[发明专利]一种高双酯含量磷酸酯表面活性剂的合成方法

说明书

本发明公开了一种高双酯含量磷酸酯表面活性剂的合成方法，属于磷酸酯合成技术领域。合成方法包括以下步骤：（1）烯烃与聚乙二醇反应合成脂肪仲醇聚氧乙烯醚，再经减压蒸馏脱水得到含水量为不大于200ppm的低含水量的脂肪仲醇聚氧乙烯醚；（2）脂肪仲醇聚氧乙烯醚与磷酰化试剂五氧化二磷进行酯化反应。本发明采用低含水量脂肪仲醇聚氧乙烯醚作为原料，能够有效降低产物中磷酸含量、提高酯化率，并且可提高产物中的双酯含量，从而增强产品的去污、润滑能力和填充性。

技术领域

本发明涉及磷酸酯合成技术领域，具体涉及一种高酯化率、高双酯含量磷酸酯表面活性剂的合成方法。

背景技术

磷酸酯类表面活性剂除了具有优良的润湿、增溶、洗净、乳化等一般的表面活性剂的特性，还具有毒性和刺激性较小、易生物降解、刺激性较低、热稳定性强等优点，广泛用于化纤、纺织、造纸、皮革、日用化学品以及金属防腐等领域。

醇醚磷酸酯是由非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚经五氧化二磷酯化而得到的一类既具有非离子表活特征也具有阴离子表活特征的表面活性剂。其中脂肪醇聚氧乙烯醚又可大致分为直链、支链两种。由直链脂肪醇聚氧乙烯醚经酯化而得到的醇醚磷酸酯以高单酯含量为主，主要作为抗静电剂用于纺织、印染行业，这是由于磷酸单酯的溶解度大于双酯，乳化性、渗透性和抗静电性能较好。但是直链脂肪醇聚氧乙烯醚在低温情况下容易出现凝固、取料困难等问题，影响生产效率和反应速率。

支链脂肪醇聚氧乙烯醚主要以支链伯醇聚氧乙烯醚为主，但以支链伯醇聚氧乙烯醚与五氧化二磷为主生产的醇醚磷酸酯产品中单双酯比例差较大，双酯含量较少，如公开号为CN106478715A公开的一种合成无色脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的方法，其主要是提高单酯含量。而双酯含量较高的磷酸酯用于皮革加脂填充度更好，产品的柔软性和润滑性更好。公开号CN111574555A提供的一种合成脂肪醇聚氧乙烯醚磷化产物的方法，其中通过C16-C18脂肪醇聚氧乙烯醚与磷酸化剂进行酯化反应，再进行水解得到，通过改变脂肪醇聚氧乙烯醚和磷酸化剂的比例来达到提高双酯含量，但其双酯含量仍然低于50%，产品填充性和润滑性均会适当降低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种高酯化率、高双酯含量磷酸酯表面活性剂的合成方法，能够提高磷酸酯中的双酯含量，同时降低磷酸残留量，色泽好，润滑性和填充性能更加优异。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种高双酯含量磷酸酯表面活性剂的合成方法，包括以下步骤：

（1）将烯烃与聚乙二醇在100-150℃、催化剂存在的情况下合成脂肪仲醇聚氧乙烯醚，再经减压蒸馏脱水得到低含水量的脂肪仲醇聚氧乙烯醚，具体的反应方程式为：

；

（2）将步骤（1）所述低含水量的脂肪仲醇聚氧乙烯醚通过磷酰化试剂反应，反应后再加入水解剂进行水解，得到磷酸酯表面活性剂，具体的反应方程式为：

。

进一步的，式中所述R¹是碳数为6-12的烷基，n的范围为2≤n≤10。

进一步的，步骤（1）中所述烯烃与聚乙二醇摩尔比为1:1-4。

进一步的，所述催化剂为磺化交联的苯乙烯/二乙烯基苯共聚物。

进一步的，所述催化剂的用量为烯烃与聚乙二醇总质量的0.5%-15%。

进一步的，步骤（2）中所述磷酰化试剂为五氧化二磷，所述脂肪仲醇聚氧乙烯醚与五氧化二磷的投料摩尔比为2.5-3.5:1。

进一步的，所述五氧化二磷的投料温度为35-45℃；投料完成后升温至60-90℃进行酯化反应3-5h。

进一步的，步骤（2）中所述的水解剂为去离子水或双氧水，所述水解剂的加入量为脂肪仲醇聚氧乙烯醚和磷酰化试剂总质量的0.2%-1%。