CN101139328A - 环氧脂肪酸甲酯合成新工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种精细化工产品领域，尤其属于塑料助剂领域。本发明所述的是一种环氧脂肪酸甲酯合成新工艺，其要点在于按质量比将脂肪酸甲酯100份、有机酸10－30份、磁性催化剂0.5－5份在反应器中混合均匀后，搅拌升温到50－70℃，滴加25－50％双氧水30－70份，在两小时内滴加完双氧水，继续保温3－6小时，当产物的环氧值达3.0以上时，停止反应，外加一定的磁场使催化剂吸向反应器的两侧，将反应产物导入分离器，静置分层，分出下层的水溶液，上层有机相加入Ca(OH)2、KOH或NaOH溶液中和至中性，干燥，得到环氧脂肪酸甲酯。该工艺流程短，后处理简单，催化剂可循环利用，不用蒸馏脱水。

Description

环氧脂肪酸甲酯合成新工艺
技术领域
本发明涉及一种精细化工产品领域，尤其属于塑料助剂领域。
背景技术
环氧脂肪酸甲酯主要用做塑料的增塑剂，其耐寒性比较好，塑化效果优于DOA，在塑化混合物中能吸收HCl气体，所以具有热稳定作用，同时它的挥发性也比DOA低，耐水性也较好。其合成路线一般是脂肪酸甲酯、甲酸、双氧水在浓硫酸催化剂作用下，45-65℃下反应数小时，反应完毕后静置15分钟后分层，去除水相；上层油相用50-60℃饱和食盐水洗二遍，然后水洗三遍，用Na2CO3溶液中和残留的酸值，蒸馏得到环氧脂肪酸甲酯。上述工艺存在着催化剂酸性强、腐蚀性大，中间处理环节多、工序复杂、后处理麻烦等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有生产工艺中存在的缺陷，提供一种工艺流程短、成本低，后处理简单、三废排放少的环氧脂肪酸甲酯合成新工艺。
本发明所述的制备方法包括下述步骤：
(1)脂肪酸甲酯、双氧水、甲酸(或乙酸)和磁性催化剂质量配比如下：
脂肪酸甲酯        100
双氧水(25-50％)   30-70
有机酸            10-30
磁性催化剂        0.5-5
(2)将脂肪酸甲酯、甲酸(或乙酸)和磁性催化剂按比例在反应器中混合好，搅拌升温到50-70℃，滴加双氧水，在两小时内滴加完双氧水，继续保温3-6小时，当产物的环氧值达3.0以上时，停止反应。在反应器外加一定的磁场，使催化剂吸向反应器的两侧，将反应产物导入分离器，静置分层，分出下层的水溶液，上层有机相中加入与之反应能产生沉淀的碱进行中和至PH值为6.5-7.5，干燥，得到环氧脂肪酸甲酯。
本工艺中的脂肪酸甲酯可以是市售的碘价大于80的脂肪酸甲酯，也可以是碘价大于80的生物柴油(生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯)；本工艺中双氧水的浓度为25-50％；本工艺中所用的有机酸为甲酸或乙酸，浓度为88-100％；本工艺中所用的磁性催化剂为含Fe、Ni、Co中的一种或多种混合的固体酸催化剂；所述的有机相中加入的碱为Ca(OH)2、KOH或NaOH溶液，最好为1-5％Ca(OH)2稀溶液；所述的干燥是指用高速离心分离法去除水分。
本发明的优点是：
(1)工艺流程短、成本低，后处理简单、三废排放少。
(2)催化剂含有磁性物质，易于回收，可循环利用(可以通过外加磁场实现催化剂的分离、回收利用)。
(3)用Ca(OH)2、KOH或NaOH溶液进行中和处理，代替复杂的水洗工艺，生成的有机盐可直接留在产物中，做为它的稳定剂，简化了生产工艺。
(4)用高速离心机脱水，避免了蒸馏的能耗，且产物不易变色。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
实施例1
将脂肪酸甲酯100g、甲酸30g和磁性催化剂(为含Fe、Ni、Co中的一种或多种混合的磁性固体酸催化剂)1.0g在反应器中混合好，搅拌升温到50℃，滴加25％双氧水70g，在2小时内滴加完双氧水，继续保温5小时，测得产物的环氧值为3.5，停止反应。在反应器外加一定的磁场使催化剂吸向反应器的两侧，放出反应产物并移入分离器，静置分层，分出下层的水溶液，上层有机相中加入与之反应能产生沉淀的碱(如Ca(OH)2、KOH或NaOH)溶液进行中和至PH值为6.5-7.5，干燥至含水量低于0.3％，得到约为107-109g环氧脂肪酸甲酯。
实施例2
将脂肪酸甲酯100g、乙酸70g和磁性催化剂(如Fe3O4-TiO2-FeSO4的混合物)5.0g混合好，搅拌升温到60℃，滴加50％双氧水50g，在2小时内滴加完双氧水，继续保温6小时，测得产物的环氧值为4.0，停止反应。在反应器外加一定的磁场使催化剂吸向反应器的两侧，放出反应产物并移入漏斗式分离器，静置分层，分出下层的水溶液，上层有机相加入1-5％Ca(OH)2稀溶液中和至中性(PH值为6.5-7.5)，然后用高速离心分离法去除水分，得到环氧脂肪酸甲酯。
实施例3
将脂肪酸甲酯100g、甲酸50g和磁性催化剂3.0g混合好，搅拌升温到55℃，滴加35％双氧水40g，在2小时内滴加完双氧水，继续保温4小时，测得产物的环氧值为3.1，停止反应。在反应器外加一定的磁场，将磁性催化剂吸向反应器的两侧，放出反应产物并移入漏斗式分离器，静置分层，分出下层的水溶液，在上层有机相加入KOH溶液中和至中性，然后高速离心分离，得到环氧脂肪酸甲酯。

Claims (6)

1.一种环氧脂肪酸甲酯合成新工艺，其特征在于按质量比将脂肪酸甲酯100份、有机酸10-30份、磁性催化剂0.5-5份在反应器中混合均匀后，搅拌升温到50-70℃，滴加25-50％双氧水30-70份，在两小时内滴加完双氧水，继续保温3-6小时，当产物的环氧值达3.0以上时，停止反应，在反应器外加一定的磁场，使催化剂吸向反应器的两侧，将反应产物导入分离器，静置分层，分出下层的水溶液，上层有机相中加入与之反应能产生沉淀的碱或碱盐进行中和至PH值为6.5-7.5，干燥，得到环氧脂肪酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的一种环氧脂肪酸甲酯合成新工艺，其特征在于所述的脂肪酸甲酯可以是市售的碘价大于80的脂肪酸甲酯，也可以是碘价大于80的生物柴油。
3.根据权利要求1所述的一种环氧脂肪酸甲酯合成新工艺，其特征在于所用的磁性催化剂为含Fe、Ni、Co中的一种或多种混合的磁性固体酸催化剂。
4.根据权利要求1所述的一种环氧脂肪酸甲酯合成新工艺，其特征在于所述的有机相中加入的碱为Ca(OH)2、KOH或NaOH溶液。
5.根据权利要求4所述的一种环氧脂肪酸甲酯合成新工艺，其特征在于所述Ca(OH)2溶液为1-5％Ca(OH)2稀溶液。
6.根据权利要求1所述的一种环氧脂肪酸甲酯合成新工艺，其特征在于所述的干燥是指用高速离心分离法去除水分。
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