[发明专利]一种高品质聚甘油的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高品质聚甘油的制备方法；属于精细化工领域。

背景技术

聚甘油(Polyglycerine)产品的主要原料为甘油，为可再生的动、植物资源来源， 可与生理环境等有效相容。目前，聚甘油及其衍生产品聚甘油酯在食品、化妆品、日化、 医药、洗涤剂、黏合剂等众多领域内已得到了广泛的应用；如，聚甘油已在化妆品领域 被成功用于保湿剂、比重调整剂、水性控缓释助剂等等。

聚甘油在食品领域最广泛的应用是制备聚甘油脂肪酸酯。聚甘油酯的HLB值的控制 范围从1～18不等，即可油包水，也可水包油，几乎可以满足市场所有不同用途的需求， 同时也是少数能溶于乙醇等有机溶剂的食品乳化剂。其用途远优于单甘酯，如起泡、消 泡、调节油脂结晶、淀粉品质改良、食品储存保鲜等等，在面团中与硬脂酰乳酸钠有相 似的多重作用。在液态奶制品中作为乳化剂有很好的作用，性能优异。还尚有许多有待 于开发的新用途，应用是很广泛的，可以被认为是一种令人瞩目的优秀产品，其使用量 在国内正处在上升的趋势中，预计年增长率在10％左右。

聚甘油的生产方法研究时间较长。早在1913年，Niviere就采用分子蒸馏技术分离 得到了纯度较高的各种聚合度的聚甘油及其乙酸酯，并详细表征了它们的物理常数。

1984年，Behrens曾对甘油的聚合作过详尽的叙述，而比较适宜于工业化生产的主 要是以甘油为原料，在碱催化剂和200～300℃高温条件下进行脱水聚合；改变反应条件 可以调节聚合度n，但需注意，由此得到的聚甘油不是单一成份，而是具有一定分子量 分布的混合物。

制备聚甘油有多种方法。反应条件包括温度(250-270℃)，但亦有用低温(120-128 ℃)。反应时间(1.5h-18h)，压力(有常压和减压.后者为0.05mm汞柱)，催化剂(硫酸、 醋酸钠或氢氧化钾、氢氧化钠，用量为0.3％-1.0％)，通入情性气体，以除去反应时生 成的水和改善产物色泽。例如甘油(4500kg)加氢氧化钠(12Kg)，加热升温到260℃，反 应18h，产物即为聚甘油。也有用如下的操作条件：加热120-145℃，减压0.05mm汞柱， 加入0.08％-0.3％硫酸和0.5％-5.0％单醋酸甘油酯。反应结束时用氢氧化钠中和，通 过蒸馏除去未参加反应的甘油。然后用HCl调节pH到3.1，相继加入3％的活性碳，保持 80℃，搅拌30min，进行脱色。最后用分子蒸馏法，得聚甘油。

通过用氢氧化钠水解环氧氯丙烷也可制得高分子量的聚甘油。另外也有用氟化硼或 硫酸作催化剂，加热普通甘油到100℃，以制得聚甘油的方法。

总起来看，合成聚甘油工艺过程及技术参数差别较大，特别是聚甘油的平均聚合度、 所含盐份及杂质性质等，给提纯带来了困难。Lewisc曾对聚甘油的成份进行了较系统的 分析，并探讨了溶剂萃取、磺化、高温解聚等各种提纯利用方法，但难以实现工业化。 合成聚甘油技术稳定后，聚甘油中的杂质主要是氯化钠等盐类物质。

目前，国际上的一些大公司，如日本的太阳化学、阪本药业、三菱食化、花王公司、 理研维生素公司等都在积极开发和生产这类产品提纯制备方法。但到目前为止，其聚甘 油精制技术大多还停留在“加大量水稀释(通常加水量可达50％)-电渗析脱盐-离子交 换精制-活性碳脱色-加热脱水”这样一个有些“无奈”的方法之中，不仅会导致产品损 耗、能源消耗，还有大量废水产生。

发明内容

针对现有聚甘油制备工艺的不足，本发明的目的是提供一种高品质聚甘油制备方 法。利用本发明方法所得聚甘油产品含盐量低，颜色浅，可广泛用于对产品质量要求很 高的化妆品、食品、日化等领域。

本发明所述的聚甘油的制备方法，步骤包括：

(1)以重量份计，取甘油100份，碱性催化剂氢氧化钾0.5-5份，置于密闭性反应器 内，在120±20转/分钟的搅拌条件下升温；

(2)缓慢加热反应器至100℃，其间以调节排气方式使反应器内压力维持正压，以 防反应器外空气进入；

(3)继续加热反应器使温度升至210-260℃，此时反应器内会有水生成，并以水蒸 气的形式释放出来，调节排出水蒸汽的速度使反应器内压力维持正压，同时冷却并收集 排出的水蒸汽，待收集到的水经称量达到甘油重量的12％-18％时，降温终止反应；