一種無(wú)溶劑常壓合成乙二醇硬脂酸雙酯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種無(wú)溶劑常壓合成乙二醇硬脂酸雙醋的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 乙二醇硬脂酸醋是一種非離子表面活性劑，是正在逐步商品化的表面活性劑品 種的后起之秀，它不僅具有表面活性高、無(wú)毒、無(wú)刺激、使用安全等特點(diǎn)，又由于它的低發(fā) 泡性和高乳化性，常用做乳化劑、分散劑、增溶劑、潤(rùn)滑劑、柔軟劑、消泡劑、抗靜電劑、珠光 劑等。在日用化工、金屬、纖維加工和各種乳液類化妝品、洗涂劑、藥物生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng) 用。
[0003] 目前國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)工藝大多W硬脂酸或脂肪酸和乙二醇為原料用濃硫酸催化醋 化法生產(chǎn)乙二醇硬脂酸醋。該方法產(chǎn)品色澤容易偏深，且設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，后處理復(fù)雜，同時(shí) 產(chǎn)生大量廢液污染環(huán)境，因而尋求新的合成技術(shù)日益受到關(guān)注與重視。近年來(lái)，隨著對(duì)乙 二醇硬脂酸醋研究的進(jìn)展，出現(xiàn)了不少新的合成工藝和新型催化劑，比如，有采用對(duì)甲苯橫 酸為該反應(yīng)的催化劑，采用較高真空度，反應(yīng)時(shí)間為6小時(shí)，所得到的產(chǎn)物的硬脂酸轉(zhuǎn)化率 高達(dá)98%;有采用娃鶴酸作為醋化催化劑，甲苯作脫水劑，.反應(yīng)時(shí)間化時(shí)，所制得產(chǎn)物的 醇羥基轉(zhuǎn)化率均大于98% ;有采用金屬氧化物為催化劑，反應(yīng)時(shí)間為4個(gè)小時(shí)，在此工藝條 件下硬脂酸的轉(zhuǎn)化率達(dá)到99. 98%等等，運(yùn)些方法各有其自身的特點(diǎn)，它們的開發(fā)，使乙二 醇硬脂酸醋合成技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，讓該技術(shù)更趨向于簡(jiǎn)單、高效、環(huán)保。但上述合成 技術(shù)也存在不足之處，反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)，對(duì)產(chǎn)物的色度有不同程度的影響；采用甲苯等有機(jī)溶 劑做帶水劑，對(duì)環(huán)境有不利影響，存在一定的環(huán)境污染和回收成本問(wèn)題；采用娃鶴酸做催化 劑，成本較高，給產(chǎn)品的推廣應(yīng)用帶來(lái)較大壓力；采用高真空合成，使生產(chǎn)能耗增加，產(chǎn)品成 本提高，也要影響產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的技術(shù)先進(jìn)性在于提供一種無(wú)帶水劑、無(wú)需真空或加壓、高效合成反應(yīng)制 備乙二醇硬脂酸雙醋的方法，W避免上述技術(shù)的不足之處，使得其合成過(guò)程更環(huán)保更安全 更高效。
[0005] 本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：無(wú)帶水劑高效合成乙二醇硬脂酸雙 醋，其方法為： 1. 一種無(wú)溶劑常壓合成乙二醇硬脂酸雙醋的方法，其特征在于： a按比例稱取定量硬脂酸、乙二醇置于反應(yīng)器中，然后再加入催化劑； b加熱該反應(yīng)器，使反應(yīng)物料在230~260°C溫度下保溫反應(yīng)2到4小時(shí)； C取樣測(cè)定試樣的酸值，按照GB/T9104-2008標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定其酸值（m巧OH/g);取產(chǎn)物試 樣分析：電子天平稱重，按照GB/T9104-2008標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定其酸值（m巧OH/g)，按下式計(jì)算其轉(zhuǎn) 化率佩為：
d當(dāng)試樣的酸值在6m巧OH/g W下時(shí)，即可停止反應(yīng)，過(guò)濾得到產(chǎn)品乙二醇硬脂酸雙 醋。
