[發明專利]陽離子樹脂催化制備高環氧值環氧大豆油的方法

無效

• 申請號: 201210158487.7
• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN102719318A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 王慶海;彭俊彪;潘泳康;唐頌超;李麗;徐會軍
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C11C3/00
• 分類號: C11C3/00;B01J31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于有機合成領域，具體涉及一種環氧大豆油的制備方法及其工藝的優化。

背景技術

環氧大豆油(ESO)是一種廣泛使用的無毒、無味、可再生的環保增塑劑兼穩定劑，具有優良的相容性好、揮發性低、遷移性小，可賦于制品優良的光穩定性、熱穩定性、耐水性、耐油性等許多特點。

尤其是隨著人們環保意識的加強，世界各國對各種塑料制品中使用的增塑劑提出了更高的要求。通常使用在塑料聚氯乙烯(PVC)中作為主要增塑劑的鄰苯二甲酸酯類，屬低分子物質，有著較大的揮發性，據統計吸入人體或動物體內，會使其體內產生仿雌性激素及潛在的致癌危險性。許多國家，如歐盟RoHS環保指令，已經嚴格限制其生產、應用。

而且鄰苯二甲酸酯類增塑劑的主要來源是石油，作為不可再生能源，隨著能源危機的加劇，增塑劑所面臨的問題，使得其產品品種調整成為關注的話題。而用可再生植物提煉出來的大豆油制備環氧大豆油，作為性能優良的環保增塑劑，已受到越來越多的塑料加工業和增塑劑生產企業的關注，已被視為鄰苯二甲酸酯類增塑劑的良好替代品。環氧大豆油在許多國家已被允許用于食品及醫藥的包裝材料，是美國藥物管理局批準的唯一可用于食品包裝材料的環氧類增塑劑。

雖然我國在環氧大豆油的制備方面也做出了很多有益的研究，但是與世界領先的技術相比，我國生產的環氧大豆油的品質仍處于一個較低的位置。據報道，世界上領先技術制得的環氧大豆油，其環氧值有些已經可以達到7.0g/100gESO，甚至更高。而對我國絕大部分廠家和相關研究機構來說，環氧值仍然是環氧大豆油的產品品質的一個瓶頸，環氧值6.5g/100gESO以上對于我國自行生產的環氧大豆油來說，仍是難以達到的指標。

環氧值的提高對環氧大豆油產品的性質有著十分顯著的影響。一般環氧大豆油在PVC(聚氯乙烯)中的最大使用量在25phr(每百克份數)左右，若繼續加入，則會從PVC中析出。而高環氧值環氧大豆油與PVC的相容性特別好，如美國碳化公司生產的高質量環氧大豆油，在加入量達到60phr時與PVC還是完全相容的，經他們的實驗證明，當PVC薄片中加入50phr環氧大豆油時，歷經12年后，仍只有痕量的析出。而Swift公司生產的環氧大豆油在加入量高達100phr時仍然是與PVC相容的，這就是高環氧值環氧大豆油與低環氧值之間質的差別。而且高環氧值環氧大豆油還具有獨特的低溫柔曲性，可以在加工時節省能量，提高加工速度。高環氧值環氧大豆油的光熱穩定性特別優良。環氧大豆油分子內的環氧基團反應活性較高，在高溫下環氧基會發生種種反應而使環氧值降低，環氧大豆油的環氧值越高，作為PVC樹脂的增塑劑及熱穩定劑越好。因此，針對我國制備的環氧大豆油環氧值普遍不高的情況下，本發明主要是尋找一種有效的制備高環氧值環氧大豆油的方法。

目前來說，工業制備環氧大豆油的方法有：羧酸法、硫酸催化法、硫酸鋁催化法等。另外最新的研究，還提出了相轉移催化劑法。其中前兩種方法常用的方法。采用羧酸法制備環氧大豆油時反應時間長，環氧值不高；采用硫酸催化劑制備環氧大豆油時，產生大量的廢酸，難以處理；采用硫酸鋁催化劑制備環氧大豆油時，所用催化劑難以嚴格控制Fe²⁺的含量，含Fe²⁺過高時，Fe²⁺易催化加快雙氧水的分解，不利于環氧化反應的進行，同時，Fe²⁺所導致的雙氧水的分解極易引起物料急劇升溫，難于控制環氧化反應溫度；而最新研究的相轉移催化氧化法制備的環氧大豆油環氧值不高。從王海平的專利《一種環氧大豆油是生產方法》(專利公開號：CN86104989)、夏月燕的專利《一種環氧大豆油的制備方法》(專利公開號：CN101824368A)、蔣平平的專利《雜多酸液相催化制備環氧大豆油或環氧脂肪酸甲(乙)酯的方法》(專利公開號：CN101235021)可以看出，制備的環氧大豆油的環氧值＜6.4。專利CN101591588A公開的一種有機錸氧化物-過氧化脲催化制備環氧大豆油的方法，雖然環氧值能達到6.5以上，但是催化劑體系成本高，過氧化脲用量較大，生產效率不高。因此，開發一種環保、高效的制備高環氧值環氧大豆油的方法具有很高的經濟價值。

發明內容

本發明主要目的是克服目前技術的不足，提供一種高效、低成本、環保的制備高環氧值環氧大豆油的方法。本發明的另一目的是提供一種再生可反復使用的低成本高效催化劑。

本發明的技術方案是制備一種高環氧值的環氧大豆油，其具體步驟如下：