一种聚甘油-10的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚甘油‑10的制备方法，采用两步聚合工艺，根据聚合反应过程的特点，首先采用复合无机碱催化剂催化剂甘油聚合反应，然后加入有机碱催化剂提高催化剂的催化活性，保证了聚合反应的进行，相比现有技术，甘油转化率高，低聚副产物少，聚甘油‑10的选择性高，产品色泽浅。

A preparation method of polyglycerol-10

The invention discloses a preparation method of polyglycerol 10. According to the characteristics of the polymerization process, a two-step polymerization process is adopted. Firstly, a composite inorganic base catalyst is used to catalyze glycerol polymerization, and then an organic base catalyst is added to improve the catalytic activity of the catalyst to ensure the polymerization process. Compared with the existing technology, the conversion of glycerol is higher, oligomerization by-products are less, and the polymerization process is ensured. Glycerol 10 has high selectivity and light color.

【技术实现步骤摘要】
一种聚甘油-10的制备方法
本专利技术属于甘油聚合领域，具体涉及一种聚甘油-10的制备方法。
技术介绍
聚甘油-10，欧盟的REACH认证，认为它是来源于天然，环保，绿色的产品，如果有欧盟的出口产品，原料中如果有豁免的原料，配方审查比较易于通过。同时可用于婴儿产品，无刺激性。聚甘油主要来源于甘油工业副产物，现在则大量由甘油直接制备，有着广泛的用途，如可以直接用作增稠剂、保湿剂，其硝酸酯是高级液体炸药，其乙酸酯可作PVC及纤维素材料的增塑剂。聚合作用可通过中间体2，3-环氧丙醇发生。聚甘油的聚合度从少至2个到多至31个甘油分子，但较通常的产物是二聚甘油到十二聚甘油这一系列聚合度不同的聚甘油，其中聚合度为2、3和4的聚甘油最为普遍。聚甘油的命名是按照它们的平均组成，每接上一个甘油分子就增加一个羟基。聚甘油在结构上属于聚醚多元醇，随着聚合度不同，聚甘油的外观为淡黄色至浓茶色等不同色泽的粘稠液体或者半固体，能与水互溶。目前，工业上合成聚甘油的原料主要有甘油和非甘油两类。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。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，产品色泽稍深的缺点。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、环状聚甘油含量高、副反应多等问题。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。以甘油为原料合成聚甘油的文献报道大多为二聚甘油和三聚甘油，而对五聚以上的聚甘油，尤其是合成工艺的详细研究文献报道极少。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种聚甘油-10的制备方法，根据聚合反应过程的特点，采用分步聚合的方式，相比现有技术降低了聚合反应的温度，产品的纯度高、色泽好。本专利技术的目的是通过下列措施实现的：一种聚甘油-10的制备方法，包括如下步骤：1)第一聚合工序：将甘油加入到装有分水器的反应釜中，加入第一催化剂搅拌均匀后，控制反应的温度为100～200℃，反应一段时间后通过分水器中的水量来大致确定产物的聚合度，当达到所需要的水量时，停止反应进入第二聚合工序；2)第二聚合工序：将反应釜升温到200～250℃，加入第二催化剂，搅拌反应，反应一段时间后通过分水器中的水量来大致确定产物的聚合度，当达到所需要的水量时，停止反应，自然冷却降温至室温即可。所述第一催化剂由碱金属碳酸盐、碱土金属氧化物和硅酸盐组成，所述的碱金属碳酸盐、碱土金属氧化物和硅酸盐的质量比为1～5:2～10:15～30。所述的碱金属碳酸盐选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂和碳酸铯中的一种或多种，所述的碱土金属氧化物选自氧化镁、氧化钙、氧化钡中的一种或多种，所述的硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾。所述的第一催化剂加入量为甘油质量的0.1～2％。所述第二催化剂为有机碱催化剂，所述的有机碱催化剂选自甲醇钠、甲醇钾、乙醇钾、乙醇钠、叔丁醇钾、叔丁醇钠中的一种或多种。所述第二催化剂加入量为甘油质量的0.1～2％。进一步地，第一聚合工序中甘油的聚合度控制在2～7，优选3～5。