[发明专利]一种磷酸单酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷酸单酯的制备方法。

背景技术

磷酸单酯是指单酯含量为80.0％以上的产品。磷酸单酯具有类生物膜的结构，其抗静电性、发泡性、水溶性、乳化性均优于磷酸双酯，且对皮肤刺激性小于烷基磺酸盐和烷基硫酸盐等阴离子表面活性剂，非常适合皮肤洗净、化妆品乳化等方面。磷酸单酯相对于磷酸双酯分散能力强，具有较高的起泡性和较适中的泡沫稳定性，可在浮选脱墨工艺中作捕集剂浮选分离油墨粒子，是一种同时适用于洗涤和浮选脱墨工艺、性能优良的环境友好型表面活性剂。因此，提高磷酸单酯的含量来满足其性能的需要，成为众多厂家追求的目标。

磷酸单酯国内外有关的研究自20世纪50年代以来就有了较多的报道。如德国Henkel公司，日本花王公司针对烷基磷酸单酯做了大量的研究工作，推动了其合成工艺和应用的发展。国内自20世纪50年代开发磷酸单酯，至今已有60余年了。傅明权等人所在的天津市轻工业研究所自1991年就承担了国家“八五”科技攻关项目“单烷基磷酸酯合成工艺研究”，已于1996年通过国家鉴定验收，产品质量达到国外同类产品质量。目前国内生产磷酸单酯的厂家并不多，质量参差不齐，高纯度的磷酸单酯(90％以上)大多依赖进口。

CN101450953A公开了一种单烷基磷酸酯及其盐的制备方法，介绍了一种将粗单烷基磷酸酯进行中和萃取提纯得到高含量单烷基磷酸酯的方法，需要粗的单烷基磷酸酯作为原料，且处理工艺复杂；CN103012469A公开了一种烷基磷酸酯的制备方法，在合成磷酸酯过程中需要加入溶剂作为带水剂来除去反应体系中的水，因此还需进行水洗、蒸馏、精馏等多道后处理工序，工艺复杂，能耗高，且溶剂为苯、甲苯等，对操作工人身体和环境都有不良影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的磷酸单酯制备工艺复杂、磷酸单酯含量较低等问题，提供一种新的磷酸单酯的制备方法，该方法具有工艺简单、磷酸单酯含量高的优点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种磷酸单酯的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应器中加入羟基化合物和水，升温至55～80℃；

(2)向反应器中加入催化剂X，然后缓慢投入P₂O₅，使得反应器内物料温度控制在55～95℃，投料时间控制1～2小时；

(3)在75～95℃下保温3～6小时得到物料A；

(4)向物料A中加入水，控制温度为70～90℃，并在此温度下保温2～3小时得到磷酸单酯；

其中所述的羟基化合物是符合如下通式：

RO(EO)m(PO)nH；

R表示C_5～18的脂肪烃基；或R为烷基取代苯基，烷基取代苯基中的烷基为C_6～10的烷基；m＝0～5；n＝0～3；

步骤(1)中加入的水与羟基化合物、P₂O₅的摩尔比为0.8∶1∶(0.506～0.518)；

步骤(4)加入的水与步骤(1)加入的水重量比为0.3～0.5；

所述的催化剂X选自SnCl₄、MnO₂和CuSO₄中的至少一种。

上述方案中，步骤(1)和/或步骤(2)优选加入抗氧剂，此时得到产品的色度好。

上述方案中，所述抗氧剂选自选自亚磷酸、亚磷酸盐、次亚磷酸和次亚磷酸盐中的至少一种。

上述方案中，抗氧剂的加入量优选为羟基化合物质量的0.10～0.50％。

上述方案中，催化剂的用量优选为羟基化合物质量的0.25～0.65％。

上述方案中，m和n的数值优选自下列三种情况中的一种：

(i)、m和n均不为0，此时，所述羟基化合物中EO与PO序列结构选自无规或嵌段；

(ii)、m×n＝0，但m和n不同时为0，此时所述羟基化合物为EO均聚物或PO均聚物；

(iii)、m和n均为0，此时所述羟基化合物为脂肪醇。

上述方案中，所述的嵌段优选自先EO链段后PO链段、或先PO链段后EO链段、先EO/PO无规链段后EO链段。

上述方案中，所述的脂肪烃基可以为饱和或不饱和的脂肪烃基。

上述方案中，所述的脂肪烃基可以为直链或支链的脂肪烃基。