一种蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法，属有机化合物的合成技术领域。
【背景技术】
[0002]蓖麻油系列产品根据E0、PO加成数的不同有多种规格，该系列产品在水中呈分散状或易溶于水、脂肪酸或其它有机溶剂中。在金属加工工业中用于配制金属切削液；在纺织工业中作化纤油剂组分，具有乳化和抗静电性能；制药业中，用作乳化剂，用于制造搽剂、乳膏剂、乳剂等；油墨业中作脱墨剂，具有分散、乳化、捕集等作用；作原油脱水的破乳剂，具有良好的乳化、增溶作用，加之具有无毒、无刺激性、易降解等绿色表面活性剂的特点，在日化、医药、农药、纺织、食品、采油等领域得到广泛应用。
[0003]目前国内合成蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚采用碱催化工艺，生产出的产品存在粘度高、颜色深、不透明、理化指标达不到国外同类产品水平等问题，因此只能用于采油、纺织等要求低的行业，而不能用于日化、医药等要求高的行业。虽然也有报道用三氟化硼作催化剂，但只限于少量环氧乙烷加成。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种工艺合理，反应条件温和，对设备要求低，且收率高，环境友好的蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制备方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制备方法，其特征在于以蓖麻油和环氧乙烷、环氧丙烷为原料，在自制的Mg-Al催化剂的存在下进行缩合反应制得。其制备步骤如下:
I)将蓖麻油与Mg-Al催化剂投入反应釜中，开启搅拌，升温至80~120°C，保持反应釜温度80~120°C，真空脱水1~3小时。
[0006]2)脱水完毕，继续升温至110~180°C，保持反应温度110~180°C，开始加环氧乙烷，1~5小时加完；加料完毕，保持熟化温度为110~180°C，熟化时间为1~5小时。
[0007]3)添加环氧丙烷，并控制环氧丙烷在3~10小时加完；加料完毕，在熟化温度为110~180°C状态下，保持熟化时间为3~10小时。
[0008]4)熟化完毕，降温至80~120°C，保持反应釜温度80~120°C真空脱气，真空脱气时间0.5-3小时；再降温至40~80°C，放料。
[0009]进一步的，作为优选:
所述蓖麻油和环氧乙烷、环氧丙烷的摩尔比为1:2~70:1~40。
[0010]所述的Mg-Al催化剂是由硝酸镁、硝酸铝混配而成的，该Mg-Al催化剂的加入量为蓖麻油、环氧乙烷、环氧丙烷质量之和的0.05-0.2%。
[0011]所述步骤I)中，反应釜脱水温度优选为100~110°C。
[0012]所述步骤2)中，熟化温度优选为140~160°C，熟化时间优选为1~2小时。
[0013]所述步骤3)中，需先将温度降至90_110°C，并在该温度下加入环氧丙烷，待环氧丙烷添加完毕后，再升温至110_18(TC，进行二段熟化，作为优选，该二段熟化温度为110-120°C，熟化时间为3-5小时。
[0014]本发明的工作原理及有益效果如下:
I)本申请中，蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成主要分为四个工序，使用自制的Mg-Al催化剂，熟化分为一段熟化和两段熟化，并分别在不同的温度下添加环氧乙烷和环氧丙烷，且环氧乙烷要早于环氧丙烷添加，环氧乙烷的添加温度较环氧丙烷的添加温度高，待添加完毕后，再将温度调整至熟化温度，分别进行一段熟化和二段熟化，从而确保了在整体反应过程中，反应条件温和，且收率高，合成的蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚品质均一、无杂质生成。
[0015]2)本申请中，由于合成过程中会产生一定的反应热，而不同的高聚物其反应热也不同，其中，熟化过程的稳定与否是产品色泽度、质量均一度的关键影响因素之一，因此，本申请中，环氧乙烷和环氧丙烷的添加时间有所延长，其中，环氧丙烷较环氧乙烷的性质不同，故环氧乙烷的添加时间较短，而添加温度较高；而环氧丙烷的添加温度较低，添加时间较长，避免出现反应不匀的现象，从而确保成品蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚色泽浅，透明度尚O
