[发明专利]脂肪酸甲酯烷氧基化催化剂的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于脂肪酸甲酯烷氧基化催化剂的合成方法。

背景技术

脂肪酸甲酯乙氧基化合物(ethoxylated fatty acid methyl esters)，简称FMEE，是一种双封端的酯醚型非离子表面活性剂。由于脂肪酸甲酯乙氧基化合物一端具有与油脂相似的 -OCH₃，根据相似相容的原理，与传统的脂肪酸聚醚、脂肪醇聚醚等相比，有更强的去污能力，具有水溶性好，熔点低，乳化分散能力强，泡沫少等优点；另外该产品易降解，是一种真正的环保型表面活性剂。脂肪酸甲酯化合物广泛的被应用到皮革、纺织、化妆品行业中。FMEE在各种性能上接近于含有APEO的TX、NP和OP系列，在国外对环保严格要求的背景下，使用 FMEE代替TX或NP处理的玩具、地板、纺织服装等，可以减少出口过程中导致的贸易纠纷。

由于脂肪酸甲酯不像脂肪酸、脂肪醇或脂肪胺等含活泼氢，因此用传统的酸碱催化剂很难乙氧基化(环氧乙烷加成，即EO加成)，即使能，转化率也低，产品杂质含量高，目前大都采用双金属或多金属氧化物或盐作为催化剂。反应温度为160～180℃，反应压力在0.3MPa左右，催化剂用量0.1～1.0％

美国专利US6008392(Process for Preparing Alkoxylated Fatty Acid Alkyl Esters)公布了一种脂肪酸甲酯乙氧基化催化剂，催化剂主要以Al/Mg水滑石为主，同时添加少量LiOH或SnO₂构成。用于月桂酸甲酯乙氧基化，发现没添加LiOH或SnO₂时，未反应的EO含量超过1.5％， EO分布指数[EO加合数在n±2范围的组分占总组分中(不包括原料醇及PEG)的含量(其中n 为主组分的EO加合数)]，小于70％；添加LiOH或SnO₂较好，但催化剂用量都在1.0％以上，反应速度慢。

美国专利US5220246(Process for Alkoxylation of Esters and Products Produced Therefrom) 公布了一种活性烷氧化钙铝复合催化剂用于椰油酸甲酯乙氧基化，EO平均加成数为8，产品中聚乙二醇高于2.0％，未反应的脂肪酸甲酯大于0.5％，催化剂用量为1.0％。

上述现有技术的催化剂的不足之处是：产品中EO分布指数低、副产物多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中存在的催化剂乙氧基化反应后，乙氧基化产品中EO分布指数低、副产物多的问题，提供一种新的脂肪酸甲酯乙氧基化催化剂的合成方法，该方法具有得到的催化剂用于脂肪酸甲酯乙氧基化反应时乙氧基化产品中EO分布窄、副产物少的特点。

本发明所要解决的技术问题之二是上述技术问题之一所述合成方法得到的催化剂。

本发明所要解决的技术问题之三是上述技术问题之二所述催化剂在脂肪酸甲酯烷氧基化中的应用。

为解决上述技术问题之一，本发明的技术方案如下：脂肪酸甲酯烷氧基化催化剂的合成方法，包括以下制备步骤：

(1)将摩尔比为1:(1～10)离子液体与C₁～C₄的醇混合得到混合物i；为便于混合，可以通过加热的方式降低离子液体的粘度；

(2)将碱土金属盐和ⅡB族金属盐加入到混合物i中混合得到混合物ii，其中碱土金属盐、ⅡB族金属盐和混合物i质量之比为(0.1～0.3):(0.01～0.10):1；

(3)用调节混合物ii的pH至5～8得到混合物iii；

(4)将混合物iii在100℃以下真空干燥得到所述催化剂；

所述的离子液体为咪唑盐类离子液体。为加快上述步骤(1)和/或步骤(2)的混合速度，优选在加热情况下混合。上述技术方案中，步骤(3)调节混合物ii的pH时，优选采用浓硫酸，最优选采用浓度为98wt％的浓硫酸为pH调节剂。

上述技术方案中，所述离子液体结构通式(I)如下：