蔗糖酯聚醚多元醇的制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料合成技术领域，具体涉及一种蔗糖酯聚醚多元醇的制备方法。所述的制备方法为将蔗糖在酸性催化剂作用下与脂肪酸甲酯进行酯化反应，得到蔗糖脂肪酸单酯，蔗糖脂肪酸单酯在碱性催化剂作用下依次与环氧丙烷和环氧乙烷进行聚合反应，反应完成后，再经中和、精制后，制得蔗糖酯聚醚多元醇。本发明专利技术制备的蔗糖酯聚醚多元醇具有易于生物降解、对人体无害、不刺激皮肤的特点，可用于食品和化妆品中作乳化剂等添加剂，也可用作低泡沫洗涤剂成分，节能环保。

Preparation of sucrose ester polyether polyol

【技术实现步骤摘要】
蔗糖酯聚醚多元醇的制备方法
本专利技术属于高分子材料合成
，具体涉及一种蔗糖酯聚醚多元醇的制备方法。
技术介绍
随着聚氨酯行业的不断发展和应用，我国聚氨酯需求量迅速增长，聚氨酯主要原料聚醚多元醇得到了快速的发展。聚醚多元醇是合成聚氨酯树脂的重要原料之一，它是以低分子多元醇、多元胺或活泼氢的化合物为起始剂，与氧化烯烃在催化剂作用下开环聚合而成。以聚醚多元醇为原料合成的聚氨酯软泡密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能。聚氨酯软泡广泛用于垫材、隔音材料、防震材料、包装材料及织物复合材料等。聚醚多元醇一般为透明粘稠液体，无挥发性，颜色一般为无色，微黄色或黄色等，比水重，亲水性好，能与水任意比例混合。目前，并且随着石化资源日趋减少以及环保方面的要求，生物基聚醚多元醇逐渐成为聚氨酯行业的研究热点。对生物质原料的利用和开发，主要有淀粉、蔗糖、植物油、木质素、木材等等。主要是通过将生物质原料通过一连串的反应，使其分子结构上带有多个羟基，最终制成液态生物基聚醚多元醇。对于易于生物降解以及对人体无害的生物基聚醚多元醇并没有成熟的产品，是亟需解决的问题。目前，制取蔗糖酯使用Shell法，在二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或吡啶等溶剂中加入脂肪酸甲酯与蔗糖，以碳酸钾为催化剂，使之发生酯交换。但是通过该方法合成的蔗糖酯中有毒溶剂的残留不可避免，因此生产出来的产品无法应用于食品、化妆品等行业，使用受到限制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种蔗糖酯聚醚多元醇的制备方法，制备的蔗糖酯聚醚多元醇具有易于生物降解、对人体无害、不刺激皮肤的特点，可用于食品和化妆品中作乳化剂等添加剂，也可用作低泡沫洗涤剂成分，节能环保。本专利技术所述的蔗糖酯聚醚多元醇的制备方法为将蔗糖在酸性催化剂作用下与脂肪酸甲酯进行酯化反应，得到蔗糖脂肪酸单酯，蔗糖脂肪酸单酯在碱性催化剂作用下依次与环氧丙烷和环氧乙烷进行聚合反应，反应完成后，再经中和、精制后，制得蔗糖酯聚醚多元醇。具体包括以下步骤：(1)酯化反应：向酯化釜中加入蔗糖和水，待蔗糖完全溶解后加入酸性催化剂和脂肪酸甲酯，氮气置换后升温至90-100℃，减压反应8-12h，反应完成后，采用水洗或弱碱洗所得物料，至物料pH＞7，然后真空脱水后，得到蔗糖脂肪酸单酯；(2)聚合反应：将步骤(1)得到的蔗糖脂肪酸单酯和碱性催化剂投入反应釜内，氮气置换后升温至105-115℃，向反应釜内滴加环氧丙烷进行聚合反应，滴加完毕后熟化；(3)熟化完毕后，充压并升温至115-120℃，继续滴加环氧乙烷，滴加完毕后熟化，熟化完毕后，抽真空脱除未反应的单体，得到粗制聚醚多元醇，再经中和、精制后，制得蔗糖酯聚醚多元醇。步骤(1)中所述的反应压力为-0.08MPa，真空脱水温度为105-115℃，脱水时间为1.5-3h。步骤(2)中控制压力＜0.3MPa熟化至无压降。步骤(3)所述的充压为充压0.18MPa；控制压力＜0.3MPa熟化至无压降。所述的蔗糖优选粒径小的精幼细沙塘或一级糖，提高反应接触面积。所述的脂肪酸甲酯为辛酸甲酯、辛癸酸甲酯、月桂酸甲酯、十四酸甲酯、十六酸甲酯、硬脂酸甲酯、植物油酸甲酯、动物油酸甲酯、椰子油酸甲酯、棕榈油酸甲酯、菜油酸甲酯、豆油酸甲酯或混合脂肪酸甲酯。优选地，所述的酸性催化剂为浓硫酸或对甲苯磺酸中的一种。优选地，所述的碱性催化剂为叔丁醇钾、氢氧化钾、氢氧化钠或二甲胺中的一种。所述的蔗糖、酸性催化剂和脂肪酸甲酯进行酯的质量比为1:0.0055-0.0059:0.7836-0.8743所述的蔗糖脂肪酸单酯、碱性催化剂、环氧丙烷和环氧乙烷的质量比为1:0.0049-0.0052:2.4052-3.0104。本专利技术是在不添加溶剂的情况下，脂肪酸甲酯与蔗糖在酸性催化剂加热条件下直接反应生成蔗糖酯和甲醇，通过加压脱气水洗除去甲醇。蔗糖单酯本身仍含有活泼氢，在碱性催化剂作用下，与环氧化物进行聚合反应生成蔗糖酯聚醚多元醇。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术制备的蔗糖酯聚醚多元醇具有易于生物降解、对人体无害、不刺激皮肤的特点，可用于食品和化妆品中作乳化剂等添加剂，也可用作低泡沫洗涤剂成分。2、本专利技术采用蔗糖脂肪酸单酯依次与环氧丙烷和环氧乙烷进行聚合反应，制备的蔗糖酯聚醚多元醇无毒，易于生物降解、粘度低，节能环保。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步解释。实施例中用到的所有原料若无特殊说明，均为市购。实施例1342g蔗糖、299g硬脂酸酸甲酯，2g浓硫酸，升温至90℃通氮气，减压反应12h，反应压力为-0.08MPa，反应完成后，水洗所得物料，直至测其pH>7，抽真空至110℃脱水2h，得到蔗糖硬脂酸单酯。在氮气保护下，在5L反应釜中加入609g蔗糖硬脂酸单酯、3g叔丁醇钾、与1160g环氧丙烷在110℃反应，压力＜0.3MPa，熟化，充压0.18MPa，再与440g环氧乙烷于115℃反应，压力＜0.3MPa，熟化至无压降，脱单体得到粗聚醚。粗聚醚中和、精制得到最终成品。聚醚指标：羟值：203.2mgKOH/g；粘度：8670mPa·s/25℃。实施例2342g蔗糖、268g棕榈油酸甲酯，1.9g对甲苯磺酸，升温至90℃通氮气，减压反应8h，反应压力为-0.08MPa，反应完成后，弱碱洗所得物料，直至测其pH>7，抽真空至110℃脱水2h，得到蔗糖棕榈油酸单酯。在氮气保护下，在5L反应釜中加入578g蔗糖棕榈油酸单酯、3g氢氧化钾与1740g环氧丙烷在110℃反应，压力＜0.3MPa，熟化至无压降，脱单体得到粗聚醚。粗聚醚中和、精制得到最终成品。聚醚指标：羟值：193.6mgKOH/g；粘度：9500mPa·s/25℃。实施例3342g蔗糖、297g植物油酸甲酯，2g浓硫酸，升温至100℃通氮气，减压反应10h，反应压力为-0.08MPa，反应完成后，水洗洗所得物料，直至测其pH>7，抽真空至110℃脱水2h，得到蔗糖植物油酸单酯。在氮气保护下，在5L反应釜中加入607g蔗糖植物油酸单酯、3g氢氧化钠与580g环氧丙烷在110℃反应，压力＜0.3MPa，熟化，充压0.18MPa，再与880g环氧乙烷于115℃反应，压力＜0.3MPa，熟化至无压降，脱单体得到粗聚醚。粗聚醚中和、精制得到最终成品。聚醚指标：羟值：217.1mgKOH/g；粘度：7200mPa·s/25℃。性能测试将实施例1-3制得的蔗糖酯聚醚多元醇在相同的条件下用于制备家电填充用聚氨酯泡沫，所使用异氰酸酯为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯，检测制得聚氨酯泡沫理化指标如表1所示。表1聚氨酯泡沫产品指标数据项目实施例1实施例2实施例3市面产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蔗糖酯聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：将蔗糖在酸性催化剂作用下与脂肪酸甲酯进行酯化反应，得到蔗糖脂肪酸单酯，蔗糖脂肪酸单酯在碱性催化剂作用下依次与环氧丙烷和环氧乙烷进行聚合反应，反应完成后，再经中和、精制后，制得蔗糖酯聚醚多元醇。/n

