CN106117167A - 脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，脱水山梨醇单硬脂酸酯包括山梨醇、硬脂酸、酸性催化剂以及碱性催化剂，制备方法包括如下步骤：步骤一：将山梨醇、硬脂酸、酸性催化剂以及碱性催化剂放入反应釜中，升温至140～180℃，反应时间为2‑4h；步骤二：提高反应釜中温度至180‑240℃，继续进行反应，反应时间为5‑6h，得混合物A；步骤三：对混合物A进行测酸值，当混合物A的酸值不大于10mgKOH/g时，降温，即得脱水山梨醇单硬脂酸酯；当混合物A的酸值大于10mgKOH/g时，转至步骤二。本发明提供的脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，实现一步法制备脱水山梨醇单硬脂酸酯，还避免了山梨醇分子间的醚化，从而实现无胶质产生，具有意想不到的效果。

Description

脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法

技术领域

本公开一般涉及非离子型表面活性剂技术领域，具体涉及乳化剂，尤其涉及脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法。

背景技术

表面活性剂是一种具有特殊结构和性质的有机化合物，它们能明显地改变两相间的界面张力或液体(一般为水)的表面张力，具有润湿﹑起泡﹑乳化﹑洗涤等性能。表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂，其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。其中，非离子作为在水溶液中不产生离子的表面活性剂，在水中的溶解度随温度升高而降低。非离子表面活性剂具有良好的洗涤、分散、乳化、起泡、润湿、增溶、抗静电、匀染、防腐蚀、杀菌和保护胶体等多种性能，使用广泛，市场前景较好。

脱水山梨醇单硬脂酸酯(在本领域中常称为S-60)作为非离子表面活性剂的代表，具有优异的乳化、分散性能、加之无毒、无刺激性、低挥发和无不愉快气味、临界胶束浓度较高和胶束自由能较低等特点，被广泛地运用在医药、化妆品、纺织、油漆、炸药行业乳化剂，亦可作纺织品油剂，石油深井加重泥浆中作乳化剂，油漆工业作分散剂，石油产品中用作助溶剂和防锈剂。在现有制备脱水山梨醇单硬脂酸酯的工艺中，一般为采用多步骤的方法，具体为：第一步，将山梨醇先与醚化催化剂反应；第二步，加入硬脂酸和碱性催化剂进行反应，最后获得脱水山梨醇单硬脂酸酯。但上述制备工艺繁琐，需要工作人员对其长期监视，及时发现第一步中的反应结束，然后进行第二步操作，得脱水山梨醇单硬脂酸酯。在制备过程中，由于山梨醇在醚化过程中会出现分子间的醚化，从而形成大分子的脱水山梨醇，即胶质，胶质对脱水山梨醇单硬脂酸酯的使用存在影响，例如导致含有脱水山梨醇单硬脂酸酯制成的油品在燃烧时胶质易形成废渣，引起机器磨损和堵塞等情况的出现。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种一步制备且无胶质出现的脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法。

本发明提供一种脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，脱水山梨醇单硬脂酸酯包括山梨醇、硬脂酸、酸性催化剂以及碱性催化剂，制备方法包括如下步骤：

步骤一：将山梨醇、硬脂酸、酸性催化剂以及碱性催化剂放入反应釜中，升温至140～180℃，反应时间为2-4h；

步骤二：提高反应釜中温度至180-240℃，继续进行反应，反应时间为5-6h，得混合物A；

步骤三：对混合物A进行测酸值，当混合物A的酸值不大于10mgKOH/g时，降温，即得脱水山梨醇单硬脂酸酯；当混合物A的酸值大于10mgKOH/g时，转至步骤二。

本发明提供的脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，通过在山梨醇、硬脂酸中加入酸性催化剂和碱性催化剂，并将山梨醇、硬脂酸、碱性催化剂与酸性催化一起放入反应釜中进行反应，在不同的而温度进行醚化与酯化的反应，得脱水山梨醇单硬脂酸酯，从而实现一步法制备脱水山梨醇单硬脂酸酯。此外，还避免了山梨醇分子间的醚化，从而实现无胶质产生，具有意想不到的效果，提高了脱水山梨醇单硬脂酸酯的品质。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的脱水山梨醇单硬脂酸酯制备方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

请参考图1，本发明提供一种脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，脱水山梨醇单硬脂酸酯包括山梨醇、硬脂酸、酸性催化剂以及碱性催化剂，制备方法包括如下步骤：

步骤一：将山梨醇、硬脂酸、酸性催化剂以及碱性催化剂放入反应釜中，升温至140℃，反应时间为2h；

步骤二：提高反应釜中温度至180℃，继续进行反应，反应时间为5h，得混合物A；

步骤三：对混合物A进行测酸值，当混合物A的酸值不大于10mgKOH/g时，降温，即得脱水山梨醇单硬脂酸酯；当混合物A的酸值大于10mgKOH/g时，转至步骤二。

其中，山梨醇与硬脂酸的摩尔质量比1：1.2，酸性催化剂为山梨醇和硬脂酸重量之和的0.1％，酸性催化剂为98％浓度的浓硫酸和甲基磺酸，且两者之间重量比例为1：2，碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾，且两者之间重量比例为1：1。

