[发明专利]一种高聚合度聚甘油的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高聚合度聚甘油的制备方法，属于精细化工产品制备技术领域。

背景技术

聚甘油是指甘油的聚合物，结构上属于低分子量的多元醇线型聚醚。聚甘油的聚合度是指平均聚合度，也就是聚合度为2，3，··...N的甘油缩合物与它含量乘积的加和值，因此聚甘油是一种混合物，它的外观为浅黄色至黑褐色粘稠液体，与水互溶。聚甘油主要是由甘油直接制备。它在工业上具有广泛的用途，如在化妆品、洗涤剂、食品工业中直接作增稠剂、保湿剂等。

工业上合成聚甘油的原料主要有甘油和非甘油两类。非甘油合成路线包括：烯丙基醚法、1-氯-2-羟基丙烯基醚法、甘油缩丙酮法以及一氯丙二醇与环氧氯丙烷法。这些原料在反应时，一般都需在减压条件下进行，而且操作步骤较多，副产物多，生成的粗产物需要进行提纯，经过多步操作，也会降低产物的收率，一般不采用此法。从甘油出发合成聚甘油的方法主要有：甘油自身脱水法、甘油和环氧丙烷缩合法以及甘油和环氧氯丙烷缩合法。甘油的自身缩合可以酸或碱作为催化剂。酸作催化剂时，反应温度低，但存在反应时间长且需在真空条件下反应，产品色泽深、对设备要求高、副反应多等问题。碱催化，制取聚甘油的优点在于方法成熟、原料充足、价格低廉，反应时间短，对设备要求低，环状聚甘油含量低，但存在诸如反应温度高，产品色泽稍深，难得到高聚合度聚甘油的缺点。以甘油为原料，碱催化合成聚甘油，已有文献报道的的聚合度通常为2、3和4，而9聚以上的高聚合度聚甘油尚未见文献报道。现有的合成工艺难得到高聚合度的聚甘油，是因为合成中采用的是回流分水反应装置(有些还是密闭的)，用氮气及循环水真空泵对系统进行去氧操作，水不能及时排出反应体系，难发生高聚。

发明内容

针对现有聚合甘油制备方法的不足，本发明提供一种通入氮气带走反应产生的水，并且保护产物不被氧化，使甘油的自身缩合易于聚合的聚合度聚甘油的的制备方法。

本发明的技术方案是这样的：一种高聚合度聚甘油的制备方法，其特征在于，该方法是在反应器中加入反应底物甘油和甘油质量2～4％的碱性催化剂，在整个反应过程持续通入氮气至物料中带出反应产生的水，边搅拌边升温至260℃～280℃，恒温搅拌反应1～4h，停止加热后继续通入氮气至产品冷至120℃～150℃，得到了平均聚合度约为10～25的半固体聚甘油。

上述的一种制备高聚合度聚甘油的方法，其中，所述的碱性催化剂为氢氧化钠或者氢氧化钾。

上述的一种制备高聚合度聚甘油的方法，其中，所述的通入氮气流速应满足维持反应的正常进行且使物料不暴溅。

上述的一种制备高聚合度聚甘油的方法，其中，100mL的反应容器中所述的氮气流速为20～50mL/s。

上述的一种制备高聚合度聚甘油的方法，其中，所述的氮气出口处连接有冷凝回收装置。

进一步的，上述的一种聚甘油的制备方法，其中，该方法是在100mL反应器中加入反应底物甘油和甘油质量2～4％的碱性催化剂，先以20～25mL/s的流速向物料中通入氮气，氮气出口处连接有冷凝回收装置，边搅拌物料边升温至80℃～120℃，氮气的流速增大至25～40mL/s，并且持续通入氮气直到反应结束，增大氮气流速后搅拌升温至260℃～280℃，恒温搅拌反应1～4h后，停止加热后继续通氮气至产品冷至120℃～150℃，得到了平均聚合度约为10～25的半固体聚甘油。

与现有技术相比，本发明采用的技术方案，采用氮气通入物料中，它既可保护反应物、产物不被氧化，也有利于反应中生成的水及时排出，在反应的后期还有利于游离甘油的除去，产品的平均聚合度高，得到的聚甘油的平均聚合度为10～25。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明不仅限于此。

实施例1

在100mL的三口瓶中加入50g甘油和1gNaOH，先以20mL/s的流速向物料持续中通入氮气，氮气出口处连接有冷凝回收装置，用来收集气体带出的未反应的甘油，边搅拌边加热物料升温至80℃时，氮气的流速增大至30mL/s，并且持续通入氮气直到反应结束，使得氮气在流动过程中带出反应产生的水，并且保证产品不被氧化，使甘油的缩聚变得易于进行，增大氮气流速后再次升温至260℃，恒温搅拌反应2h后，停止加热后继续通氮气至产品冷至120℃左右，出料，测定羟值，到了平均聚合度约为14的半固体聚甘油，产品色泽为黄色，产率93.2％，聚甘油含量96.8％。所得产品的具体指标参见表1。

实施例2