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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