[0016]3)本申请中，脱水的温度控制在水的沸点即100°C以上，最大程度的脱除原料中的水分，避免水分带入所引起的反应不稳定；而熟化完毕后，脱气则将温度控制在80-120°C，该温度低于二段熟化温度(110-120°C )，并与二段熟化温度差距不突出，再进一步将温度降至40-80°C，从二段熟化到出料之间以阶梯式降温模式，逐级进行脱气和出料，最大程度保证反应的平稳进行，避免因前处理和后处理的不当所引起的品质损伤。
[0017]本发明通过对聚醚产品合成方法的分析比较，经优化设计及反复试验研究，合理确定了反应路线，控制原料配比、催化剂用量、聚合反应温度、时间等工艺参数和条件，并使用自制的Mg-Al催化剂，制备出的蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚色泽浅，外观透明，理化指标优异，配伍性能强，可调控分子量的范围大，可用于日化、医药等要求高的行业。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
在反应釜中加入900g蓖麻油和2.6g Mg-Al催化剂，升温到110°C，真空脱水I小时后，加入环氧乙烷85g，在140°C反应完全后，降温到100°C，加入环氧丙烷55g，在120°C反应完全后，降温到90°C脱气，再降温到80°C出料；其中，本实施例中，Mg-Al催化剂由硝酸镁、硝酸铝按摩尔比3:1构成。
[0019]实施例2
在反应釜中加入200g蓖麻油和2.8g Mg-Al催化剂，升温到120°C，真空脱水I小时后，加入环氧乙烷660g，在150°C反应完全后，降温到100°C，加入环氧丙烷500g，在115°C反应完全后，降温到90°C脱气，再降温到80°C出料；其中，本实施例中，Mg-Al催化剂由硝酸镁、硝酸铝按摩尔比3:1构成。
[0020]实施例3
在反应釜中加入400g蓖麻油和3.0g Mg-Al催化剂，升温到115°C，真空脱水I小时后，加入环氧乙烷565g，在160°C反应完全后，降温到100°C，加入环氧丙烷620g，在115°C反应完全后，降温到90°C脱气，再降温到80°C出料；其中，本实施例中，Mg-Al催化剂由硝酸镁、硝酸铝按摩尔比3:1构成。
[0021]实施例4
在反应釜中加入900g蓖麻油和2.6g Mg-Al催化剂，升温到110°C，真空脱水3小时后，加入环氧乙烷85g，在140°C反应完全后，降温到90°C，加入环氧丙烷55g，再升温至110°C反应完全后，降温到80°C脱气，再降温到40°C出料；其中，本实施例中，Mg-Al催化剂由硝酸镁、硝酸铝按摩尔比2:1构成。
[0022]实施例5
在反应釜中加入200g蓖麻油和2.8g Mg-Al催化剂，升温到120°C，真空脱水2小时后，加入环氧乙烷660g，在160°C反应完全后，降温到110°C，加入环氧丙烷500g，再升温至120 °C反应完全后，降温到120 °C脱气，再降温到40°C出料；其中，本实施例中，Mg-Al催化剂由硝酸镁、硝酸铝按摩尔比4:1构成。
[0023]实施例6
在反应釜中加入400g蓖麻油和3.0g Mg-Al催化剂，升温到115°C，真空脱水3小时后，加入环氧乙烷565g，在150°C反应完全后，降温到110°C，加入环氧丙烷620g，保持在110°C反应完全后，降温到80°C脱气，再降温到60°C出料；其中，本实施例中，Mg-Al催化剂由硝酸镁、硝酸铝按摩尔比1:1构成。
[0024]实施例7
在反应釜中加入900g蓖麻油和2.6g Mg-Al催化剂，升温到110°C，真空脱水2小时后，加入环氧乙烷85g，在150°C反应完全后，降温到90°C，加入环氧丙烷55g，再升温至110°C反应完全后，降温到80°C脱气，再降温到60°C出料；其中，本实施例中，Mg-Al催化剂由硝酸镁、硝酸铝按摩尔比5:1构成。
