[发明专利]一种山梨醇聚氧乙烯醚妥尔油酸酯的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种山梨醇聚氧乙烯醚妥尔油酸酯的合成方法，属有机化学中酯类化合物的合成技术领域，还涉及到环氧乙烷聚合反应。

背景技术

山梨醇聚氧乙烯醚妥尔油酸酯是一种高亲水性的(HLB)的非离子表面活性剂，主要用作水包油型的(O/W)的乳化剂、水性分散剂、油乳化辅剂，应用于工业涂料、装饰涂料、醇酸树脂和金属加工等领域。失水山梨醇脂肪酸酯的合成方法报道较多，CN1228774A介绍了一种用山梨醇与脂肪酸直接合成失水山梨醇脂肪酸酯，再与烯化氧反应制备衍生物山梨醇脂肪酸酯。专利CN1420877A介绍了用碱做催化剂，不用大量漂白剂或有机溶剂的直接酯化工艺，生产山梨醇脂肪酸酯。而山梨醇聚氧乙烯醚妥尔油酸酯报道则较少。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种山梨醇聚氧乙烯醚妥尔油酸酯的合成方法，具有操作简单，使用性能好的特点。

本发明为一种山梨醇聚氧乙烯醚妥尔油酸酯的合成方法，所述原料山梨醇、环氧乙烷、妥尔油酸为市售普通原料，山梨醇为市售固体山梨醇或70％的山梨醇水溶液。所述山梨醇聚氧乙烯醚具有以下通式：

注：a+b+c+d+e+f＝n    n为20～50

所述山梨醇聚氧乙烯醚妥尔油酸酯为黄色液体。具有以下通式：

注：a+b+c+d+e+f＝20～50，M＝H或RCO

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种山梨醇聚氧乙烯醚妥尔油酸酯的合成方法，以山梨醇、环氧乙烷为原料，在一定温度和碱催化剂下聚合而成山梨醇聚氧乙烯醚，然后再以山梨醇聚氧乙烯醚、妥尔油酸为原料，在有机酸催化剂的作用下，先在低温下进行脱水缩合反应，使活性高的羟基先跟羧基反应完全，再升温反应，制得山梨醇聚氧乙烯醚妥尔油酸酯。

所述的山梨醇和环氧乙烷的摩尔比为1∶20～50。

所述的碱催化剂为甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种。

所述的碱催化剂的加入量为山梨醇重量的0.1～1.0％。

所述的聚合反应的温度为130～180℃。

所述山梨醇聚氧乙烯醚和妥尔油酸的摩尔比可为1∶3.0～5.0。

所述的有机酸催化剂为十二烷基苯磺酸和对甲苯磺酸的混合物或对甲苯磺酸与次磷酸的混合物或十二烷基苯磺酸与次磷酸的混合物。

所述的有机酸催化剂的加入量为山梨醇聚氧乙烯醚和妥尔油酸总重量的0.2～1.0％。

所述的脱水缩合反应的反应时间为1～5小时。

所述的低温脱水缩合反应的反应温度为70～100℃，再升温反应温度为130～160℃。

本发明的有益效果为：1、生产过程反应条件温和，所用设备简单，从而使设备投资及能耗更为节省。2、采用有机酸催化剂作用下的脱水缩合反应，工艺简单，副反应少，能有效降低成本，提高得率。3、由本发明制得的山梨醇聚氧乙烯醚妥尔油酸酯是一种高亲水性的(HLB)的非离子表面活性剂，主要用作水包油型的(O/W)的乳化剂、水性分散剂、油乳化辅剂，应用于工业涂料、装饰涂料、醇酸树脂和金属加工等领域。

具体实施方式

下面实施例聚合反应都采用2升的搅拌式的高压反应釜，酯化反应采用1升的四口烧瓶，隔膜真空泵。山梨醇为70％的水溶液，妥尔油酸主要成分是十八烯酸，分子量289。

实施例1

本实施例中山梨醇聚氧乙烯醚(环氧乙烷加成数为20)与妥尔油酸的摩尔比为1∶3。

在反应釜中按重量加入370g70％的山梨醇和0.4g催化剂固体氢氧化钾，升温至120℃真空脱水，收集水，水量达到111.0g时结束脱水，升温到160℃，慢慢通入环氧乙烷1252.2g，聚合反应结束后，降温至80℃，加入0.4g醋酸中和，放料。在1升四口烧瓶里加入400g上述山梨醇聚氧乙烯醚(20)，加入327g妥尔油酸，搅拌下加入2.0g对甲苯磺酸和次磷酸的混合催化剂，逐渐升温，在80℃真空状态下，反应2小时，再升温，在温度150℃的反应条件下保温3小时，降温至60℃放料，色泽4号(加德纳)，酸值5.0mgKOH/g，羟值95.2mgKOH/g，

实施例2

本实施例中山梨醇聚氧乙烯醚(环氧乙烷加成数为20)与妥尔油酸的摩尔比为1∶5。