另外，当本实施例中在山梨醇、硬脂酸与酸性催化和碱性催化剂反应后，当反应釜中温度为140～180℃时，反应釜内发生醚化反应，当反应釜中温度为180～240℃时，反应釜内发生酯化反应，其中180℃时可理解为醚化反应结束，酯化反应开始。反应釜内发生醚化反应对形成的混合物A进行测酸值，当混合物A的酸值大于10mgKOH/g时，继续在反应釜中进行酯化反应，待反应时间为0.25-1h后，再进行测酸值，直至混合物A的酸值不大于10mgKOH/g时，降温，即得脱水山梨醇单硬脂酸酯。这里待反应时间优选为0.25-1h，具体时间可根据生产实际情况进行调整。

本实施例制备出的脱水山梨醇单硬脂酸酯呈黄色蜡状固体状，羟值为60KOH/g、皂化值为170mgKOH/g，且没有胶质出现。

实施例2

请参考图1，本发明提供一种脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，脱水山梨醇单硬脂酸酯包括山梨醇、硬脂酸、酸性催化剂以及碱性催化剂，制备方法包括如下步骤：

步骤一：将山梨醇、硬脂酸、酸性催化剂以及碱性催化剂放入反应釜中，升温至150℃，反应时间为2.5h；

步骤二：提高反应釜中温度至200℃，继续进行反应，反应时间为5.5h，得混合物A；

步骤三：对混合物A进行测酸值，当混合物A的酸值不大于10mgKOH/g时，降温，即得脱水山梨醇单硬脂酸酯；当混合物A的酸值大于10mgKOH/g时，转至步骤二。

其中，山梨醇与硬脂酸的摩尔质量比1：1.4，酸性催化剂为山梨醇和硬脂酸重量之和的0.3％，酸性催化剂为甲基磺酸、磷酸、亚磷酸，且三者之间重量比例为1：2：1，碱性催化剂为甲醇钠、甲醇钾，且两者之间重量比例为1：2。

另外，当本实施例中在山梨醇、硬脂酸与酸性催化和碱性催化剂反应后，当反应釜中温度为140～180℃时，反应釜内发生醚化反应，当反应釜中温度为180～240℃时，反应釜内发生酯化反应，其中180℃时可理解为醚化反应结束，酯化反应开始。反应釜内发生醚化反应对形成的混合物A进行测酸值，当混合物A的酸值大于10mgKOH/g时，继续在反应釜中进行酯化反应，待反应时间为0.25-1h后，再进行测酸值，直至混合物A的酸值不大于10mgKOH/g时，降温，即得脱水山梨醇单硬脂酸酯。这里待反应时间优选为0.25-1h，具体时间可根据生产实际情况进行调整。

本实施例制备出的脱水山梨醇单硬脂酸酯呈黄色蜡状固体状，羟值为69KOH/g、皂化值为181mgKOH/g，且没有胶质出现。

实施例3

请参考图1，本发明提供一种脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，脱水山梨醇单硬脂酸酯包括山梨醇、硬脂酸、酸性催化剂以及碱性催化剂，制备方法包括如下步骤：

步骤一：将山梨醇、硬脂酸、酸性催化剂以及碱性催化剂放入反应釜中，升温至160℃，反应时间为3h；

步骤二：提高反应釜中温度至220℃，继续进行反应，反应时间为6h，得混合物A；

步骤三：对混合物A进行测酸值，当混合物A的酸值不大于10mgKOH/g时，降温，即得脱水山梨醇单硬脂酸酯；当混合物A的酸值大于10mgKOH/g时，转至步骤二。

其中，山梨醇与硬脂酸的摩尔质量比1：1.6，酸性催化剂为山梨醇和硬脂酸重量之和的0.5％，酸性催化剂为浓硫酸、甲基磺酸、次磷酸，且三者之间重量比例为1：3：2，碱性催化剂为甲醇钾和碳酸氢钠，且两者之间重量比例为2：1.5。

另外，当本实施例中在山梨醇、硬脂酸与酸性催化和碱性催化剂反应后，当反应釜中温度为140～180℃时，反应釜内发生醚化反应，当反应釜中温度为180～240℃时，反应釜内发生酯化反应，其中180℃时可理解为醚化反应结束，酯化反应开始。反应釜内发生醚化反应对形成的混合物A进行测酸值，当混合物A的酸值大于10mgKOH/g时，继续在反应釜中进行酯化反应，待反应时间为0.25-1h后，再进行测酸值，直至混合物A的酸值不大于10mgKOH/g时，降温，即得脱水山梨醇单硬脂酸酯。这里待反应时间优选为0.25-1h，具体时间可根据生产实际情况进行调整。

