一种绿色催化剂催化合成十二烷基磷酸酯制造技术

本发明专利技术涉及一种绿色催化剂催化合成十二烷基磷酸酯，通过这种方法可以显著提高产物中单十二烷基磷酸酯含量。本方法以十二醇和五氧化二磷为原料，利用单因素实验研究法考察催化剂用量、催化剂的负载量、反应时间、加入蒸馏水量、温度对反应产物中单酯含量的影响，从而找到提高单酯含量的最佳合成工艺条件。本发明专利技术制备的十二烷基磷酸酯单酯含量高，制备方法工艺简单，成本低。

Synthesis of Dodecyl Phosphate Catalyzed by a Green Catalyst

The invention relates to a green catalyst for catalytic synthesis of dodecyl phosphate, through which the content of monododecyl phosphate in the product can be significantly increased. Using dodecanol and phosphorus pentoxide as raw materials, the effects of catalyst dosage, catalyst loading, reaction time, amount of distilled water and temperature on the monoester content in the reaction products were investigated by single factor experiment, and the optimum synthetic conditions for increasing monoester content were found. The dodecyl phosphate monoester prepared by the invention has high content, simple preparation process and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种绿色催化剂催化合成十二烷基磷酸酯
本专利技术涉及一种绿色催化剂合成十二烷基磷酸酯技术，旨在提高反应物中单十二烷基磷酸酯的含量。
技术介绍
磷酸酯类表面活性剂性能温和、拥有良好的生物降性，刺激性很低，另外还具备润湿、净洗、增溶、乳化、润滑、防锈、缓蚀、分散、螯合、抗静电等多种优良的性能，但随着磷酸酯类表面活性剂中所含的单酯、双酯和三酯三者的比例不同，磷酸酯类表面活性剂表现出的性能有很大的差别。磷酸酯类表面活性剂主要有三类：第一类为磷酸三酯，它属于非离子型表面活性剂具有良好的阻燃和增塑性能，在高分子材料生产工艺中有广泛的应用；第二类为磷酸双酯，它属于离子型表面活性剂在平滑方面具有优异的表现，另外它可以很好的减小被处理物的摩擦系数，常常被用作平滑剂；第三类为磷酸单酯，它属于离子型表面活性剂，由于单酯中含有较多的亲水基使其具备优异亲水性能，因而在其具有良好的溶解能力的同时拥有良好的抗静电性、乳化性、束集性和抗锈性，并且与烷基硫酸盐和烷基磺酸盐等阴离子表面活性剂相比对皮肤刺激性更小，因此，单酯常常作为乳化剂应用于洗涤类和化妆品类等产品中，在皮肤的清洗和护理、香波、口腔护理中具有广阔的应用前景。磷酸酯在日化、轻化、精细化工等行业的应用愈来愈广，成为一类不可或缺的表面活性剂。高比例烷基磷酸单酯是指烷基磷酸单酯在单烷基磷酸酯和烷基磷酸双酯中的质量分数含量大于90％的磷酸酯。国内市售磷酸酯的烷基磷酸单酯含量大多都在35％-65％之间，随着磷酸酯中烷基磷酸双酯含量增加，磷酸酯的泡沫性、溶解性都有不同程度的降低。我国使用的高比例烷基磷酸单酯主要从国外进口。国外磷酸酯类表面活性剂的研究开始于19世纪初，自八十年代开始报导数量逐渐增加。1990年美国磷酸酯消耗量达2.7万吨、西欧磷酸酯消耗量达0.6万吨、日本磷酸酯消耗量达2.2万吨，而我国在1993年磷酸酯年产量产量只有0.21万吨。