CN102795996B - 一种食品级增塑剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种食品级增塑剂的制备方法，属塑料助剂领域。本发明采用绿色安全的植物油为原料，经过一系列化学反应（酯化、酯交换、酰化）和分子蒸馏等精制过程，得到乙酰化甘油脂肪酸酯系列产品。作为无毒增塑剂，替代毒性较大的传统增塑剂邻苯二甲酸酯，用于食品、饲料包装、医疗和儿童玩具用塑料生产中，满足食品安全的要求。
Description
技术领域
本发明涉及塑料工业的一种添加剂或助剂，特别涉及食品包装塑料及医疗和儿童玩具用塑料助剂，属于塑料助剂领域。
背景技术
增塑剂加入到塑料聚合物中可以降低聚合物的软化温度、熔融温度和玻璃化温度，以及溶解度粘度，使聚合物分子链的移动性增强，从而使聚合物的塑性提高，可以改善塑料的加工性能和制品的柔软性。目前塑料工业的传统增塑剂一般采用邻苯二甲酸酯类，由于价格便宜、性能好，约占增塑剂总量的80%以上，但该类增塑剂毒性较大，若用于与食品接触的塑料包装，会由于迁移造成对食品的污染。为了确保食品安全，我国急需优质安全的无毒增塑剂，用于食品、饲料包装、医疗和儿童玩具用塑料生产中，为此，探讨安全无毒绿色植物型增塑剂，满足食品安全的要求，具有重要的现实意义。目前尚未见有相关产品制备方法的文献报道。
发明内容
本发明目的在于提供一种安全无毒、能完全降解的绿色植物型增塑剂的制备方法，满足食品安全及功能性要求，同时不会造成环境污染。
本发明所述的安全无毒食品级增塑剂为乙酰化单脂肪酸甘油酯，本发明通过以下技术方案实现发明目的：
将计量好的甘油和植物油或脂肪酸，在碱性催化剂下加热到170-230℃，在真空下或惰性气体保护下进行酯交换反应或酯化反应，测定羟值或酸值控制反应终点。然后降温到80-120℃进行中和、过滤，随后进行四级分子蒸馏，脱除水分及未反应的甘油、脂肪酸及二酯、三酯，使其单酯含量大于90%。接着将蒸出的单酯和醋酐投入反应釜中，加入乙酸，加热到120℃—160℃进行酰化反应，在真空下将副产物乙酸脱除干净，测定酸值、皂化值、羟值等控制反应终点，达到要求后降温到70-80℃中和、过滤、包装即可为成品。
所述的植物油为椰子油、棕榈油、棕榈仁油、棉籽油、豆油、蓖麻油或经部分或全部氢化的上述植物油。
所述的脂肪酸为月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、羟基硬脂酸。
所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾。
所述的醋酐与单酯的摩尔比为1-3：1 。
以上所述百分比均为质量百分比。
本发明与现有技术相比：由于本发明采用绿色安全的植物油为原料，经过化学反应达到塑料中增塑剂的功用，与传统增塑剂邻苯二甲酸酯相比，在满足加工性能和产品性能的同时，极大地提高了制品的安全性。该制备方法简单可行、便于工业化生产，转化率高达到 90 %。
具体实施方式
为对本发明进行更好地说明，举实施例如下：
实施例1
将计量好的甘油225Kg和氢化椰子油775Kg加入反应釜中，加入氢氧化钠0.8Kg,加热到180-185℃，在真空下(-0.09到-0.1MPa)进行酯交换反应，反应时间1.5小时，降温到80-120℃加磷酸10Kg进行中和、过滤，随后进行四级分子蒸馏，脱除水分及未反应的甘油、脂肪酸及二酯、三酯，使其单酯含量大于90%。然后将蒸出的单月桂酸酯500Kg和醋酐375Kg投入反应釜，加入乙酸8Kg，加热到120℃—140℃进行酰化反应4小时，在真空下将副产物乙酸约220kg脱除干净，测定酸值、皂化值、羟值等控制反应终点，达到要求后降温到70-80℃用适量碳酸钠中和、过滤、包装即可为成品乙酰化甘油月桂酸酯。
实施例2
