本发明属于脂肪酸酯，具体涉及脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法。
背景技术：
1、聚醚多元醇作为一种在多个行业中被广泛应用的高分子材料，通常是由含活性氢的起始剂（如醇，胺，酚等）与环氧烷烃（如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等）在均相碱金属类催化剂（如氢氧化钾、氢氧化钠等）存在下开环均聚或共聚反应合成。脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯类产品是首先以脂肪醇和环氧乙烷开环共聚形成聚醚多元醇产品，随后与脂肪酸进行酯化反应得到的。其分子结构既包含了脂肪酸酯的结构，又包含了亲水性的聚氧乙烯醚结构，同时具有无毒和低刺激性的特点，在食品，医药，润滑剂，个人洗护等领域拥有较好的应用前景。
2、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸的酯化反应可以在浓硫酸或对甲苯磺酸为催化剂条件下进行，具有反应速率快，反应温度低，能耗小等特点。但由于聚醚多元醇产品的合成通常采用碱金属为催化剂，如果不对碱金属进行中和精制，在后续酯化过程中会毒害酸性催化剂，同时聚醚产品的端羟基被碱金属占据，电子和结构效应会使酯化难以进行。
3、中国专利cn111040149a，公开了一种聚醚酯消泡剂的制备方法，首先将多元醇与碱性催化剂混合，然后用环氧丙烷、环氧乙烷进行预滴并与之反应，反应结束后对粗产品进行中和、精制、过滤，得到聚醚多元醇；聚醚多元醇与脂肪酸在浓硫酸或对甲苯磺酸催化剂的作用下发生酯化反应，得到聚醚酯造纸消泡剂产品。中国专利cn114805786b，公开了一种栲胶基聚醚多元醇脂肪酸酯增塑剂的制备方法，首先以栲胶粗品为原料，在碱金属催化剂与环氧烷烃聚合生成聚醚多元醇，经酸中和与吸附剂精制脱除碱金属后，在硫酸、对甲苯磺酸、活性炭固载硫酸/对甲苯磺酸中的任一种催化剂下与脂肪酸酯化形成聚醚多元醇脂肪酸酯产品。以上专利的生产工艺中，均采用在碱金属催化条件下合成聚醚，经碱金属的脱除处理后，再在酸性催化条件下合成聚醚多元醇脂肪酸酯。此类工艺路线通常需要占用聚醚合成釜、聚醚精制釜和酯化釜等多个反应容器和多条生产线，不仅工艺冗长繁杂、生产效率低、生产成本高，而且硫酸和对甲苯磺酸会残留在产品中难以脱除，可能会影响产品的后续使用。
4、除此之外，酯类的合成亦可在碱性条件下进行。中国专利cn115650846a，公开了一种甘油聚氧乙烯醚脂肪酸酯的合成方法，包括以下步骤：将甘油聚氧乙烯醚和天然油脂为原料，在碱性催化剂（naoh或koh）的作用下，升温至反应温度220~250℃反应得到甘油聚氧乙烯醚脂肪酸酯。该方法虽然无需对聚醚中碱金属进行脱除后再进行酯化反应，但是碱金属的催化效率相对酸催化剂低，导致酯化反应所需温度较高，能耗及生产成本增加。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，通过化学方法将聚醚合成所用碱性催化剂转化为脂肪酸酯合成所用的酯化催化剂，省去了聚醚精制步骤，聚醚聚合反应和酯化反应可在一到两条生产线内完成，简化了合成工艺流程，缩短了生产周期，降低了能耗和生产成本。同时反应结束后仅通过过滤即可脱除催化剂，不会在产品中残留以致对下游应用产生影响，脱除后的固体酸性催化剂亦可再次用于酯化反应，实现循环利用。
2、本发明所采取的技术方案如下：
3、所述的脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，包括以下步骤：
4、（1）将多元醇与碱性催化剂混合，然后加入环氧乙烷，在温度为95~140℃、压力为0~0.5mpa的条件下进行开环聚合反应，得到聚醚多元醇粗品；
5、（2）降温至90℃以下，向聚醚多元醇粗品中加入硫酸水溶液，在温度为85~90℃的条件下搅拌反应1~2h，得到中间产物；
6、（3）向中间产物中加入脂肪酸，在温度为135~150℃、压力为-0.06~-0.09mpa的条件下进行酯化反应，至酯化率大于95%后，反应结束，卸掉真空后过滤，过滤完毕即得脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯。
7、所述的多元醇为二甘醇、丙二醇、甘油、正丁醇、异辛醇或正辛醇中的一种。
8、所述的碱性催化剂为甲醇钾、甲醇钠、氢化钠、氢氧化钾或氢氧化钠中的一种。
9、所述的硫酸水溶液的浓度为10~30wt.%。
10、所述的脂肪酸为硬脂酸、油酸或月桂酸中的一种。
11、所述的步骤（1）中，碱性催化剂的用量为多元醇与环氧乙烷总量的0.1~0.5wt.%。
12、所述的步骤（2）中，硫酸与碱性催化剂的摩尔比为（0.9~1.1）:1。
13、所述的步骤（3）中，脂肪酸的加入摩尔量与多元醇中羟基摩尔量的比值为（0.9~1.1）:1。
14、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
15、（1）本发明所述的脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，通过化学手段直接将聚醚合成中使用的碱性催化剂转化为脂肪酸酯合成所需的酯化催化剂，不仅省去了传统工艺中聚醚的复杂精制步骤，还极大地简化了整体合成工艺流程，缩短了生产周期，提高了生产效率，降低了能源消耗和生产成本；
16、（2）本发明所述的脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，反应结束后，体系中的催化剂以油不溶性的形式沉淀析出，仅通过简单的过滤操作即可脱除，避免了催化剂在脂肪酸酯产品中的残留。这不仅保证了脂肪酸酯产品的纯净度，同时减少了在下游应用中的潜在影响，还实现了催化剂的有效回收再利用，进一步降低了生产成本。
17、（3）本发明所述的脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，采用的酯化催化剂（硫酸氢钾或硫酸氢钠）相较于传统的硫酸催化剂更为温和，减少了对生产设备的腐蚀，延长了设备使用寿命，降低了维护成本。同时，脂肪酸酯产品中钾钠离子的残留量在10ppm以下，确保了脂肪酸酯产品的高品质，满足了更为严格的环保标准和下游应用要求。
1.一种脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于，所述的多元醇为二甘醇、丙二醇、甘油、正丁醇、异辛醇或正辛醇中的一种。
3.根据权利要求1所述的脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于，所述的碱性催化剂为甲醇钾、甲醇钠、氢化钠、氢氧化钾或氢氧化钠中的一种。
4.根据权利要求1所述的脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于，所述的硫酸水溶液的浓度为10~30wt.%。
5.根据权利要求1所述的脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于，所述的脂肪酸为硬脂酸、油酸或月桂酸中的一种。
6.根据权利要求1所述的脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中，碱性催化剂的中碱金属的质量为多元醇与环氧乙烷总量的0.1~0.5wt.%。
7.根据权利要求1所述的脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中，硫酸与碱性催化剂的摩尔比为（0.9~1.1）:1。
8.根据权利要求1所述的脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中，搅拌反应的温度为85~90℃，时间为1~2h。
9.根据权利要求1所述的脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，脂肪酸的加入摩尔量与多元醇中羟基摩尔量的比值为（0.9~1.1）:1。
10.根据权利要求1所述的脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，酯化反应的温度为135~150℃，压力为-0.06~-0.09mpa。
