 萬慶梅, 糜澤鋒
【申請(qǐng)人】浙江皇馬科技股份有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年8月12日