[发明专利]二聚酸及二聚酸甲酯制备方法

说明书

技术领域

本发明是对由不饱和脂肪酸及其相应的脂肪酸甲酯，制备二聚酸及二聚酸甲酯方法的改进，尤其涉及一种采用离子液体作催化制备二聚酸及二聚酸甲酯方法。 

背景技术

二聚酸及二聚酸甲酯主要指含有十八个碳原子的脂肪酸(例如油酸、亚油酸、亚麻酸)或其甲酯在催化剂作用下生成的无环二聚体或单环二聚体，是一种重要的化工中间体。二聚酸及二聚酸甲酯主要用于生产聚酰胺树脂、润滑剂、防锈油、表面活性剂、抗腐蚀剂、特种润滑剂、铁矿石浮选捕集剂、食品添加剂、热熔胶、塑料印刷油墨等领域。随着二聚酸工业的发展，二聚酸新的应用领域也在不断出现，尤其是它的无毒，不易燃的性质能够赋予衍生物良好的性能，具有广阔的发展空间。 

二聚酸及二聚酸甲酯制备中，通常采用以高岭土、白土以及改性白土等物质为催化剂，例如孙立明等[中国油脂，2006，36(8)：58-60]采用粒状活性白土作催化剂，反应为非均相催化反应。此法反应温度220℃，反应时间6小时，催化剂用量为脂肪酸的12％。并且催化剂与产品分离困难，催化剂夹带产品多，造成催化剂重复利用困难，不但会造成产品损失，还存在废水、废渣污染问题，增加了生产的成本。针对粉状、颗粒状白土催化剂夹带产品多，产品与催化剂分离困难，中国专利CN101367036提出制备片状催化剂，使得产品与催化剂易分离。其解决的是催化剂与产品的分离问题，不仅白土催化剂的其他缺点依然存在，例如反应温度250℃，反应时间8小时，催化剂用量为脂肪酸的11％。而且还增加了催化剂制成颗粒或片剂工艺。 

中国专利CN101293829公开以不饱和脂肪酸甲酯含量较高的混合脂肪酸甲酯或混合脂肪酸为原料，先在浓硫酸为助催化剂作用下，进行异构化反应；异构化反应结束，在常压及150-210℃下，加入3-5wt％均相催化剂(无水氯化铝或无水氯化锌)，进行聚合反应制备二聚酸甲酯及其二聚酸方法。然而无水氯化铝或无水氯化锌催化剂，具有很强的吸水性，吸水会降低催化剂的性能；其次，反应后的催化剂氯化铝或氯化锌需水解处理，水解产 物会造成污染，产品需要碳酸钠溶液及水洗涤，产生大量的工业废水；并且催化剂不能回用。 

上述不足因此仍有值得改进的地方。 

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种反应效率高，产品易与催化剂分离的二聚酸及二聚酸甲酯制备方法。 

本发明目的实现，主要改进在大量试验筛选基础上，选择采用带-SO3H官能团的磺酸类离子液体作催化剂，从而提高了该二聚反应的速度，并且反应完毕后催化剂易与产品分离，可以实现催化剂的重复回用，克服了现有技术的不足，实现本发明目的。具体说，本发明二聚酸或者二聚酸甲酯制备方法，包括不饱和脂肪酸或者其相应的甲酯，在催化剂催化下聚合反应，分离催化剂，蒸馏提纯产物，其特征在于所用催化剂为重量份≥0.5%的带-SO3H官能团的磺酸类离子液体，反应在150-300℃下进行，控制产物碘值60-75，反应终了静置分层产物和催化剂。 

本发明中 

控制反应温度，主要从提高反应速率及控制不需要的多聚物角度考虑，试验表明：反应温度低于150℃，则二聚反应速度慢，导致反应时间很长，缺乏实际工业应用价值；反应温度高于300℃，反应物中副产品多聚物(三聚物、四聚物等)增加，二聚体收率低。本发明试验确定反应温度较好为150-240℃。 

控制反应产物碘值60-75，主要是尽可能多的获得所需二聚物，如果碘值过低，例如明显低于60，则聚合产物中会造成不希望的多聚物增多；如果碘值过高，例如明显大于75，则表明未充分聚合反应，二聚体收率低。 

试验表明催化聚合，带-SO₃H官能团的磺酸类离子液体催化剂，可以是烷基磺酸咪唑类离子液体、烷基磺酸吡啶类离子液体。用量在0.5wt％(原料量计)以上时已能很好催化二聚反应，用量增多只是增加了制备成本，催化剂用量低于0.5wt％，则会造成催化效果不明显，导致反应时间很长，而缺乏实际应用价值。试验表明催化剂用量较好为1-8wt％，加入量达8wt％时自聚效果已经比较理想，过多增加催化剂只会增加制备成本。带-SO₃H官能团的磺酸类离子液体，包括烷基磺酸吡啶类离子液体、烷基磺酸咪唑类离子液体，其结构式分别为：