CN110172047A - 一种利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法，包括以下步骤：将碘值大于90的生物柴油和甲酸、催化剂混合，于50℃时开始滴加双氧水，补加催化剂，继续保温搅拌反应，停止反应后，静置沉降1～2h；取静置沉降后的下层液用于预反应；取静置沉降后的上层液，用碱液中和，中和后静置沉降1～2h，取上层液水洗离心，再真空干燥，得环氧脂肪酸甲酯。本发明提供一种利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法，能够使腐蚀性减弱、环氧值提高、生产成本降低、产率提高。

Description

一种利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法
技术领域
本发明涉及一种制备环氧脂肪酸甲酯的方法，尤其涉及一种利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法，属于增塑剂技术领域。
背景技术
增塑剂是一种用于增加材料的柔软性或是材料液化的添加剂，增塑剂种类多达百余种，但使用得最普遍的即是一群称为邻苯二甲酸酯类的化合物。环氧脂肪酸甲酯在常温下为浅黄色液体，是一种无毒、无味的聚氯乙烯新型环保增塑剂兼稳定剂，它能有效地替代邻苯二甲酸二辛酯(DOP)，与聚氯乙烯的相容性好，挥发性低，对光和热有良好的稳定作用，可适用于所有的聚氯乙烯塑料制品，并可改善制品的光、热稳定性，在聚氯乙烯薄膜或人造革加工中使用性能更佳。另外该产品还广泛使用在电线电缆片材、管材、塑料鞋子、冰箱密封条等行业。
目前利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的主要方法步骤为：以硫酸为催化剂，在甲酸存在情况下，滴加双氧水，生物柴油发生环氧化反应，得到环氧脂肪酸甲酯。
上述环氧脂肪酸甲酯的传统制备方法，存在腐蚀性严重、产品环氧值低、生产成本高、产率低等缺陷。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够在生产过程中使腐蚀性减弱、环氧值提高、生产成本降低、产率提高的利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法，包括以下步骤：
步骤1、将碘值大于90的生物柴油和甲酸、催化剂按比例混合，搅拌升温至60～70℃，并于50℃时开始滴加一定量的双氧水，3～4h滴加完毕，补加一定量的催化剂，继续保温搅拌反应4～6h，取样检测碘值小于6.0且环氧值大于4.0时，停止反应，静置沉降1～2h；
步骤2、取步骤1静置沉降后的下层液用于预反应，可节省1/4～1/3甲酸和双氧水的投料量；
步骤3、取步骤1静置沉降后的上层液，用碱液中和，中和后静置沉降1～2h，取上层液水洗离心，再真空干燥，得环氧脂肪酸甲酯。
作为优选，所述步骤1中，所述催化剂为磷酸。
作为优选，所述步骤1中，所述生物柴油、甲酸和催化剂的比例为100g:(6～8)g:(0.02～0.05)ml。
作为优选，所述步骤1中，滴加的所述双氧水为：浓度30％，则质量为60～80g；浓度50％，则质量为45～55g。
作为优选，所述步骤1中，补加的所述催化剂为0.02～0.05ml。
作为优选，所述步骤3中，所述碱液为浓度5％的氢氧化钠水溶液，其PH值为7～8。
作为优选，所述步骤3中，所述水洗离心采用的设备是多效混合器与碟片式离心机组合的组合设备。
本发明的有益效果在于：
本发明提供一种利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法，能够使腐蚀性减弱、环氧值提高、生产成本降低、产率提高，理由如下：
由于反应的主要阶段不加酸性催化剂，尤其是硫酸，仅仅是在反应末期加入少量的磷酸催化剂，故设备的腐蚀性减弱；由于反应阶段不加酸性催化剂，尤其是硫酸，生物柴油的双键不会被破坏，全部进行环氧化反应，故环氧值提高；由于反应后的过量甲酸和双氧水用于预反应，可节省1/4～1/3甲酸和双氧水的投料量，故生产成本降低；由于采用多效混合器与碟片式离心机的组合水洗设备，水洗分离更彻底，损耗少，再加上环氧值高，故产率提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
按以下步骤制备环氧脂肪酸甲酯：
步骤1、将碘值大于90的生物柴油和甲酸、磷酸按100g:6g:0.05ml的比例混合，搅拌升温至50℃时开始滴加浓度30％的双氧水80g，反应温度控制在60～65℃，滴加时间控制在3h，补加0.05ml的磷酸，继续保温搅拌反应6h，取样检测碘值为5.2、环氧值为4.25时停止反应，静置沉降1.5h；
步骤2、取步骤1静置沉降后的下层液用于预反应，可节省1/4～1/3甲酸和双氧水的投料量；
步骤3、取步骤1静置沉降后的上层液，用浓度5％的氢氧化钠水溶液中和至PH值为8.0，中和后静置沉降2h，取上层液水洗离心，水洗离心采用的设备是多效混合器与碟片式离心机组合的组合设备，再真空干燥，得环氧脂肪酸甲酯102.2g，产率为102.2％。
实施例2：
按以下步骤制备环氧脂肪酸甲酯：
步骤1、将碘值大于90的生物柴油和甲酸、磷酸按100g:7g:0.05ml的比例混合，搅拌升温至50℃时开始滴加浓度50％的双氧水50g，反应温度控制在65～70℃，滴加时间控制在3h，补加0.05ml的磷酸，继续保温搅拌反应6h，取样检测碘值为5.4、环氧值为4.35时停止反应，静置沉降1.5h；
步骤2、取步骤1静置沉降后的下层液用于预反应，可节省1/4～1/3甲酸和双氧水的投料量；
步骤3、取步骤1静置沉降后的上层液，用浓度5％的氢氧化钠水溶液中和至PH值为8.0，中和后静置沉降2h，取上层液水洗离心，水洗离心采用的设备是多效混合器与碟片式离心机组合的组合设备，再真空干燥，得环氧脂肪酸甲酯102.7g，产率为102.7％。
实施例3：
按以下步骤制备环氧脂肪酸甲酯：
步骤1、将碘值大于90的生物柴油和甲酸、磷酸按100g:7g:0.05ml的比例混合，搅拌升温至50℃时开始滴加浓度50％的双氧水45g，反应温度控制在65～70℃，滴加时间控制在3h，补加0.05ml的磷酸，继续保温搅拌反应6h，取样检测碘值为5.3、环氧值为4.52时停止反应，静置沉降1.5h；
步骤2、取步骤1静置沉降后的下层液用于预反应，可节省1/4～1/3甲酸和双氧水的投料量；
步骤3、取步骤1静置沉降后的上层液，用浓度5％的氢氧化钠水溶液中和至PH值为8.0，中和后静置沉降2h，取上层液水洗离心，水洗离心采用的设备是多效混合器与碟片式离心机组合的组合设备，再真空干燥，得环氧脂肪酸甲酯103.3g，产率为103.3％。
实施例4：
按以下步骤制备环氧脂肪酸甲酯：
步骤1、将碘值大于90的生物柴油和甲酸、磷酸按100g:6g:0.02ml的比例混合，搅拌升温至50℃时开始滴加浓度30％的双氧水60g，反应温度控制在60～65℃，滴加时间控制在4h，补加0.02ml的磷酸，继续保温搅拌反应4h，取样检测碘值为6.0、环氧值为4.0时停止反应，静置沉降1.5h；
步骤2、取步骤1静置沉降后的下层液用于预反应，可节省1/4～1/3甲酸和双氧水的投料量；
步骤3、取步骤1静置沉降后的上层液，用浓度5％的氢氧化钠水溶液中和至PH值为7.0，中和后静置沉降1h，取上层液水洗离心，水洗离心采用的设备是多效混合器与碟片式离心机组合的组合设备，再真空干燥，得环氧脂肪酸甲酯101.2g，产率为101.2％。
实施例5：
按以下步骤制备环氧脂肪酸甲酯：
步骤1、将碘值大于90的生物柴油和甲酸、磷酸按100g:8g:0.05ml的比例混合，搅拌升温至50℃时开始滴加浓度50％的双氧水45g，反应温度控制在65～70℃，滴加时间控制在4h，补加0.04ml的磷酸，继续保温搅拌反应5h，取样检测碘值为5.8、环氧值为4.12时停止反应，静置沉降2h；
步骤2、取步骤1静置沉降后的下层液用于预反应，可节省1/4～1/3甲酸和双氧水的投料量；
步骤3、取步骤1静置沉降后的上层液，用浓度5％的氢氧化钠水溶液中和至PH值为7.5，中和后静置沉降1.5h，取上层液水洗离心，水洗离心采用的设备是多效混合器与碟片式离心机组合的组合设备，再真空干燥，得环氧脂肪酸甲酯102.8g，产率为102.8％。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (7)

