[发明专利]复合催化剂及其应用和制备水溶性脂肪酸酯的方法

说明书

本发明公开了复合催化剂及其应用和制备水溶性脂肪酸酯的方法。复合催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂的组合。制备水溶性脂肪酸酯的方法，将脂肪酸和醇进行酯化反应，再加入复合催化剂控制酯化产物的分子量分布，最后加入链转移剂并加入环氧乙烷和环氧丙烷进行嵌段和链增长反应。本发明中复合催化剂能够调节酯化产物的分子量分布，使得酯化产物的分子量分布均匀。本发明制备得到的水溶性脂肪酸酯，具有适当的亲水性，且其分子量分布均一，分子量稳定具有强乳化力。

技术领域

本发明涉及酯化反应领域，具体涉及复合催化剂及其应用和制备水溶性脂肪酸酯的方法。

背景技术

表面活性剂因其能显著降低物质界面张力而广泛应用于纺织、皮革、日化、农业、油田等各个领域。表面活性剂用量虽小，但作用很大，主要分为阴离子类型、非离子类型、阳离子类型和两性类型表面活性剂。

非离子表面活性剂的乳化能力较高，且具有优异的润湿和洗涤功能，有一定的耐硬水能力又可与其他离子型表面活性剂共同使用，是净化剂、乳化剂配方中不可或缺的成分。非离子表面活性剂的基础物大多具有亲油属性，特别是多元醇酯类其亲油基很强，亲水基为残余羟基，因此亲油属性强的表面活性剂大都不溶于水或亲水性很差，而应用非离子表面活性剂的领域又多是油水同时存在的情况，如何使得表面活性剂具有适当的亲水性就显得非常重要。除此之外，乳化力是衡量表面活性剂性能优劣的一个指标，非离子表面活性剂的分子量分布会对乳化力产生影响，因此如何获得较强的乳化力和亲水性是亲油属性强的非离子表面活性剂需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供复合催化剂，能够使得酯化反应产物的分子量分布更为均一，产物的乳化力更强。本发明还提供了制备水溶性脂肪酸酯的方法，该方法通过酯化反应、嵌段和链增长反应能够在脂肪酸酯结构上引入聚乙二醇和聚丙二醇的亲水基团，并且制得分子量分布更为均一、乳化力更强的产品。以解决现有亲油属性强的非离子表面活性剂不溶于水或亲水性极差、分子量分布不均一而导致乳化力不强的缺点。还公开了复合催化剂的应用。

本发明通过下述技术方案实现：

复合催化剂，为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂的组合。

以重量计，氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂的比例为0.5～1:1.0～3:0.1～0.8。

以重量计，氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂的比例为1:2.5:0.5。

如前所述的酯化反应的催化剂在酯化反应中控制分子量分布的应用。

如前所述的应用，在于催化剂用于参与制备水溶性酯类系列的反应。

制备水溶性脂肪酸酯的方法，将脂肪酸和醇进行酯化反应，再加入复合催化剂控制酯化产物的分子量分布，最后加入链转移剂并加入环氧乙烷和环氧丙烷进行嵌段和链增长反应。

发明人单独的环氧乙烷或者环氧丙烷虽可以生成水溶性脂肪酸酯，但其乳化力的波动比较大亦不太理想。

加入复合催化剂时需对反应进行降温处理。降温的速度越快越好，降温的速度最好控制在30分钟以内，以防止颜色变深，降温速度越慢，产品颜色越深。

加入复合催化剂的重量范围为总反应物原料的0.5‰～1‰。复合催化剂的加入量会影响到酯化产物的分子量分布，进而影响到酯化产物的乳化力。在此范围内的加入量，会使得酯化产物的分子量分布更为均匀。

脂肪酸为辛酸、葵酸、月桂酸、椰子油酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸中的一种或两种以上。

醇为二元醇或三元醇。

链转移剂为十二醇、十四醇、十六醇或十八醇。链转移剂能够控制分子量的稳定，也就是链转移剂的作用是使得水溶性脂肪酸酯的分子量分布均一，分子量稳定，最终获得具有一定水溶性和强乳化力的水溶性脂肪酸酯。