【技术特征摘要】
1.一种蔗糖酯聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：将蔗糖在酸性催化剂作用下与脂肪酸甲酯进行酯化反应，得到蔗糖脂肪酸单酯，蔗糖脂肪酸单酯在碱性催化剂作用下依次与环氧丙烷和环氧乙烷进行聚合反应，反应完成后，再经中和、精制后，制得蔗糖酯聚醚多元醇。


2.根据权利要求1所述的蔗糖酯聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)酯化反应：向酯化釜中加入蔗糖和水，待蔗糖完全溶解后加入酸性催化剂和脂肪酸甲酯，氮气置换后升温至90-100℃，减压反应8-12h，反应完成后，采用水洗或弱碱洗所得物料，至物料pH＞7，然后真空脱水后，得到蔗糖脂肪酸单酯；
(2)聚合反应：将步骤(1)得到的蔗糖脂肪酸单酯和碱性催化剂投入反应釜内，氮气置换后升温至105-115℃，向反应釜内滴加环氧丙烷进行聚合反应，滴加完毕后熟化；
(3)熟化完毕后，充压并升温至115-120℃，继续滴加环氧乙烷，滴加完毕后熟化，熟化完毕后，抽真空脱除未反应的单体，得到粗制聚醚多元醇，再经中和、精制后，制得蔗糖酯聚醚多元醇。


3.根据权利要求1所述的蔗糖酯聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：所述的脂肪酸甲酯为辛酸甲酯、辛癸酸甲酯、月桂酸甲酯、十四酸甲酯、十六酸甲酯、硬脂酸甲酯、植物油酸甲酯、动物油酸甲酯、椰子油酸甲酯、棕榈油酸甲酯、菜油酸甲酯、豆油酸甲酯或混合脂肪...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆晓东，薛喜宁，孙言丛，
申请(专利权)人：荆晓东，
类型：发明
国别省市：山东;37