将计量好的甘油180Kg和氢化棕榈油820Kg加入反应釜中，加入氢氧化钠0.6Kg,加热到220℃，在氮气保护下进行酯交换反应，反应时间2小时，降温到80-120℃加磷酸8Kg进行中和、过滤，随后进行四级分子蒸馏，脱除水分及未反应的甘油、脂肪酸及二酯、三酯，使其单酯含量大于90%。然后将蒸出的单硬脂酸酯550Kg和醋酐320Kg投入反应釜，加入乙酸10Kg，加热到140℃—160℃进行酰化反应5小时，在真空下将副产物乙酸约200kg脱除干净，测定酸值、皂化值、羟值等控制反应终点，达到要求后降温到70-80℃用适量碳酸钠中和、过滤、包装即可为成品乙酰化甘油硬脂酸酯。
实施例3
将计量好的甘油165Kg和氢化蓖麻油835Kg加入反应釜中，加入氢氧化钾0.8Kg,加热到220-230℃，在氮气保护下进行酯交换反应，反应时间2.5小时，降温到80-120℃加磷酸10Kg进行中和、过滤，随后进行四级分子蒸馏，脱除水分及未反应的甘油、脂肪酸及二酯、三酯，使其单酯含量大于90%。然后将蒸出的单酯600Kg和醋酐330Kg投入反应釜，加入乙酸15Kg，加热到120℃—140℃进行酰化反应6小时，在真空下将副产物乙酸约210kg脱除干净，测定酸值、皂化值、羟值等控制反应终点，达到要求后降温到70-80℃用适量碳酸钠中和、过滤、包装即可为成品乙酰化甘油氢化蓖麻酸酯。
实施例4
将计量好的甘油240Kg和氢化蓖麻油酸760Kg加入反应釜中，加入氢氧化钠2Kg,加热到180-190℃，在真空下(-0.09到-0.1MPa)进行酯化反应，反应时间4小时，降温到80-120℃加磷酸6Kg进行中和、过滤，随后进行四级分子蒸馏，脱除水分及未反应的甘油、脂肪酸及二酯，使其单酯含量大于90%。然后将蒸出的单氢化蓖麻油酸酯540Kg和醋酐295Kg投入反应釜，加入乙酸9Kg，加热到140℃—160℃进行酰化反应3小时，在真空下将副产物乙酸约180kg脱除干净，测定酸值、皂化值、羟值等控制反应终点，达到要求后降温到70-80℃用适量碳酸钠中和、过滤、包装即可为成品乙酰化甘油氢化蓖麻酸酯。
实施例5
将计量好的甘油260Kg和油酸740Kg加入反应釜中，加入氢氧化钾1.5Kg,加热到180-190℃，在真空下(-0.09到-0.1MPa)进行酯化反应，反应时间3.5小时，降温到80-120℃加磷酸5Kg进行中和、过滤，随后进行四级分子蒸馏，脱除水分及未反应的甘油、脂肪酸及二酯，使其单酯含量大于90%。然后将蒸出的单氢化蓖麻油酸酯600Kg和醋酐350Kg投入反应釜，加入乙酸9Kg，加热到120℃—140℃进行酰化反应4.5小时，在真空下将副产物乙酸约210kg脱除干净，测定酸值、皂化值、羟值等控制反应终点，达到要求后降温到70-80℃用适量碳酸钠中和、过滤、包装即可为成品乙酰化甘油油酸酯。
本发明合成的乙酰化甘油脂肪酸酯其理化指标如下：
本发明属绿色植物型增塑剂，能满足食品安全及功能性要求。
Claims (4)
1.一种食品级增塑剂的制备方法，其特征在于，通过如下步骤实现：
将计量好的甘油和氢化植物油，在碱性催化剂下加热到170-230℃，在真空下或惰性气体保护下进行酯交换反应；或者将计量好的甘油和脂肪酸在碱性催化剂下加热到170-230℃，在真空下或惰性气体保护下进行酯化反应，测定羟值或酸值控制反应终点；然后降温到80-120℃进行中和、过滤，随后进行四级分子蒸馏，脱除水分及未反应的甘油、脂肪酸及二酯、三酯，使其单酯含量大于90%；接着将蒸出的单酯和醋酐投入反应釜中，加入乙酸，加热到120℃—160℃进行酰化反应，在真空下将副产物乙酸脱除干净，测定酸值、皂化值、羟值控制反应终点，达到要求后降温到70-80℃中和、过滤、包装即可为成品；所述的氢化植物油为椰子油、棕榈油、棕榈仁油、棉籽油、豆油、蓖麻油。
2.如权利要求1所述的增塑剂的制备方法，其特征在于，脂肪酸为月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸或羟基硬脂酸。
3.如权利要求1所述的增塑剂的制备方法，其特征在于，催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
4.如权利要求1所述的增塑剂的制备方法，其特征在于，醋酐与单酯的摩尔比为1-3：1。
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