專利名稱：一種多嵌段共聚醚抗乳化劑的合成方法
技術領域：
本發明涉及潤滑油抗乳化劑的制備，具體屬于一種多嵌段共聚醚抗乳化劑的合成方法。
背景技術：
環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚物是一種新型非離子表面活性劑，這種產品是以環氧乙烷-環氧丙烷為主要原料，在特定催化劑和起始劑存在下聚合而成的。在合成過程中，通過選擇適當的起始劑及調控合成過程，即可得到不同分子量、不同性能、不同形態的多種產品。
美國Lubrizol Corporation作為當今世界上最大的專業化潤滑油添加劑公司，生產的潤滑油用抗乳化添加劑，具有較好的油品配伍性，但生產使用成本很高。目前國內已商品化的聚環氧丙烷含氮衍生物和改性聚醚高分子化合物等潤滑油抗乳化劑，具有一定的油水分離性能，但它們在油品中添加量大，與油品的配伍性差，在改善潤滑油抗乳化性能的同時，又會影響潤滑油其它性能如粘溫性能、PB值、酸值等。
圍繞新型環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚醚抗乳化劑的制備主題，本發明通過分子設計、結構調控合成了系列抗乳化性能優良、與潤滑油配伍性良好的具有特定分子量與分子量分布的新型功能性嵌段共聚醚表面活性劑，可解決潤滑油、特別是船用潤滑油乳化的難題。
發明內容
本發明的目的是要提供一種成本較低、適用潤滑油油品范圍廣泛、結構可控、低起泡、低毒、高效、對環境友好的環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚醚的合成方法，以及按照該方法制備得到的抗乳化劑產品。
本發明提供一種多嵌段共聚醚抗乳化劑的合成方法，包括如下步驟將起始劑和催化劑加入高壓反應釜中，用氮氣充分吹除管路及反應釜1～4次，攪拌并升溫至80～100℃，然后邊抽真空并繼續升溫至120℃，停止抽真空，滴加環氧丙烷，控制溫度在130～140℃，壓力＜0.6MPa；接著降溫至110～125℃，滴加環氧乙烷，控制反應壓力＜0.6MPa，環氧乙烷滴加完成后；繼續保溫反應0.5～2小時，冷卻，至反應釜溫度85～95℃，加入適量的水，攪拌均勻后，加入活性炭吸附劑，劇烈攪拌1～3小時，趁熱過濾，得到嵌段共聚醚抗乳化劑。
其中，物料各組分及其重量比為起始劑∶催化劑∶環氧丙烷∶環氧乙烷∶吸附劑＝1∶0.3～4∶150～300∶20～50∶3～10。
所述的起始劑可以是一元醇如正丁醇或十八烷醇；二元醇如乙二醇；多元醇如丙三醇；或多元胺如多乙烯多胺或乙二胺；所述的催化劑可以是鉀鹽(氫氧化鉀，碳酸鉀，碳酸氫鉀等)、介孔硅氧化物負載鉀或硅-鋯復合氧化物負載鉀。
所述介孔硅氧化物負載鉀和硅-鋯復合氧化物負載鉀復合催化劑的制備方法(1)介孔硅氧化物載體的制備按照中國專利200510012318.2或200510012316.3所述方法制備；(2)硅-鋯復合氧化物載體的制備稱取一定量二水合硝酸氧鋯置于燒瓶中，加入水和乙醇的混合介質(體積比1∶4)使之溶解，調節溶液的pH值至1.5，將混合溶液置于80℃的恒溫水浴中回流，接著滴加適量的正硅酸乙酯(硅加入量為鋯用量的20～100倍)，繼續回流直至形成白色凝膠。室溫老化兩小時。轉移凝膠至高壓釜。以乙醇為介質于270℃進行恒溫超臨界干燥半小時，用氮氣吹除釜內流體至室溫，得到硅-鋯復合氧化物。
(3)復合催化劑的制備將一定量的上述(1)或(2)得到的載體加入到一定濃度的氫氧化鉀溶液中(每克載體負載2mmol鉀)，持續攪拌30分鐘，于110℃的烘箱中干燥10～20小時后，轉至馬弗爐350℃焙燒3～5小時，即得到所需催化劑。