[0025]上述实施例中，蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成主要分为脱水、熟化和脱气、出料四个工序，其中的熟化分为添加环氧乙烷的一段熟化和添加环氧丙烷的二段熟化，环氧乙烷的添加时间较短，而添加温度较高；而环氧丙烷的添加温度较低，添加时间较长，避免出现反应不匀的现象，从而确保在整体反应过程中，反应条件温和，且收率高，合成的蓖麻油聚氧乙稀聚氧丙稀醚品质均一、无杂质生成，上述7个实施例中，成品蓖麻油聚氧乙稀聚氧丙烯醚色泽浅，本发明产品外观为淡黄色，其它同类产品外观为黄色或深黄色；透明度高，本发明产品浊度小于10NTU，澄清透明且长期放置不分层；理化指标优异，运动粘度(mm2/s, 25°C)较同类型产品低20~30%，配伍性能强，可用于日化、医药等要求高的行业。
[0026]以上内容是结合本发明的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种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、环氧乙烷、环氧丙烷，蓖麻油、环氧乙烷、环氧丙烷的摩尔比为1:(2-70):(1-40)，上述原料按照如下步骤进行反应:1)脱水:蓖麻油中加入Mg-Al催化剂，搅拌升温至80-120°C，真空脱水1-3小时；2) —段熟化:升温至110-180°C，加入环氧乙烷，并控制其添加时间为1-5小时，环氧乙烷添加完毕后，保持温度在110-180°C，熟化1-5小时；3) 二段熟化:加入环氧丙烷，并控制添加时间为3-10小时，环氧丙烷添加完毕后，于110-180°C，熟化3-10小时；4)脱气:降温至80-120°C，真空脱气0.5-3小时后，降温至40-80°C，出料得成品蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚。2.如权利要求1所述的一种蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法，其特征在于:步骤I)中，所述的脱水温度为100-120°C。3.如权利要求1所述的一种蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法，其特征在于:步骤2)中，所述的一段熟化温度为140-160°C，一段熟化时间为1-2小时。4.如权利要求1所述的一种蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法，其特征在于:步骤3)中，环氧丙烷的添加温度为90-110°C，待环氧丙烷添加完毕后，再将温度升至110-180 °C进行二段熟化。5.如权利要求1或4所述的一种蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法，其特征在于:步骤3)中，所述的二段熟化温度为110-120°C，二段熟化时间3-5小时。6.如权利要求1所述的一种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催化剂由硝酸镁、硝酸铝按摩尔比1-5:1构成，其添加量为蓖麻油、环氧乙烷、环氧丙烷质量之和的0.05-0.2%。
【专利摘要】本发明涉及一种蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成方法，属有机化合物的合成技术领域。原料由蓖麻油、环氧乙烷、环氧丙烷，蓖麻油中加入Mg-Al催化剂，真空脱水1-3小时；加入环氧乙烷，保持温度在110-180℃，熟化1-5小时再加入环氧丙烷，于110-180℃下熟化3-10小时；降温至80-120℃，真空脱气0.5-3小时后，降温至40-80℃，出料得成品蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚。将本发明应用于蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚的合成，具有色泽浅、外观透明、理化指标优异、配伍性能强、分子量调控范围大等优点，可用于日化、医药等要求高的行业。
【IPC分类】C08G65/26
【公开号】CN105085898
【申请号】CN201510491084
【发明人】高洪军, 金一丰, 万庆梅, 糜泽锋
【申请人】浙江皇马科技股份有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月12日