[發明專利]一種簡便、低成本高親水性聚甘油酯的制備方法

有效

• 申請號: 202010597077.7
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111620780B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 邢鵬遙;郝愛友;安偉
• 申請（專利權）人: 山東大學;山東濱州金盛新材料科技有限責任公司
• 主分類號: C07C69/40
• 分類號: C07C69/40;C07C67/08;C07C69/58;B01F17/42
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

本發明涉及一種簡便、低成本制備高親水性聚甘油酯的方法，本發明的方法通過對常規聚甘油酯的接支，然后使接支鏈繼續與聚甘油反應，使親水基得到延長，得到親水性強的聚甘油酯，生產過程中不使用環氧乙烷及縮水甘油，生產過程中沒有產生二噁烷的隱患，對環境友好，成本低，得到的高親水性聚甘油酯質量高，屬于可降解、環境友好型產品。

技術領域：

本發明涉及一種簡便、低成本制備高親水性聚甘油酯的方法，屬于功能材料領域。

背景技術：

表面活性劑素有“工業味精”之稱，在洗滌、化工、工業加工等領域不可或缺，主要包括陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑以及非離子表面活性劑。其中，聚氧乙烯醚(PEG)類表面活性劑為應用最為廣泛的非離子表面活性劑，主要包括烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、脂肪酸聚氧乙烯醚(AE)等。其中，作為親水基的聚氧乙烯基團，是通過來自石化獲得的環氧乙烷聚合得到。因此，聚氧乙烯醚(PEG)類表面活性劑在生產過程中，可能會伴有致癌物二噁烷的產生，使用后，不易降解，容易進入自然環境，進入生態循環系統，進而產生潛在風險。此外，環氧乙烷是一種危險的原料，在制造過程中必須非常小心，盡量減少操作人員的風險。隨著可持續發展的理念日益深入人心，這種材料將逐漸失去吸引力。

因此，可再生原料來源的表面活性劑成為研究的熱門，其中，基于植物來源的甘油和脂肪酸得到的聚甘油酯就是其中最有潛力的一種。甘油通過自身聚合得到聚甘油，聚甘油與不同鏈長的脂肪酸以不同的比例反應，得到HLB2-16的聚甘油酯。聚甘油酯，因其原料全部來自可再生來源，安全性高，已作為乳化劑，穩定劑，消泡劑，廣泛應用于食品、化妝品、日化等行業中。

限制聚甘油酯大范圍應用的原因是，高親水性聚甘油酯難以通過簡便方法制備：由于甘油有三個羥基結構，反應位點多，聚合過程中發生易環化等，采用常規聚合法，難以得到長鏈型聚合甘油，進而難以得到的高親水型的聚甘油脂肪酸酯。

專利文獻CN 1308276C通過LC/MS分析法分析了日本坂本藥業株式會社銷售的十聚甘油#750，其實際為二聚甘油到十四聚甘油的混合物，并含有大量的環狀結構。通過以下方法制備聚甘油：將甘油加熱到120℃，然后逐漸滴加縮水甘油和磷酸，繼續反應直到縮水甘油的濃度低于0.1％為止。所得產品中環狀結構很小。但反應過程中，使用的縮水甘油不宜制得、儲存，生產成本較傳統工藝高很多。

同樣，專利文獻JPH 08109153中，使用脂肪酸與縮水甘油發生聚合反應制備聚甘油酯的方法，以及專利文獻JP2007077405A中，實施例1也披露了脂肪酸在磷酸催化作用下，于140℃下，滴加縮水甘油醚，得到單酯取代度高達87.7％的聚甘油酯。以上兩種方法在制備過程中都用到了縮水甘油，存在同樣的問題。

從現有報道可以看出，采用傳統堿催化工藝得到的聚甘油產品，聚合度較低，環狀結構較多，氣味，顏色等問題較為嚴重。雖然可以通過縮水甘油醚生產環狀結構較少的聚甘油或生產單酯含量較高的聚甘油酯，但縮水甘油原料自身的生產比較困難，來源受限，生產成本較高。此外，縮水甘油自身屬于高毒物質。

因此，研發一種新型高親水性的聚甘油酯的制備工藝，具有重要的意義，同時有利于推進其作為乳化劑、穩定劑、分散劑在化妝品、食品、日化等行業的發展。

發明內容：

針對現有技術的不足，本發明提供一種簡便、低成本制備高親水性聚甘油酯的方法。

本發明的方法通過對常規聚甘油酯進行接支，然后使接支鏈繼續與聚甘油反應，使親水基得到延長，得到親水性強的聚甘油酯，整個生產過程中不使用環氧乙烷及縮水甘油，且沒有產生二噁烷的隱患，對環境友好，成本低，得到的高親水性聚甘油酯質量高，屬于可降解、環境友好型產品。

術語說明：

理論酸值＝投料時，聚甘油酯和丁二酸酐混合料的酸值/2。

本發明是通過如下技術方案實現的：