按照上述方法得到的多嵌段共聚醚抗乳化劑產品，分子量為4800-5500，總體抗乳化性能油中水＜0.4％；總水分80-84ml；乳化層痕跡；比重0.92-0.94。它的生產應用成本較低、適用潤滑油油品范圍廣泛、結構可控、低起泡、低毒、高效、對環境友好。
本發明與現有技術相比具有如下優點1.按照本項發明合成方法得到的抗乳化劑環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚醚具有分子量分布窄，鏈段結構可控的顯著特征；具有完全不同與目前同類潤滑油抗乳化劑的內在組成分子結構，具有優異的油水分離性能，與油品配伍性好，添加量少、應用成本低，體現出環境友好，非常有利于工業化推廣。針對不同場所所用潤滑油的特點，有針對性地選擇合成抗乳化劑的催化劑和起始劑，可得優異抗乳化性能的環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚醚，分子量為4800-5500，總體抗乳化性能油中水＜0.4％；總水分80-84ml；乳化層痕跡；比重0.92-0.94。
2.選用介孔硅氧化物負載鉀或硅-鋯氧化物負載鉀催化劑，避免了傳統環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚物產品中由于太多鉀離子的殘留造成的顏色較深，渾濁，透光性差，以及要求鉀離子含量低的特殊潤滑油領域。
3.環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚物的合成可以采用分段式，重復特征合成步驟，可以有效地根據潤滑油抗乳化劑的不同使用場所選擇不同的合成手段。在合成嵌段共聚物時，先將環氧乙烷或環氧丙烷進行聚合，再加入環氧丙烷或環氧乙烷進行共聚，若接環氧丙烷共聚單體，得到親油性較強的環氧丙烷端基；反之，則為親水性較強環氧乙烷端基。
4.抗乳化劑環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚醚的合成原料易的，生產成本較小，易于工業化推廣。
5.抗乳化劑環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚醚的合成可以在一個改裝的高壓反應釜內進行，既避免了多次出料和加料中水分的影響，保證了產品的質量穩定性；又減少了反應設備的消耗，降低了生產成本。
6.選用優異活性炭吸附劑進行后處理，進一步提高了環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚醚抗乳化劑的產品性能，特別在高級潤滑油中有廣泛的應用前景。
具體實施例方式實施例1將正丁醇1g和硅-鋯復合氧化物負載鉀催化劑3g加入1升高壓反應釜中，用氮氣充分吹除管路及反應釜至少3次，攪拌并升溫至95℃，然后邊抽真空并繼續升溫至120℃，停止抽真空，滴加環氧丙烷200g，控制溫度在140℃，壓力＜0.6MPa；接著降溫至120℃，滴加環氧乙烷30g，控制反應壓力＜0.3MPa，環氧乙烷滴加完成后，繼續保溫反應一小時，冷卻，至反應釜溫度90℃，加入適量的水，攪拌30分鐘后，加入5g的活性炭吸附劑，劇烈攪拌2小時，趁熱過濾，得到多嵌段共聚醚抗乳化劑。分子量為4900-5200。總體抗乳化性能油中水＜0.3％；總水分80-82ml；乳化層痕跡；比重0.92-0.93。
實施例2
將十八烷醇1g和硅-鋯復合氧化物負載鉀催化劑4g加入1升高壓反應釜中，用氮氣充分吹除管路及反應釜至少2次，攪拌并升溫至95℃，然后邊抽真空并繼續升溫至120℃，停止抽真空，滴加環氧丙烷200g，控制溫度在135℃，壓力＜0.5MPa；接著降溫至120℃，滴加環氧乙烷30g，控制反應壓力＜0.3MPa，環氧乙烷滴加完成后，繼續保溫反應一小時，冷卻，至反應釜溫度90℃，加入適量的水，攪拌30分鐘后，加入5g的活性炭吸附劑，劇烈攪拌2小時，趁熱過濾，得到多嵌段共聚醚抗乳化劑。