[0006] 本發(fā)明所述的加熱方法為：快速升溫加熱反應(yīng)物料，使其實(shí)際溫度在230°C及其 社； 本發(fā)明所述的加熱溫度為：加熱反應(yīng)物料實(shí)際溫度在230~260°C，W不超過(guò)260°C為 宜，否則易引起物料產(chǎn)物顏色加深； 本發(fā)明所述的反應(yīng)時(shí)間為：反應(yīng)時(shí)間不宜太短，宜控制在2到4小時(shí)范圍內(nèi)，否則反 應(yīng)時(shí)間不夠，產(chǎn)物酸值偏高，殘余酸較多，影響產(chǎn)品質(zhì)量；反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易產(chǎn)生氧化副反 應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)物色澤加深； 本發(fā)明所述的原材料硬脂酸可選工業(yè)級(jí)硬脂酸或分析級(jí)硬脂酸； 本發(fā)明所述的原材料乙二醇可選工業(yè)級(jí)乙二醇或分析級(jí)乙二醇； 本發(fā)明所述的催化劑為固體酸催化劑； 本發(fā)明所述的催化劑用量為：1%~5% (W硬脂酸重量計(jì)）； 本發(fā)明所述的原材料比例為：硬脂酸與乙二醇的摩爾比為1:0. 5~0. 9 ; 本發(fā)明所述的采用該合成方法所得到的產(chǎn)物的酸值接近5或5 W下，其酸轉(zhuǎn)化率可W 達(dá)到97% W上。
[0007] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下優(yōu)點(diǎn)和效果： 無(wú)需添加帶水劑，避免了有機(jī)溶劑帶來(lái)的毒性、環(huán)境污染、回收成本等問(wèn)題，簡(jiǎn)化了工 藝過(guò)程，使合成反應(yīng)操作更方便可行； 采用硅膠負(fù)載高效固體酸催化劑，使醋化反應(yīng)較為完全，產(chǎn)物的酸轉(zhuǎn)化率高，可化合成 得到高品質(zhì)乙二醇硬脂酸雙醋； 無(wú)需抽真空或通氮?dú)饧訅悍磻?yīng)，不增加產(chǎn)品的過(guò)氧化值，沒(méi)有硫和重金屬污染，運(yùn)行成 本低、無(wú)煉耗，安全環(huán)保節(jié)能。
[0008] 本發(fā)明合成工藝簡(jiǎn)單，原材料為市場(chǎng)上的普通穩(wěn)定化工材料，無(wú)原材料緊缺問(wèn) 題； 本發(fā)明所提供的技術(shù)不僅適用于乙二醇硬脂酸雙醋，也適用于乙二醇月桂酸雙醋、乙 二醇棟桐酸雙醋、乙二醇花生酸雙醋、乙二醇山齋酸雙醋等系列乙二醇脂肪酸雙醋，具有廣 闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 通過(guò)W下實(shí)施例對(duì)無(wú)溶劑常壓法合成乙二醇硬脂酸雙醋技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明， W下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于W下實(shí)施例。
[0010] 實(shí)施例1 : 硬脂酸 142 g 乙二醇 23. 3 g 固體酸催化劑 2. 13 g 反應(yīng)溫度 230~260 °C 反應(yīng)時(shí)間 3 hr 產(chǎn)物酸值 4. 33 m巧OH/g 產(chǎn)物酸轉(zhuǎn)化率 99. 38 %。
[0011] 實(shí)施例2: 硬脂酸 298 g 乙二醇 48. 8 g 固體酸催化劑 2. 4 g 反應(yīng)溫度 260~268 °C 反應(yīng)時(shí)間 2. 5 hr 產(chǎn)物酸值 5. 31 m巧OH/g 產(chǎn)物酸轉(zhuǎn)化率 97. 42 %。
[001引 實(shí)施例3: 硬脂酸 284 g 乙二醇 46. 5 g 固體酸催化劑 4. 3 g 反應(yīng)溫度 230~260°C 反應(yīng)時(shí)間 2. 5 hr 產(chǎn)物酸值 5. 72 m巧OH/g 產(chǎn)物酸轉(zhuǎn)化率 97. 22 %。
