一種生物酯增塑劑的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種生物酯增塑劑的制備方法，采用脂肪酸甲酯為主要原料，在有機過氧化物催化劑作用下，以純度為98%以上的氯氣為氯化劑進行氯代氫反應，由于脂肪酸甲酯的特性使反應分為加成反應和取代反應前后兩個階段，得到一種生物酯增塑劑氯化脂肪酸甲酯；氯取代氫反應生成的副產品氯化氫經降膜吸收塔的水吸收制備成副產品鹽酸。該方法制備的增塑劑含有酯基和氯基團，具有相容性好、遷移性小、揮發性低、無毒環保、生產成本低的特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及有機化工產品塑料增塑劑的生產方法，具體涉及。
技術介紹
在高分子材料加工領域中，特別是人造皮革、PVC成型加工過程中，必須添加一定比例的增塑劑。目前普遍使用鄰苯二甲酸酯類增塑劑(如DOP、DBP等)，因其在加工過程與使用過程易揮發、遷移，大劑量進入人體會致畸致癌，國內外已紛紛在食品、醫療、接觸人體的領域禁用或限量使用該類產品。為此，近幾年研發了生物酯增塑劑作為環保型增塑劑以替代鄰苯類增塑劑。目前的生物酯增塑劑普遍采用植物油作原料，不僅生產成本高，而且該類增塑劑與塑料、人造皮革互溶性差，因而只能作為一種輔助增塑劑。
技術實現思路
本專利技術以生物柴油的主要成分脂肪酸甲酯為主要原料，采用氯代氫技術制備生物酯增塑劑，目的是提供一種相容性好、遷移性小、揮發性低、無毒環保、生產成本低的生物酯增塑劑的生產方法。為實現以上目的，本專利技術采用脂肪酸甲酯為主要原料，在催化劑作用下，以純度為98%以上的氯氣為氯化劑進行氯代氫反應，由于脂肪酸甲酯的特性使反應分為加成反應和取代反應前后兩個階段，得到一種生物酯增塑劑氯化脂肪酸甲酯；具體操作步驟如下: (1)、將脂肪酸甲酯加入到反應釜內，并加入有機過氧化物催化劑； (2)、把反應溫度控制在 40 55°C范圍內，向釜內通入氯氣進行加成反應，通氯時間根據脂肪酸甲酯碘值確定，直到碘值為零時停止通氯，前期加成反應結束； (3)、加成反應結束后加熱升溫，控制物料溫度在85 100°C范圍內，繼續通入氯氣進行氯取代氫的取代反應生成氯化脂肪酸甲酯，當物料比重達1.10 1.16g/cm3時停止通入氯氣； (4)、取代反應生結束后經過脫酸脫味，分析產品指標，當物料氯含量>30%、酸值(0.2mgK0H/g時即獲得合格生物酯增塑劑產品；(5)、氯取代氫反應生成的副產品氯化氫經降膜吸收塔的水吸收制備成副產品鹽酸。所述的有機過氧化物催化劑可選擇過氧化氫異丙苯和叔丁基過氧化異丙苯中的一種，其加入量為脂肪酸甲酯重量的0.1%。 0.2%0。化學反應機理:脂肪酸甲酯的氯代氫反應包括脂肪酸甲酯中的不飽和碳碳雙鍵的加成反應和氯取代氫的取代反應，化學反應方程式為: 催化劑 RCH=CHRJ COOCH3 + 3C12--------RCHCHR，COOCCI3 + 3HC1脂肪酸甲酯氯化脂肪酸甲酯與其它以植物油為原料制備的增塑劑相比，用上述方法制備的含氯的生物酯增塑劑產品，其分子中含有極性強的酯基，并含有氯基團，使之與極性高聚物具有良好的相容性、揮發性低、遷移性小、環保無毒等特點，可以大比例的代替DOP加入到PVC制品加工過程中，并能夠完全替代氯化石蠟的用途。上述方法工藝過程簡單，操作性容易控制，獲得的含氯的生物酯增塑劑產品成本低，具有良好的市場應用前景。具體實施例方式下面通過具體實施方式對本專利技術作進一步詳細說明。實施例1:按原料的重量比值，在3000L搪玻璃塔內分別加入碘值為87 gl2/100g的脂肪酸甲酯1500kg，在循環情況下加入0.3kg過氧化氫異丙苯(或叔丁基過氧化異丙苯)作催化劑升溫，開始通入氯氣，控制反應溫度在40 55°C范圍內，通氯時間約為4.5小時，關閉氯氣分析殘余碘值，殘余碘值為零，加成反應完全；然后加熱升溫至85 100°C，再通入氯氣并控制反應溫度，通氯時間約為5.5小時，關閉氯氣，測物料比重為1.10 1.16g/cm3,取代反應完全；最后再向塔內通入空氣進行吹酸，時間約為45分鐘；結束通入空氣后，再將物料盤至脫酸脫味釜內繼續進行脫酸脫味，時間約30分鐘，最終得到氯含量為30% 38%、酸值< 0.2mgK0H/g的含氯生物酯增塑劑合格產品2500kg。