[发明专利]一种脂肪醇氧化烯加合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脂肪醇氧化烯加合物的制备方法，还涉及到制备的脂肪醇氧化烯加合物 具有分子量分布窄的特征以及制备该类脂肪醇氧化烯加合物有关的催化剂。

背景技术

脂肪醇氧化烯加合物是一类重要的化合物，可作为非离子表面活性剂，在洗涤、纺织印 染、农药、工业清洗等行业中广泛应用。另外，它还可以作为中间体通过磺化、磷酸化等制 备其它各种阴离子表面活性剂。脂肪醇氧化烯加合物通常可以由含活泼氢的脂肪醇与氧化烯 (如环氧乙烷或环氧丙烷)在催化剂的存在下通过加成反应制得，产物为不同聚合度的混合 物。目前工业上常用的催化剂是碱性催化剂，如KOH、NaOH和甲醇钠等。以强碱为催化 剂进行烷氧基化反应具有反应设备不易腐蚀、反应易操作、成本低廉等优点，但缺点是产物 中未反应的游离醇较多，产物分子量分布较宽。研究表明，烷氧基化产品分子量分布的宽窄 是影响其产品物化性能和后加工性能的主要因素之一。产物分子量分布愈宽，愈不利于产品 的合理应用。窄分布脂肪醇氧化烯加合物与传统产品相比，具有许多无可比拟的优点：例如 具有非常高的乳化效果，真正实现高效表面活性剂的目的；倾点低、流动性好，在运输和存 储过程中节省能源；加工成粉末状产品(如洗衣粉)，在喷雾干燥时烟雾小，减少了对环境的 污染；有更好的可配伍性；对含油污的物质有更好的净洗性；目标产品含量高，外观好，气 味小等等。正是因为窄分布脂肪醇氧化烯加合物具有许多优良特性，因此开发该类产品具有 十分重要的意义。

Weibull分布系数c可以反映出脂肪醇烷氧基化合物产品中同系物的分布情况(见式2)。 分布系数c的值越小，则表明未反应的脂肪醇含量越低，同系物分子量分布越窄。

c＝(v+n₀/n₁-1)/[Ln(n₁/n₀)+n₀/n₁-1](2)

式(2)中，Ln(n₁/n₀)是(n₁/n₀)自然对数，v表示1摩尔脂肪醇平均加成的氧化 烯的摩尔数，n₁指反应消耗的脂肪醇的摩尔数，n₀表示未反应的脂肪醇的摩尔数。用氢氧 化钾为催化剂，得到的脂肪醇氧化乙烯加合物的c值约为5以上，而采用氧化镁、氧化铝等 金属氧化物为催化剂，c值都超过1(参见日本专利特開平1-164437号及特開3-2 42242号)。为了制备窄分布脂肪醇氧化烯加合物，某些专利建议使用酸性催化剂，如美 国专利4,456,697提出使用HF和金属烷氧基化合物作为催化剂，美国专利4,483,941提出 使用BF₃和金属烷氧基化合物作为催化剂。使用这样的催化剂虽然使分布变窄，但也带来了 其它的问题，如产物中副产物含量增加，而HF和BF₃，本身毒性较大。此外，使用这类催化 剂也存在反应活性较低，对设备腐蚀较大等问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种脂肪醇氧化烯加合物的制备方法，所使用的催 化剂具有较高的反应活性，同时得到的脂肪醇氧化烯加合物产品中同系物呈现窄分布，Weibull 分布系数c小于1。

本发明的技术方案如下：

一种脂肪醇氧化烯加合物的制备方法，其特征在于：在表达式(1)为特征的金属化合物 的存在下，脂肪醇与氧化烯反应制备脂肪醇氧化烯加合物；

M_b[XF_n]_m    (1)

式中，M为钙、镁、铝、锌、铁、钛、钪或镧系稀土金属原子，X为硅、硼、磷、砷或 碲原子，F为氟原子，n为氟原子数，m与M的化合价数相等，b与[XF_n]的化合价数相等。

所使用的金属原子，以钙、镁、铝、锌以及钪为最好。