[发明专利]一种绿色增塑剂环氧脂肪酸甲酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及精细化工技术领域，具体是一种绿色增塑剂环氧脂肪酸甲酯的制备方法。

背景技术

环氧脂肪酸甲酯是一种广泛使用的无毒PVC增塑剂。随着人们环保意识的逐步增强，世界各国对增塑剂提出了更高的卫生要求。目前主要使用的邻苯二甲酸酯类增塑剂，由于属低分子物质，挥发性较大，容易在环境中散逸，进入人体或动物体内会产生仿雌性激素，具有潜在的致癌危险性，在许多国家其生产、应用已受到相关法规(如欧盟RoHS环保指令)的严格限制。而且，邻苯二甲酸酯类增塑剂来源于石油，近年来，能源危机不断加剧，原油大幅涨价带动了增塑剂成本急剧上涨，发展明显减缓，增塑剂面临产品结构和品种调整。由可再生的废弃动植物油脂制备的环氧脂肪酸甲酯，作为性能优越的新型环境友好增塑剂，已受到越来越多塑料加工业和增塑剂生产企业的高度关注，被视为邻苯二甲酸酯类增塑剂的良好替代品之一，应是增塑剂行业产品调整的主要方向。

目前，工业化生产环氧脂肪酸甲酯普遍存在环氧化反应的稳定性较差、产品环氧值不高、色泽较深、产品收率低、成本较高等问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种绿色增塑剂环氧脂肪酸甲酯的制备方法。

发明采用的技术方案是：制备方法包括如下步骤：

A、将脂肪酸甲酯、双氧水、有机酸、催化剂按重量比100∶30～50∶5～15∶0.1～0.3加入反应釜中，开启搅拌，当加热到40℃左右时，开始缓慢滴加双氧水，保持滴加速度均匀，在2～3h内滴加完毕，滴加双氧水时温度控制在55～60℃，双氧水滴加完毕后，反应温度控制在60℃左右，保温6～8h；

B、环氧化反应完成后，将反应产物转入中和罐，静置分层，分出下层水相，上层酯相(粗环氧脂肪酸甲酯)用稀碱液(1％NaOH溶液)调至中性；

C、中和完毕后，再用70℃的热水洗涤1～2次，去除残留皂化物，即脂肪酸盐；

D、酯相在真空条件下，减压蒸馏去除反应生成的低沸点物和残留水分，即得产品——环氧脂肪酸甲酯。

所述有机酸的含量为≥88％的甲酸或冰醋酸。

所述双氧水的浓度为30～50％。

所述催化剂为相转移催化剂，氯化苄基三乙基铵或硫酸氢四丁基铵。

本发明提供的这种绿色增塑剂环氧脂肪酸甲酯的制备方法工艺简单、环保、成本低、且制备的产品环氧值高、碘值低。

附图说明

附图是本发明绿色增塑剂环氧脂肪酸甲酯的制备方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例一

将脂肪酸甲酯、30％双氧水、88％冰醋酸、氯化苄基三乙基铵按重量比100∶40∶10∶0.2加入反应釜中，开启搅拌，加温到釜内温度在40℃左右时，开始缓慢滴加双氧水，保持滴加速度均匀，在2～3h内滴加完毕，滴加双氧水时温度应控制在55～60℃，双氧水滴加完毕后，反应温度应控制在60℃左右，保温时间约6h。环氧化反应完成后，将反应产物转入中和罐，静置分层，分出下层水相，上层粗环氧脂肪酸甲酯用稀碱液(1％NaOH溶液)调至中性。中和完毕后，再用70℃的热水洗涤1～2次，去除残留皂化物(即，脂肪酸盐)。粗环氧脂肪酸甲酯在真空度约0.098MPa条件下，薄膜蒸发去除反应生成的低沸点物和残留水分，即得产品——环氧脂肪酸甲酯。所得产品环氧值为4.72％，碘值为3.1gI/100g。

实施例二

将脂肪酸甲酯、30％双氧水、88％甲酸、硫酸氢四丁基铵按重量比100∶35∶12∶0.2加入反应釜中，开启搅拌，加温到釜内温度在40℃左右时，开始缓慢滴加双氧水，保持滴加速度均匀，在2～3h内滴加完毕，滴加双氧水时温度应控制在55～60℃，双氧水滴加完毕后，反应温度应控制在60℃左右，保温时间约6h。环氧化反应完成后，将反应产物转入中和罐，静置分层，分出下层水相，上层粗环氧脂肪酸甲酯用稀碱液(1％NaOH溶液)调至中性。中和完毕后，再用70℃的热水洗涤1～2次，去除残留皂化物(即，脂肪酸盐)。粗环氧脂肪酸甲酯在真空度约0.098MPa条件下，薄膜蒸发去除反应生成的低沸点物和残留水分，即得产品——环氧脂肪酸甲酯。所得产品环氧值为4.25％，碘值为2.8gI/100g。