Henkel公司、KaoCorp公司、Rhodia(US)公司等对烷基磷酸单酯的合成技术做了大量的研究工作，掌握了较为成熟的烷基磷酸单酯合成工艺技术，在很大程度推动了烷基磷酸单酯的应用，迄今为止烷基磷酸单酯在欧美等国众多领域广泛使用。我国对于磷酸酯类表面活性剂的研究开始于19世纪60年代末，在最近十多年磷酸酯类表面活性剂的研究活动有了很大的成就，已有五氧化二磷法、磷酰氯和三氯化磷法、磷酸法和聚磷酸法等合成磷酸酯的方法，尤其最近几年，随着对表面活性剂在降解性和皮肤刺激性等方面要求的提高，磷酸酯类表面活性剂越来越受到关注，但高比例烷基磷酸单酯主要还是依赖进口，国内的磷酸酯至今为止还是只有少数几个大类，几十个品种，磷酸单酯比例只在80％上下浮动，而游离磷酸则在10％左右，与国外的磷酸酯类表面活性剂相比还有较大差距。为使我国磷酸酯类表面活性剂有更加广阔的发展，开展磷酸酯合成工艺研究提高磷酸单酯的比例，用以满足我国各个生产领域对磷酸酯类表面活性剂的需要是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术采用浸渍法将磷钨酸负载到HMCM-22分子筛上得到绿色催化剂PW/HMCM-22。本专利技术涉及一种绿色催化剂PW/HMCM-22催化合成十二烷基磷酸酯，通过这种方法可以提高十二烷基磷酸单酯含量。本专利技术以十二醇，五氧化二磷为原料，PW/HMCM-22为催化剂。采用单因素实验研究法考察催化剂用量、催化剂的负载量、反应时间、加入蒸馏水量、温度对反应产物中单酯含量的影响，从而找到提高单酯含量的最佳合成条件。本专利技术在反应结束后采用电位滴定法检测产物的酸值和单酯值及双酯值。具体实施方式步骤一：先配置所需浓度的磷钨酸溶液，然后取一定质量的HMCM-22将二者置于烧瓶中在90℃下混合搅拌3h，然后将其取出置于150℃烘箱中烘4h，即得到负载型HMCM-22催化剂，记为PW/HMCM-22，x为H3PO4.12WO3占HMCM-22分子筛的质量百分数。步骤二：将十二醇(0.5mol)加入装有搅拌装置的烧瓶(250mL)中，然后依次加入一定量的蒸馏水和催化剂，最后将五氧化二磷(0.25mol)分批次加入烧杯中控制投料时温度在60℃以下，投料完成后将温度控制在指定温度开始反应，反应指定的小时后得到反应产物，取样用电位滴定法分析产物中单双酯和磷酸的含量。步骤三：利用单因素实验研究法考察催化剂用量、催化剂的负载量、反应时间、加入蒸馏水量、温度对反应产物中单酯含量的影响，从而找到提高单酯含量的最佳合成工艺条件。一种绿色催化剂催化合成十二烷基磷酸酯，反应机理如下：(1)本反应的催化剂为制备的绿色催化剂，醇为十二醇；(2)本反应的物料比为十二醇∶五氧化二磷＝2∶1；(3)本反应的反应投料温度为20-60℃，反应温度为60℃-150℃；(4)本反应的反应时间为1-12小时；(5)本反应的催化剂用量为反应物总质量的0-5％；(6)本反应的水与反应物中十二醇的摩尔比为2∶1-3。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绿色催化剂催化合成十二烷基磷酸酯，其方法为：制备绿色催化剂，以十二醇与五氧化二磷为原料，在水和绿色催化剂条件下反应得到十二烷基磷酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种绿色催化剂催化合成十二烷基磷酸酯，其方法为：制备绿色催化剂，以十二醇与五氧化二磷为原料，在水和绿色催化剂条件下反应得到十二烷基磷酸酯。2.根据权利要求1所述有十二醇、五氧化二磷、水、绿色催化剂。3.根据权利要求1所述反应机理第一步为制备绿色催化剂的制备，其特征为：(1)先配制所需浓度的磷钨酸溶液；(2)取一定质量的HMCM-22和配制好的磷钨酸溶液将二者置于烧瓶中在90℃下混合搅拌3h；(3)将固体催化剂取出置于150℃烘箱中烘4h，即得到负载型HMCM-22催化剂，记为PW/HMC...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘燕军，郭明明，王迪迪，郑帼，周存，吴波，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12