[發明專利]一種脂肪酸甲酯環氧化用復合催化劑

無效

• 申請號: 201110456557.2
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102489333A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 蔣劍春;陳潔;聶小安;徐俊明;陳水根;李科;常俠;許彬
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;B01J31/26;C07D301/12;C07D303/42
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 馮慧

技術領域

本發明是一種環保型增塑劑的催化制備技術，具體涉及一種脂肪酸甲酯環氧化用復合催化劑的制備及應用方法。

背景技術

增塑劑是塑料加工的一類用量最大的重要添加劑，其產量約占塑料助劑總產量的60％，并且隨著工程塑料產業的迅猛發展，增塑劑的消耗量也以每年7～10%的速度增長。目前，增塑劑市場中DOP、DBP等鄰苯二甲酸酯類增塑劑以其增塑性能好、價位低的優勢產銷量一直位居首位，占國產增速劑的90.0%以上，但是因其會對人體的健康構成潛在威脅，又屬于不可再生的石化工產品，使用范圍已受到較大限制，并將逐漸被無毒環保型增塑劑所取代。

環氧脂肪酸甲酯是代替鄰苯二甲酸酯的一類具有發展前景的生物基增塑劑，無毒環保，并具有可再生性。并因其具有制品韌性優良、相容性好、揮發性低、遷移性小、無毒可接觸食品、對光和熱有良好的穩定作用等優點，受到PVC行業的廣泛關注。

我國傳統合成環氧脂肪酸甲酯的方法大多使用酸、堿類液體催化劑，生產過程會產生大量難以處理的廢液，易于造成嚴重的環境污染及設備腐蝕，并且催化劑的催化環氧化效率不高、循環利用率差、成本高。為了進一步減輕由催化劑造成的污染，福建師范大學的陳登龍等發明了離子液體催化制備環氧脂肪酸甲酯的方法（專利公開號CN101284821A），減小了催化劑對設備的腐蝕，但催化效果不太理想。源華能源科技（福建）有限公司的劉五連等發明了一種載于二氧化鈦上的酯類環氧化用的催化劑及其制備和應用方法（專利公開號101722003A），催化活性優良，環氧化反應過程清潔，但由于受到納米金屬催化劑制備方法的限制，催化劑制備的重復性差，規模化生產難以實現，并且目前的催化劑制備方法會產生大量的廢水，仍會造成環境污染；此外，納米金屬催化劑使用壽命短，進一步阻礙了其工業化推廣應用。

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發明內容

為了解決傳統技術存在設備腐蝕及環境污染嚴重的缺點，本發明公開了復合催化劑制備環氧脂肪酸甲酯的方法，所用催化劑具有環保、易于回收等優點。

本發明的技術方案為：一種脂肪酸甲酯環氧化用復合催化劑，由陽離子交換樹脂與對甲苯磺酸中的一種或者兩種的任意比混合物和負載型介孔金屬氧化物固體酸催化劑進行復配，其中按質量百分比計中負載型介孔金屬氧化物固體酸催化劑占復合催化劑總質量的10-60%，所述的負載型介孔金屬氧化物固體酸催化劑為SO₄^2-/介孔Z_rO₂、SO₄^2-/介孔T_iO₂、SO₄^2-/介孔S_nO₂、S₂O₈^2-/介孔Z_rO₂、S₂O₈^2-/介孔T_iO₂、S₂O₈^2-/介孔S_nO₂催化劑中的任意一種或任意幾種的任意比混合物。

所述陽離子交換樹脂為市售陽離子交換樹脂先經4-5%的HCl和2-4%NaOH溶液預處理的。

所述的負載型介孔金屬氧化物固體酸催化劑以常規的水熱合成法制備。

催化劑失活后經常規的過濾、回收、酸處理、烘干后重復利用。

有益效果：

復合催化劑中的各種成分具有協同作用，從而控制環氧化體系的H⁺濃度，利于環氧化反應的進行和穩定，減少副反應的發生，取得較高的轉化率。陽離子交換樹脂和對甲苯磺酸價廉易得，使用方便，因而復合催化劑適合工業使用。

②環境友好。和硫酸或有機酸相比，本發明最大限度地降低了催化劑對設備的腐蝕，減小了廢水排放量，并且催化劑可重復使用，減少了環境污染。

③根據不同甲酯原料不飽和脂肪酸組成，調節復合催化劑組分，可達到控制產品質量等級及成本的目的，彈性應對各種市場需求，提高產品及企業的競爭力。

具體實施方式

以下實施例是對本發明的進一步說明，不是對本發明的限制。

實施例1