[发明专利]一种环氧脂肪酸甲酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧脂肪酸甲酯的制备方法。

背景技术

增塑剂的作用是降低聚合物熔融粘度和熔融温度，增加聚合物可塑性和流动性，使塑料制品具有柔韧性。

我国今年来各地相继投资建设大吨位乙烯工程，因而整个塑料加工工业对增塑剂需求也在逐年增加，此外还有一定数量增塑剂产品出口。

随着人类环保意识的增强。增塑剂的毒性越来越受到人们的关注，传统的邻苯二甲酸酯类增塑剂因为有致癌的可能性在国外的许多领域已经被禁用，而柠檬酸酯类环氧化合物等新兴增塑剂因绿色环保而受到青睐。目前环氧增塑剂以环氧大豆油为主，而环氧大豆油生产方式单一、成本高、利润低、没有良好的经济和社会效益，发展空间不大，与环氧植物油增塑剂相比，环氧脂肪酸甲酯增塑剂不仅可以完全或者部分代替DOP增塑剂制造出无毒、环保的PVC产品，用于食品包装、医疗用品材料、玩具和供水管道等，同时也用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，添加环氧脂肪酸甲酯能明显提高制品的物理性能和延长老化时间，与钡、镉、锌等金属稳定剂并用时有良好的协同作用。目前大部分的脂肪酸甲酯都是直接环氧化，且是以甲酸和双氧水为氧化剂，硫酸为催化剂，这样的工艺所生产的环氧脂肪酸甲酯的环氧值偏低，使其相容性有所缺点，大大限制了增塑剂环氧脂肪酸甲酯的使用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有较高环氧值的环氧脂肪酸甲酯的制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种环氧脂肪酸甲酯的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：将双氧水25～40重量份与甲酸溶液4～12重量份混合得到A混合液，在5～15℃下放置1～3h；

第二步：将脂肪酸甲酯50～70重量份加入催化剂0.1～3重量份，滴加第一步所得的A混合液，在55℃～70℃、常压的条件下搅拌5～10小时进行环氧化反应，环氧化反应完成后，静置分层或者进行离心分离，除去水层，在油层中加入质量分数为1％～5％的氢氧化钠溶液进行中和，静置分层或者进行离心分离，除去水层，水洗，静置分层或者进行离心分离，除去水层，真空条件下脱水压滤得到成品环氧脂肪酸甲酯。

优选地，所述第一步中，双氧水的质量分数为30％～70％。

优选地，所述第一步中，甲酸溶液的质量分数为80％～88％。

优选地，所述第二步中，催化剂为硫酸铝、浓硫酸和EDTA按照重量比6-4∶3-2∶1-2复配而成。

优选地，所述第二步中，在加入催化剂前，对脂肪酸甲酯进行预处理，所述的预处理的具体步骤为将脂肪酸甲酯进行汽提处理，汽提温度110～130℃，汽提时间1～3h，汽提真空度为-0.085MPa～-0.095MPa，汽提处理后，加入质量分数为0.1％～0.5％的白土搅拌0.2～0.5h后，抽滤得到预处理后的脂肪酸甲酯。上述处理不仅提高了脂肪酸甲酯本身的碘值，而且大大减少了原料中杂质对环氧化反应以及制品质量的影响。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明制得的环氧脂肪酸甲酯的环氧值较高，可以达到6-7之间；

2、本发明的环氧反应在常压下进行，对设备的要求很低；环氧反应过程中体系的温度控制在55～70℃，减少了双氧水和甲酸在反应中的挥发和分解，也减少了环氧化制品开环和副反应的产生，从而提高了成品的纯度和环氧值以及产品性能；

3、本发明采用的催化剂为复配固液混合催化剂，这使得反应可以保持原有的反应速率外，又可以适当的降低反应温度，使得生产安全性好，并在一定程度上降低了环氧化温度，使得脂肪酸甲酯不易碳化，所得产品的色泽更加浅且明亮，可以直接用于浅色制品。

4、本发明此工艺简单，操作安全，生产出的产品不仅满足一般的需求，更能满足一些特殊需求，性能优异。

具体实施方式

下面结合实施例来具体说明本发明。

实施例1：

一种环氧脂肪酸甲酯的制备方法，具体步骤如下：

(1)将质量分数为50％的双氧水30重量份与质量分数为85％的甲酸溶液4.5重量份混合得到A混合液，在10℃下放置2h；

(2)将硫酸铝、浓度为98％的硫酸和EDTA按照重量比6∶3∶1混合得到催化剂；

(3)将河北金谷油脂科技有限公司生产的脂肪酸甲酯一级经过汽提处理，汽提温度130℃，汽提时间3h，汽提真空度-0.095MPa，汽提处理后，加入质量分数为0.5％的白土搅拌0.5h后，抽滤得到预处理后的脂肪酸甲酯；