[发明专利]一种环氧化生物柴油增塑剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，适用于植物油厂下脚料——油脚、皂脚以及餐饮业废油制备生物柴油的深度开发加工，具体涉及生物柴油(脂肪酸甲酯)的环氧化制备增塑剂的方法。

背景技术

环氧生物柴油(即环氧脂肪酸甲酯)是—种新型环保增塑剂，与环氧植物油(如环氧大豆油)增塑剂相比，它不仅可以完全代替邻苯二甲酸二辛酯(DOP)增塑剂，制造出无毒环保的聚氯乙烯(PVC)产品，用于食品包装、医疗用品材料、玩具和供水管道等。同时也可作纤维素树脂和合成橡胶的无毒增塑剂与软化剂。在制品的加工中，添加环氧生物柴油能明显提高制品的物理性能和延长老化时间，与镉、钡、锌等金属稳定剂并用时，有良好的协同作用。此外，因其还具有良好的润滑性、相容性和分散性，还可用作表面活性剂和分散剂，应用在环氧涂料和环氧树脂等生产行业，有独特的耐光、热、老化性能。生产的PVC制品性能(包括机械加工性能、耐候性能和塑化性能)达到国际标准要求。

我国近年来相继投资建设了一批大吨位乙烯生产企业，带动了增塑剂生产快速发展，但其产品结构不尽合理。加速产品结构调整，加大特种新型增塑剂开发力度，将是我国增塑剂工业的发展方向。

采用先水解、再酯化、后蒸馏的工艺，可从各种植物油(棕榈油除外)精炼后的废料——油脚、皂脚及餐饮业废油制得廉价的生物柴油，该法已工业化生产。为延长生物柴油产品链，扩大生物柴油的应用范围，生产新型无毒增塑剂已成为研究的热点，但当前环氧生物柴油增塑剂普遍存在的问题是环氧值偏低(为3-3.5％)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以生物柴油为原料，制取环氧化生物柴油增塑剂的方法，该方法制取的环氧化生物柴油增塑剂的环氧值可提高到4.5％以上。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：将生物柴油、乳化剂、质量分数为88％的甲酸按重量比1∶0.005-0.035∶0.05-0.15加至反应罐中，当反应罐内温度控制在55-65℃时，缓慢滴加质量分数为30％的双氧水，其重量为生物柴油的0.3-0.7倍，维持反应温度，保温8-10h。反应完毕后，将反应产物移至精炼罐中，静置分层，分出下层水相，上层酯层用热水反复洗涤，直至水洗液pH值为7左右，酯层在真空下减压蒸馏，去除反应生成的低沸点物和残留水分，冷却过滤，即得产品。作为一种优选方案，所述乳化剂为聚乙二醇。更进一步的优选方案是生物柴油、聚乙二醇、88％的甲酸、30％的双氧水按重量比为1∶0.02∶0.09∶0.6。

本发明具有如下优点：

1.用植物油厂下脚料——油脚、皂脚以及餐饮业废油生产的生物柴油为原料，制取的环氧化生物柴油增塑剂，无毒、环保，为生物柴油的深度开发利用开创了一条新途径。

2.在反应中引入乳化剂有利于反应完全充分，减少了副产物的产生，使产品的环氧值高，产品质量优良。

3.工艺简单、科学合理。甲酸用量少，降低了废水的处理量，因而工业化应用前景广阔。

4.在市场经济条件下，开发价值更高的生物柴油新用途，有利于保护生物能源的生产和技术储备。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

将生物柴油、聚乙二醇、质量分数为88％的甲酸按重量比1∶0.02∶0.09加入反应罐中，反应罐内部装有换热盘管，外部为夹套，以控制反应温度。当升温至60℃，在搅拌下，缓慢滴加质量分数为30％的双氧水，双氧水的滴加量为生物柴油量的0.6倍，滴加过程中维持温度60℃，反应时间约9h。反应完毕后静置分层，放出下层水层，上层酯层用70℃的蒸馏水进行水洗，水洗3-4次，每次用水量为酯层体积的50％左右，直至水洗液pH值为7左右。上层酯层在真空度为0.085Mpa、温度为90℃下减压蒸馏0.5h，将低沸点产物和残留水分蒸发除去，冷却过滤制得产品，水层及水洗废水用碱中和后排放。所得产品环氧值为4.65％，碘值为4g/100g。