一种季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚的制备方法

技术领域

本发明属于表面活性剂制备技术领域，具体涉及一种季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚的制备方法。

背景技术

消泡剂是现代工业生产中常用的一种化学原料，其主要作用是消除生产过程中因表面活性物质、搅拌或者其他因素所产生的泡沫；在污水处理、印染、发酵、造纸、纺织、医药、食品加工、石油开采和炼制、乳液聚合等各个领域广泛应用。消泡剂的种类繁多，主要有油脂类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂等几大类。其中油脂类消泡剂价格低廉，但消泡性能相对较低；有机硅类消泡剂虽然消泡效率高，但是其抑泡效果却差强人意；聚醚类消泡剂经过改性之后，其消泡能力和抑泡能力可达到一个较好的平衡，因此在行业应用中达到了快速的发展。传统的聚醚一般是采用环氧丙烷进行开环聚合而得到，在消泡剂中也有一定应用，但是由于其分子结构链段全部是疏水链，在一些溶液中不易分散，造成消泡速度迟缓，跟不上溶液的起泡速度，影响了消泡效果。为了提高消泡速度，在聚醚合成过程中通过引入环氧乙烷进行改性，制备具有一定嵌段结构的聚醚，可以显著提高聚醚的消泡效果，如中国专利CN200910198310.8公开了一种烯丙基聚氧乙烯醚的制备方法，以烯丙醇和环氧乙烷为原料通过两步聚合制得产品。包括：烯丙醇与环氧乙烷在催化剂的存在下进行第一步聚合反应，反应时间为3～6hr，催化剂为烯丙醇钠或烯丙醇钾；系统抽真空脱除未反应的环氧乙烷以及低分子量物质；补加催化剂，并加入环氧乙烷进行第二步聚合反应，反应时间为 2～6hr，催化剂为烯丙醇钠或烯丙醇钾；产物中加入酸以中和催化剂，冷却后过滤除去固体物。该技术方案以烯丙醇钠或烯丙醇钾为催化剂，易产生甲醇、丙醇等副产物，产品纯度低。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明采用季戊四醇与环氧丙烷、环氧乙烷，在氢氧化钾的催化下，通过不同的聚合方式得到不同分子结构的季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚，得到的星型共聚醚具有表面活力低、消抑泡性能更佳的技术效果。

本发明提供的技术方案如下：

一种季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚的制备方法，包括以下步骤：

（1）在高压釜中加入季戊四醇和催化剂氢氧化钾，升温至110~130℃后，减压脱水，在氮气保护下，加入环氧丙烷、环氧乙烷进行开环反应，控制高压釜内压力小于0.4ＭPa，继续保温反应20~30min，减压脱除去未反应的单体，趁热过滤得到季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚粗醚；

（2）将步骤（1）中制备的季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚粗醚倒入中和釜中，并加入纯水、浓磷酸以及吸附剂进行水解、中和、吸附，升温至110℃脱水，过滤得无色至淡黄色透明液体，即为季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚成品。

优选地，季戊四醇、环氧丙烷、环氧乙烷的摩尔比为1：3：3。

优选地，步骤（1）中，减压脱水时间为25~35min。

优选地，步骤（2）中，脱水后水分含量不大于0.5。

优选地，步骤（2）中，采用框板压滤机循环过滤。

优选地，步骤（2）中，所述吸附剂为硅酸镁。

与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：

（1）本发明采用环氧丙烷、环氧乙烷与季戊四醇形成星型共聚醚，丰富聚醚分子向四周分散的状态，是其具有更低的表面张力和临界胶束浓度，可有效减少氨基酸发酵产品中表面活性剂的使用量。

（2）本发明采用氢氧化钾作为催化剂，不会与其他物质反应生成甲醇、丙醇等副产物，生产成本低，操作简单，可重复性高。

具体实施例

现结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

本发明公开了一种季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚的制备方法，包括以下步骤：

（1）在高压釜中加入季戊四醇（1mol）和催化剂氢氧化钾，升温至110℃后，减压脱水25min，期间用氮气置换2次。在氮气保护下，加入环氧丙烷（3mol）、环氧乙烷（3mol）进行开环反应，控制高压釜内反应压力小于0.4ＭPa，继续保温反应20min，减压脱除去未反应的单体，趁热过滤得到季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚粗醚；

（2）将步骤（1）中制备的季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚粗醚倒入中和釜中，并加入纯水、浓磷酸以及硅酸镁进行水解、中和、吸附，升温至110℃脱水，水分含量为0.5%，通过框板压滤机循环过滤得无色至淡黄色透明液体罐装，即季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚成品。

经制得的季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚成品加入氨基酸发酵液中，抑泡时间缩短至40秒。

实施例2

本发明公开了一种季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚的制备方法，包括以下步骤：

（1）在高压釜中加入季戊四醇（2mol）和催化剂氢氧化钾，升温至120℃后，减压脱水30min，期间用氮气置换3次。在氮气保护下，加入环氧丙烷（6mol）、环氧乙烷（6mol）进行开环反应，控制高压釜内反应压力小于0.4ＭPa，继续保温反应25min，减压脱除去未反应的单体，趁热过滤得到季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚粗醚；

（2）将步骤（1）中制备的季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚粗醚倒入中和釜中，并加入纯水、浓磷酸以及硅酸镁进行水解、中和、吸附，升温至110℃脱水，水分含量为0.4%，通过框板压滤机循环过滤得无色至淡黄色透明液体罐装，即季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚成品。

经制得的季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚成品加入氨基酸发酵液中，抑泡时间缩短至39秒。

实施例3

本发明公开了一种季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚的制备方法，包括以下步骤：

（1）在高压釜中加入季戊四醇（3mol）和催化剂氢氧化钾，升温至120℃后，减压脱水35min，期间用氮气置换4次。在氮气保护下，加入环氧丙烷（9mol）、环氧乙烷（9mol）进行开环反应，控制高压釜内反应压力小于0.4ＭPa，继续保温反应30min，减压脱除去未反应的单体，趁热过滤得到季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚粗醚；

（2）将步骤（1）中制备的季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚粗醚倒入中和釜中，并加入纯水、浓磷酸以及硅酸镁进行水解、中和、吸附，升温至110℃脱水，水分含量为0.45%，通过框板压滤机循环过滤得无色至淡黄色透明液体罐装，即季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚成品。

经制得的季戊四醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚成品加入氨基酸发酵液中，抑泡时间缩短至38秒。