进一步地，第一聚合工序第二聚合工序的聚合反应均可在加压反应釜中进行，可在0.1～0.3Mpa的反应条件下进行。进一步地，优选完成聚合反应后对聚合反应产物进行分离提纯。本专利技术有益效果：本专利技术的制备聚甘油-10的方法，采用两步聚合工艺，根据聚合反应过程的特点，首先采用复合无机碱催化剂催化剂甘油聚合反应，然后加入有机碱催化剂提高催化剂的催化活性，保证了聚合反应的进行，相比现有技术，甘油转化率高，低聚副产物少，聚甘油-10的选择性高，产品色泽浅。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。【实施例1】1)第一聚合工序：将1kg甘油加入到装有分水器的反应釜中，调整反应压力为0.1Mpa，加入10g第一催化剂搅拌均匀后，控制反应的温度为120℃，反应一段时间后通过分水器中的水量来大致确定产物的聚合度为在6，当达到所需要的水量时，停止反应进入第二聚合工序；第一催化剂由碳酸钾、氧化镁和硅酸钠，所述碳酸钾、氧化镁和硅酸钠质量比为1:3:17。2)第二聚合工序：将反应釜升温到230℃，加入20g叔丁醇钾，搅拌反应，反应一段时间后通过分水器中的水量来大致确定产物的聚合度为10时，当达到所需要的水量时，停止反应，自然冷却降温至室温即可，完成聚合反应后对聚合反应产物进行分离提纯得到产物990g；经检测，聚甘油-10产品的平均分子量为757，平均的羟基个数为12.0，纯度为99.5％，灰份＜0.0007wt％。【实施例2】1)第一聚合工序：将1kg甘油加入到装有分水器的反应釜中，调整反应压力为0.1Mpa，加入150g第一催化剂搅拌均匀后，控制反应的温度为120℃，反应一段时间后通过分水器中的水量来大致确定产物的聚合度为在4；当达到所需要的水量时，停止反应进入第二聚合工序；第一催化剂由碳酸钠、氧化钙和硅酸钾，所述碳酸钾、氧化镁和硅酸钠质量比为1:7:16。2)第二聚合工序：将反应釜升温到230℃，加入15g叔丁醇钾，搅拌反应，反应一段时间后通过分水器中的水量来大致确定产物的聚合度为10时，当达到所需要的水量时，停止反应，自然冷却降温至室温即可，完成聚合反应后对聚合反应产物进行分离提纯得到产物995g；经检测，聚甘油-10产品的平均分子量为756，平均的羟基个数为12.0，纯度为99.5％，灰份＜0.0007wt％。【实施例3】1)第一聚合工序：将1kg甘油加入到装有分水器的反应釜中，调整反应压力为0.1Mpa，加入6g第一催化剂搅拌均匀后，控制反应的温度为120℃，反应一段时间后通过分水器中的水量来大致确定产物的聚合度为在2，当达到所需要的水量时，停止反应进入第二聚合工序；第一催化剂由碳酸锂、氧化钡和硅酸钾，所述碳酸钾、氧化镁和硅酸钠质量比为1:5:15。2)第二聚合工序：将反应釜升温到230℃，加入叔丁醇钾，搅拌反应，反应一段时间后通过分水器中的水量来大致确定产物的聚合度为10时，当达到所需要的水量时，停止反应，自然冷却降温至室温即可，完成聚合反应后对聚合反应产物进行分离提纯得到产物988g；经检测，聚甘油-10产品的平均分子量为752，平均的羟基个数为11.9，纯度为99.5％，灰份＜0.0007wt％。【对比例1】将1Kg甘油加入到装有分水器的反应釜中，控制反应压力为0.1Mpa，将反应釜升温到200℃，加入20g无机碱复合催化剂，搅拌反应，反应一段时间后通过分水器中的水量来大致确定产物的聚合度，当达到所需要的水量时，停止反应，自然冷却降温至室温，完成聚合反应后对聚合反应产物进行分离提纯得到91本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚甘油‑10的制备方法，包括如下步骤：1)第一聚合工序：将甘油加入到装有分水器的反应釜中，加入第一催化剂搅拌均匀后，控制反应的温度为100～200℃，反应一段时间后通过分水器中的水量来大致确定产物的聚合度，当达到所需要的水量时，停止反应进入第二聚合工序；2)第二聚合工序：将反应釜升温到200～250℃，加入第二催化剂，搅拌反应，反应一段时间后通过分水器中的水量来大致确定产物的聚合度，当达到所需要的水量时，停止反应，自然冷却降温至室温即可。

【技术特征摘要】
1.一种聚甘油-10的制备方法，包括如下步骤：1)第一聚合工序：将甘油加入到装有分水器的反应釜中，加入第一催化剂搅拌均匀后，控制反应的温度为100～200℃，反应一段时间后通过分水器中的水量来大致确定产物的聚合度，当达到所需要的水量时，停止反应进入第二聚合工序；2)第二聚合工序：将反应釜升温到200～250℃，加入第二催化剂，搅拌反应，反应一段时间后通过分水器中的水量来大致确定产物的聚合度，当达到所需要的水量时，停止反应，自然冷却降温至室温即可。2.权利要求1所述的聚甘油-10的制备方法，其特征在于：所述第一催化剂由碱金属碳酸盐、碱土金属氧化物和硅酸盐组成，所述的碱金属碳酸盐、碱土金属氧化物和硅酸盐的质量比为1～5:2～10:15～30。3.根据权利要求2所述的聚甘油-10的制备方法，其特征在于，所述的碱金属碳酸盐选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂和碳酸铯中的一种或多种，所述的碱土金属氧化物选自氧化镁、氧化钙、氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘得民，
申请(专利权)人：浙江昊唐实业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33