1.一种利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、将碘值大于90的生物柴油和甲酸、催化剂按比例混合，搅拌升温至60～70℃，并于50℃时开始滴加一定量的双氧水，3～4h滴加完毕，补加一定量的催化剂，继续保温搅拌反应4～6h，取样检测碘值小于6.0且环氧值大于4.0时，停止反应，静置沉降1～2h；
步骤2、取步骤1静置沉降后的下层液用于预反应；
步骤3、取步骤1静置沉降后的上层液，用碱液中和，中和后静置沉降1～2h，取上层液水洗离心，再真空干燥，得环氧脂肪酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法，其特征在于：所述步骤1中，所述催化剂为磷酸。
3.根据权利要求2所述的利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法，其特征在于：所述步骤1中，所述生物柴油、甲酸和催化剂的比例为100g:(6～8)g:(0.02～0.05)ml。
4.根据权利要求3所述的利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法，其特征在于：所述步骤1中，滴加的所述双氧水为：浓度30％，则质量为60～80g；浓度50％，则质量为45～55g。
5.根据权利要求3所述的利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法，其特征在于：所述步骤1中，补加的所述催化剂为0.02～0.05ml。
6.根据权利要求1所述的利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法，其特征在于：所述步骤3中，所述碱液为浓度5％的氢氧化钠水溶液，其PH值为7～8。
7.根据权利要求1或6所述的利用生物柴油制备环氧脂肪酸甲酯的方法，其特征在于：所述步骤3中，所述水洗离心采用的设备是多效混合器与碟片式离心机组合的组合设备。
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