[发明专利]用棕榈油制备含环氧脂肪酸低碳醇酯增塑剂物质的方法

说明书

技术领域

本发明属于增塑剂制备方法领域，涉及用棕榈油制备含环氧脂肪酸低碳醇酯增塑剂物质的方法。

背景技术

增塑剂是一种塑料生产中常用的化工助剂，主要作用是降低聚合物熔融黏度和熔融温度，增加聚合物可塑性和流动性，使塑料制品具有柔韧性。目前使用最广泛的传统性增塑剂是邻苯二甲酸酯类增塑剂，如邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)等。但由于此类增塑剂含有苯环，有毒且不易降解，在生产和使用过程中，严重威胁着人们的身体健康和生存环境，各国已相继出台法律限制此类产品的使用，并且，此类增塑剂来源于石油工业，而石油属于不可再生资源，随着国际油价的飙升和石油资源的日益紧缺，发明一种能替代邻苯二甲酸酯类的环保类增塑剂成为产业热点和必然趋势。

环氧增塑剂是分子结构中带有环氧基团的化合物，它不仅对聚氯乙烯(PVC)有增塑作用，而且可使PVC链上的活泼氯原子稳定，环氧增塑剂分子结构中的环氧基团可以吸收PVC因光和热分解出来的氯化氢，从而阻止PVC的连续分解，起到稳定的作用。环氧增塑剂与邻苯二甲酸酯类增塑剂比较，其突出优点是毒性极小、耐热、耐光、稳定性好，在许多国家已允许用于医疗器械及食品类的包装材料。目前环氧增塑剂主要产品分为环氧油脂和环氧脂肪酸低碳醇酯两类增塑剂。环氧油脂类的主要原料是天然油脂(主要成分是脂肪酸甘油脂)，如大豆油、蓖麻油、菜籽油、棕榈油等，其生产工艺是直接将天然油脂环氧化。环氧大豆油是国内外开发应用较早的一种环氧油脂类增塑剂，但由于其分子量大相溶性差，目前仅作为辅助增塑剂在塑料、涂料、橡胶等工业领域使用。环氧脂肪酸低碳酯类增塑剂，目前国内具有以废弃动植物油脂为原料进行生产的公开技术，如CN100590188C、CN100580025C、CN101372539A等公开的技术方案，制备中，都必须对原料进行预处理，去除多种类型的杂质、除味、除水、脱色，之后在强酸和/或强碱催化下一步或两步完成酯化、酯交换，而后再环氧化，不足之处在于，废弃动植物油脂来源复杂，不仅原料无保证，而且原料质量也难以控制，强酸、强碱对设备腐蚀性大，整体工艺复杂，流程长，能耗高，对环境污染大，虽然终产品纯度高，但难以产业化生产。

棕榈油是从油棕树上的棕榈果中榨取出来的，产地主要集中在东南亚的马来西亚、印度尼西亚等国家。油棕树是世界上生产效率最高的产油植物，每公顷油棕树生产大约3.7吨的油脂，比同面积的花生高出5倍，比大豆高出9倍。棕榈油是世界第二大植物油，仅次于大豆油，而其价格较菜籽油和大豆油低，利用棕榈油生产环氧增塑剂具有很好的经济可行性，因此棕榈油是除废弃油脂以外另一种廉价高效原料。目前，国内外的棕榈油化工深度开发利用尚处起步阶段。专利公开号为现CN101255143A的发明专利公布了一种环氧棕榈油增塑剂的生产方法，在不加任何溶剂的条件下，用环氧化剂在酸催化条件下一步合成环氧棕榈油，此产品与环氧大豆油一样属于环氧油脂类增塑剂，由于分子量大、相溶性差等不足，在塑料领域只能作为辅助增塑剂，难以替代邻苯二甲酸酯类增塑剂。目前，利用棕榈油生产环氧脂肪酸低碳醇酯类增塑剂的研究尚未见报道。

发明内容

解决的技术问题：

本发明的目的是提供一种用棕榈油制备含环氧脂肪酸低碳醇酯增塑剂物质的方法，能克服现有技术中存在的不足，尽管本发明制备的终产品并非为单纯的环氧脂肪酸低碳醇酯，但其增塑性能能满足要求，因此，既能部分以至完全代替邻苯二甲酸酯类增塑剂，又能克服环氧油酯类增塑性能的局限性，也能克服以废弃动植物油脂为原料制备环氧脂肪酸低碳醇酯增塑剂的局限性及其制备方法存在的诸多不足，从而拓展环保类增塑剂的制备领域，有利于尽快满足市场对环保类增塑剂的需求，而且原料易得，制备工艺简便，易实施、成本低，对环境污染小，并易于控制，便于产业化生产。

采用的技术方案：

用棕榈油制备含环氧脂肪酸低碳醇酯增塑剂物质的方法，其特征在于：所述制备方法为两步法；

第一步、酯交换反应

将棕榈油、低碳醇和催化剂按质量份数比为5～10∶1～200∶0.1～1的比例加入到酯交换反应釜中，并搅拌均匀，在搅拌下，控制反应温度在50～150℃，常压下反应1～48小时，当转化率≥90％则酯交换反应结束，之后分离除去未反应的低碳醇、催化剂和反应中生成的甘油，余下的反应产物脂肪酸低碳醇酯经水洗为中性后留用；

第二步、环氧化反应