[0013] 上述實(shí)施例操作過(guò)程如下： 按比例稱取定量硬脂酸，乙二醇，固體酸催化劑等于1000 ml四口燒瓶反應(yīng)器中，該燒 瓶置于加熱套內(nèi)； 在該燒瓶四個(gè)出口上分別連接回流冷凝管、玻璃溫度計(jì)套管、分水器、可調(diào)直通管等； 加熱該反應(yīng)器，設(shè)定初始加熱溫度為230°C，視反應(yīng)情況調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度； 在230~260°C溫度下保溫反應(yīng)4小時(shí)； 取樣測(cè)定試樣的酸值，按照GB/T9104-2008標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定其酸值（m巧OH/g); 對(duì)于乙二醇硬脂酸雙醋，當(dāng)試樣的酸值在5m巧OH/g W下時(shí)，即可停止反應(yīng)，過(guò)濾得到 產(chǎn)品； 取產(chǎn)物試樣分析：電子天平稱重，按照GB/T9104-2008標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定其酸值（m巧OH/g)，按 下式計(jì)算其轉(zhuǎn) 化率佩為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種無(wú)溶劑常壓合成乙二醇硬脂酸雙酯的方法，其特征在于： a按比例稱取定量硬脂酸、乙二醇置于反應(yīng)器中，然后再加入催化劑；b加熱該反應(yīng)器，使反應(yīng)物料在230~260°C溫度下保溫反應(yīng)2到4小時(shí)； c取樣測(cè)定試樣的酸值，按照GB/T9104-2008標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定其酸值（mgKOH/g);取產(chǎn)物試 樣分析：電子天平稱重，按照GB/T9104-2008標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定其酸值（mgKOH/g)，按下式計(jì)算其轉(zhuǎn) 化率（Q)為d當(dāng)試樣的酸值在6mgK0H/g以下時(shí)，即可停止反應(yīng)，過(guò)濾得到產(chǎn)品乙二醇硬脂酸雙 酯。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟a中硬脂酸與乙二醇的摩爾比 為1:0. 5~1: 0· 9〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述硬脂酸包括工業(yè)級(jí)硬脂酸和分析級(jí) 硬脂酸。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述乙二醇包括工業(yè)級(jí)乙二醇和分析級(jí) 乙二醇。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟a中催化劑用量以硬脂酸重量 計(jì)，為1%~5%。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于：所述的催化劑為固體酸催化劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：采用該合成方法所得到的產(chǎn)物的酸值接 近5或5以下，其酸轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到97%以上。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種無(wú)溶劑常壓高效合成乙二醇硬脂酸雙酯方法。該乙二醇硬脂酸雙酯在固體酸性催化劑存在下，由乙二醇和硬脂酸為原材料，在一定的工藝條件下制得乙二醇硬脂酸雙酯。本發(fā)明可以在無(wú)溶劑常壓條件下高效合成出乙二醇硬脂酸雙酯產(chǎn)品，其產(chǎn)品酸值最低可以達(dá)到5以下，其產(chǎn)物的酸轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到97%以上。工藝簡(jiǎn)單高效，操作方便可行，安全環(huán)保，無(wú)溶劑的毒性污染和回收問(wèn)題，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】C07C67/08, C07C69/28
【公開號(hào)】CN105294432
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510593608
【發(fā)明人】李勇, 任春華, 蔣英, 蔣弟勇, 戴志謙
【申請(qǐng)人】四川瀘天化股份有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年9月18日