[发明专利]一种生物基过碱液体脂肪酸钙盐

说明书

技术领域

本发明涉及生物基化学材料，尤其是一种采用可再生资源生物基材料制成的生物基过碱液体脂肪酸钙盐。

背景技术

目前全球PVC塑料加工助剂热稳定剂中的液体产品生产中所用脂肪酸基本上仍采用石油产品，而随着人们对气候变化和化石资源枯竭等问题的关注，低碳、环保，可持续的经济发展模式日益为世界各国政府所重视。将可再生的原料转化为生物基材料，进而开发各种产品，获得环境友好的功能性材料，能够降低碳排放，缓解石油危机，已经成为全球研究的热点领域。

PVC塑料已涉及国家工业和民用建设的方方面面，我们日常生活已与PVC塑料密不可分，生态型绿色PVC热稳定剂研发，以生物基材料替代资源已日益枯竭的石油产品，对保护生态环境和合理开发利用自然资源，实现经济社会的低碳、环保和可持续发展必将起到巨大的促进作用。

此外，作为分子量只有40的轻金属钙，用传统的方法无法合成出金属量大于10％的脂肪酸钙盐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在缺陷，提供一种采用可再生资源生物基材料制成的生物基过碱液体脂肪酸钙盐，其金属含量可达6-15%，并具有优良的贮存稳定性和润滑性能，复配性能优良。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种生物基过碱液体脂肪酸钙盐，其特征在于，它由以下步骤制得：将一元生物基脂肪酸、氢氧化钙、有机溶剂和生物基脂肪醇在惰性气体的保护下采用微乳化工艺进行反应，在60-150℃下用酸性气体参与反应，反应3-6小时得到钙金属含量在6-15％的高纯度透明液体，即生物基过碱液体脂肪酸钙盐，其pH值≥7；

所述的一元生物基脂肪酸为癸二酸、油酸、癸酸、月桂酸、柠檬酸、硬脂酸、单宁酸中的任一种或二种以上的混合物；所述的生物基脂肪醇为乙醇、山黎醇、三甘醇、2-辛醇、月桂醇、松油醇、C_12-18脂肪醇中的任一种或二种以上的混合物；所述的有机溶剂为D80溶剂油、D100溶剂油、D110溶剂油、白油、25号变压器油中的任一种或二种以上的混合物。

所述的一元生物基脂肪酸和生物基脂肪醇全部采用可再生资源生物基材料获得；本发明以有机溶剂作分散相，以生物基脂肪醇作活性剂，利用具有RCOO基的一元生物基脂肪酸与氢氧化物进行初始反应，在惰性气体保护下及60-150℃的温度区间内使酸性气体参与反应，控制反应3-6小时即可制得高含量、高纯度的生物基过碱液体脂肪酸钙盐。

进一步，所述的原料以重量份数计为：一元生物基脂肪酸180~320，生物基脂肪醇50~180，有机溶剂400~680，氢氧化钙160~320。

进一步，所述的酸性气体为二氧化硫、三氧化硫、二硫化碳或二氧化碳。

进一步，视成品金属含量的高低分2次或3次以上加入氢氧化钙。

本发明的另一技术方案是上述生物基过碱液体脂肪酸钙盐的应用，所述的生物基过碱液体脂肪酸钙盐直接用作金属切削和高速公路路面施工用润滑剂；也可以和液态锌复配成优良的钙锌热稳定剂，以在医用乳胶手套加工中应用为例：用量仅为PVC树脂的0.5％以上即可达到加工所需的热稳定效应。

本发明生物基过碱液体脂肪酸钙盐的金属含量可达6-15%，并具有优良的贮存稳定性和润滑性能，复配性能优良；通过调节溶剂比例可以得到任意含量的产品；为直接在不同领域中的应用和复配提供了最大的空间；质量和成本得到了有效的控制，本发明制得的产品较传统工艺制得的同金属含量产品可降低成本30％左右，质量提高100％左右。

具体实施方式

本发明采用过碱液体脂肪酸钙盐的术语，“过碱”是惯用术语，涉及其中所含的总金属对脂肪酸的比例大于中性金属盐的比例。即金属的克当量数大于脂肪酸的克当量数。如果没有“过碱”这个概念那也就不存在钙金属含量高达6-15％过碱液体脂肪酸钙盐这个事实。在某些例子中，可以发现过碱金属盐中的金属过量的程度，也可以用“金属比例”这样的术语来描述。这里使用金属比例这一术语可以指明总的碱性金属（也可以用金属的氧化物或氢氧化物来描述）在油溶性的成分中对脂肪酸的比例。工艺上碱性金属盐常常被称为过碱的或超碱的，指明过量的碱性化合物的存在。