本实施例制备出的脱水山梨醇单硬脂酸酯呈黄色蜡状固体状，羟值为73KOH/g、皂化值为190mgKOH/g，且没有胶质出现。

实施例4

请参考图1，本发明提供一种脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，脱水山梨醇单硬脂酸酯包括山梨醇、硬脂酸、酸性催化剂以及碱性催化剂，制备方法包括如下步骤：

步骤一：将山梨醇、硬脂酸、酸性催化剂以及碱性催化剂放入反应釜中，升温至180℃，反应时间为4h；

步骤二：提高反应釜中温度至240℃，继续进行反应，反应时间为6h，得混合物A；

步骤三：对混合物A进行测酸值，当混合物A的酸值不大于10mgKOH/g时，降温，即得脱水山梨醇单硬脂酸酯；当混合物A的酸值大于10mgKOH/g时，转至步骤二。

其中，山梨醇与硬脂酸的摩尔质量比1：1.8，酸性催化剂为山梨醇和硬脂酸重量之和的0.7％，酸性催化剂为98％浓度的浓硫酸、次磷酸，且二者之间重量比例为1：4，碱性催化剂为氢氧化钾和碳酸氢钠，且两者之间重量比例为1.5：1。

另外，当本实施例中在山梨醇、硬脂酸与酸性催化和碱性催化剂反应后，当反应釜中温度为140～180℃时，反应釜内发生醚化反应，当反应釜中温度为180～240℃时，反应釜内发生酯化反应，其中180℃时可理解为醚化反应结束，酯化反应开始。反应釜内发生醚化反应对形成的混合物A进行测酸值，当混合物A的酸值大于10mgKOH/g时，继续在反应釜中进行酯化反应，待反应时间为0.25-1h后，再进行测酸值，直至混合物A的酸值不大于10mgKOH/g时，降温，即得脱水山梨醇单硬脂酸酯。这里待反应时间优选为0.25-1h，具体时间可根据生产实际情况进行调整。

本实施例制备出的脱水山梨醇单硬脂酸酯呈黄色蜡状固体状，羟值为80KOH/g、皂化值为179mgKOH/g，且没有胶质出现。

上述实施例1-4制备出的脱水山梨醇单硬脂酸酯皆呈黄色蜡状固体状，羟值为60～80KOH/g、皂化值为170～190mgKOH/g，且没有胶质出现。

综上所述，在上述实施例1-4中，通过在山梨醇、硬脂酸中加入酸性催化剂和碱性催化剂，并将山梨醇、硬脂酸、碱性催化剂与酸性催化一起放入反应釜中进行反应，在不同的而温度进行醚化与酯化的反应，得脱水山梨醇单硬脂酸酯，从而实现一步法制备脱水山梨醇单硬脂酸酯。此外，还避免了山梨醇分子间的醚化，从而实现无胶质产生，具有意想不到的效果，提高了脱水山梨醇单硬脂酸酯的品质。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，其特征在于，所述脱水山梨醇单硬脂酸酯包括山梨醇、硬脂酸、酸性催化剂以及碱性催化剂，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一：将所述山梨醇、硬脂酸、酸性催化剂以及碱性催化剂放入反应釜中，升温至140～180℃，反应时间为2-4h；

步骤二：提高反应釜中温度至180-240℃，继续进行反应，反应时间为5-6h，得混合物A；

步骤三：对所述混合物A进行测酸值，当所述混合物A的酸值不大于10mgKOH/g时，降温，即得所述脱水山梨醇单硬脂酸酯；当所述混合物A的酸值大于10mgKOH/g时，转至步骤二。

2.根据权利要求1所述的脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，其特征在于，所述山梨醇与所述硬脂酸的摩尔质量比1：(1.2～1.8)，所述酸性催化剂为所述山梨醇和所述硬脂酸重量之和的0.1％～0.5％，所述碱性催化剂为所述山梨醇和所述硬脂酸重量之和的0.2％～0.7％。

3.根据权利要求1所述的脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，其特征在于，所述脱水山梨醇单硬脂酸酯呈黄色蜡状固体状。

4.根据权利要求1所述的脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，其特征在于，所述脱水山梨醇单硬脂酸酯的羟值为60～80mgKOH/g。

5.根据权利要求1所述的脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，其特征在于，所述脱水山梨醇单硬脂酸酯的皂化值为170～190mgKOH/g。

6.根据权利要求1所述的脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的温度为160℃，所述步骤二中的温度为220℃。

7.根据权利要求1所述的脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，其特征在于，所述酸性催化剂包括98％浓度的浓硫酸、甲基磺酸、磷酸、亚磷酸、次磷酸中一中或者几种的混合。

8.根据权利要求1所述的脱水山梨醇单硬脂酸酯的制备方法，其特征在于，所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾和碳酸氢钠中的一种或者多种的混合。