實施例2:按原料的重量比值，在3000L搪玻璃塔內分別加入碘值為52 gl2/100g的棕櫚酸甲酯1500kg,在循環情況下加入0.3kg過氧化氫異丙苯(或叔丁基過氧化異丙苯)作催化劑升溫，開始通入氯氣，控制反應溫度40 55°C范圍內，通氯時間約為3小時，關閉氯氣分析殘余碘值，殘余碘值為零，反應完全；然后再通入氯氣控制反應溫度85 100°C范圍內，通氯時間約為7小時，關閉氯氣，測物料比重為1.10 1.16g/cm3，反應完全；最后再向塔內通入空氣進行吹酸，時間約為45分鐘；結束通入空氣后，再將物料盤至脫酸脫味釜內繼續進行脫酸脫味，時間約30分鐘，最終得到氯含量為30% 38%、酸值< 0.2mgK0H/g的含氯生物酯增塑劑合 格產品2490kg。權利要求1.，它采用脂肪酸甲酯為主要原料，以純度為98%以上的氯氣為氯化劑進行氯代氫反應，由于脂肪酸甲酯的特性使反應分為加成反應和取代反應前后兩個階段，得到一種生物酯增塑劑氯化脂肪酸甲酯；其特征是:該合成反應是在有機過氧化物作為催化劑作用下進行的，具體操作步驟如下: (1)、將脂肪酸甲酯加入到反應釜內，并加入有機過氧化物催化劑； (2)、把反應溫度控制在40 55°C范圍內，向釜內通入氯氣進行加成反應，通氯時間根據脂肪酸甲酯碘值確定，直到碘值為零時停止通氯，前期加成反應結束； (3)、加成反應結束后加熱升溫，控制物料溫度在85 100°C范圍內，繼續通入氯氣進行氯取代氫的取代反應生成氯化脂肪酸甲酯，當物料比重達1.10 1.16g/cm3時停止通入氯氣； (4)、取代反應生結束后經過脫酸脫味，分析產品指標，當物料氯含量>30%、酸值(0.2mgKOH/g時即獲得合格生物酯增塑劑產品； (5)、氯取代氫反應生成的副產品氯化氫經降膜吸收塔的水吸收制備成副產品鹽酸。2.根據權利要求1所述，其特征是:所述有機過氧化物催化劑是過氧化氫異丙苯，其加入量為脂肪酸甲酯重量的0.1%。 0.2%0。3.根據權利要求1所述，其特征是:所述有機過氧化物催化劑是叔丁基過氧化異丙苯，其 加入量為脂肪酸甲酯重量的0.1%。 0.2%0。全文摘要本專利技術公開了，采用脂肪酸甲酯為主要原料，在有機過氧化物催化劑作用下，以純度為98%以上的氯氣為氯化劑進行氯代氫反應，由于脂肪酸甲酯的特性使反應分為加成反應和取代反應前后兩個階段，得到一種生物酯增塑劑氯化脂肪酸甲酯；氯取代氫反應生成的副產品氯化氫經降膜吸收塔的水吸收制備成副產品鹽酸。該方法制備的增塑劑含有酯基和氯基團，具有相容性好、遷移性小、揮發性低、無毒環保、生產成本低的特點。文檔編號C07C67/287GK103193637SQ20131011057公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日專利技術者葉活動, 陳建洪 申請人:福建致尚生物質材料發展有限公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生物酯增塑劑的制備方法，它采用脂肪酸甲酯為主要原料，以純度為98%以上的氯氣為氯化劑進行氯代氫反應，由于脂肪酸甲酯的特性使反應分為加成反應和取代反應前后兩個階段，得到一種生物酯增塑劑氯化脂肪酸甲酯；其特征是：該合成反應是在有機過氧化物作為催化劑作用下進行的，具體操作步驟如下：（1）、將脂肪酸甲酯加入到反應釜內，并加入有機過氧化物催化劑；（2）、把反應溫度控制在40～55℃范圍內，向釜內通入氯氣進行加成反應，通氯時間根據脂肪酸甲酯碘值確定，直到碘值為零時停止通氯，前期加成反應結束；（3）、加成反應結束后加熱升溫，控制物料溫度在85～100℃范圍內，繼續通入氯氣進行氯取代氫的取代反應生成氯化脂肪酸甲酯，當物料比重達1.10～1.16g/cm3時停止通入氯氣；（4）、取代反應生結束后經過脫酸脫味，分析產品指標，當物料氯含量≥30%、酸值≤0.2mgKOH/g時即獲得合格生物酯增塑劑產品；（5）、氯取代氫反應生成的副產品氯化氫經降膜吸收塔的水吸收制備成副產品鹽酸。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉活動，陳建洪，
申請(專利權)人：福建致尚生物質材料發展有限公司，
類型：發明
國別省市：