實施例3將正丁醇1g和硅-鋯復合氧化物負載鉀催化劑3g加入1升高壓反應釜中，用氮氣充分吹除管路及反應釜至少3次，攪拌并升溫至95℃，然后邊抽真空并繼續升溫至120℃，停止抽真空，滴加環氧丙烷210g，控制溫度在140℃，壓力＜0.6MPa；接著降溫至120℃，滴加環氧乙烷28g，控制反應壓力＜0.3MPa，環氧乙烷滴加完成后，繼續保溫反應一小時，冷卻，至反應釜溫度90℃，加入適量的水，攪拌30分鐘后，加入6g的活性炭吸附劑，劇烈攪拌2小時，趁熱過濾，得到多嵌段共聚醚抗乳化劑。
實施例4將正丁醇1g和介孔硅氧化物負載鉀催化劑3g加入1升高壓反應釜中，用氮氣充分吹除管路及反應釜至少3次，攪拌并升溫至95℃，然后邊抽真空并繼續升溫至120℃，停止抽真空，滴加環氧丙烷186g，控制溫度在140℃，壓力＜0.6MPa；接著降溫至120℃，必要時抽真空，滴加環氧乙烷17g，控制反應壓力＜0.3MPa，環氧乙烷滴加完成后，繼續保溫反應一小時，冷卻，至反應釜溫度90℃，加入適量的水，攪拌30分鐘后，加入4g的活性炭吸附劑，劇烈攪拌2小時，趁熱過濾，得到多嵌段共聚醚抗乳化劑。分子量為4800-5500。總體抗乳化性能油中水＜0.4％；總水分80-84ml；乳化層痕跡；比重0.92-0.94。
實施例5將正丁醇1g和氫氧化鉀0.3g加入1升高壓反應釜中，用氮氣充分吹除管路及反應釜至少3次，攪拌并升溫至95℃，然后邊抽真空并繼續升溫至120℃，停止抽真空，滴加環氧丙烷186g，控制溫度在140℃，壓力＜0.6MPa；接著降溫至120℃，必要時抽真空，滴加環氧乙烷17g，控制反應壓力＜0.3MPa，環氧乙烷滴加完成后，繼續保溫反應一小時，冷卻，至反應釜溫度90℃，加入適量的水，攪拌30分鐘后，加入4g的活性炭吸附劑，劇烈攪拌2小時，趁熱過濾，得到多嵌段共聚醚抗乳化劑。
權利要求
1.一種多嵌段共聚醚抗乳化劑的合成方法，其特征在于包括如下步驟將起始劑和催化劑加入高壓反應釜中，用氮氣充分吹除管路及反應釜1～4次，攪拌并升溫至80～100℃，然后邊抽真空并繼續升溫至120℃，停止抽真空，滴加環氧丙烷，控制溫度在130～140℃，壓力＜0.6MPa；接著降溫至110～125℃，滴加環氧乙烷，控制反應壓力＜0.6MPa，環氧乙烷滴加完成后；繼續保溫反應0.5～2小時，冷卻，至反應釜溫度85～95℃，加入適量的水，攪拌均勻后，加入活性炭吸附劑，劇烈攪拌1～3小時，趁熱過濾，得到嵌段共聚醚抗乳化劑；其中，物料各組分及其重量比為起始劑∶催化劑∶環氧丙烷∶環氧乙烷∶吸附劑＝1∶0.3～4∶150～300∶20～50∶3～10。
2.按照權利要求1所述的一種多嵌段共聚醚抗乳化劑的合成方法，其特征在于所述的催化劑是鉀鹽、介孔硅氧化物負載鉀或硅-鋯復合氧化物負載鉀。
3.按照權利要求1或2所述方法合成的多嵌段共聚醚抗乳化劑。
全文摘要
一種多嵌段共聚醚抗乳化劑的合成方法，使用介孔硅氧化物負載鉀或硅－鋯氧化物負載鉀催化劑，根據抗乳化劑環氧乙烷－環氧丙烷嵌段共聚醚分子設計的要求，分別采用一元醇、二元醇、多元醇為起始劑，與環氧乙烷－環氧丙烷進行嵌段共聚反應，然后進行后處理得到目標物。該方法得到的產品多嵌段共聚醚抗乳化劑，分子量為4800－5500，總體抗乳化性能油中水＜0.4％；總水分80－84ml；乳化層痕跡；比重0.92－0.94。它的生產應用成本較低、適用潤滑油油品范圍廣泛、結構可控、低起泡、低毒、高效、對環境友好。
文檔編號C10M145/00GK1743357SQ200510012798
公開日2006年3月8日 申請日期2005年9月7日 優先權日2005年9月7日
發明者趙永祥, 賈志奇, 秦曉琴, 高春光, 劉滇生 申請人:山西大學