[發明專利]一種環氧腰果酚基乙酸酯增塑劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201310315197.3
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103342834A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 聶小安;劉振興;米楨;陳潔;常俠
• 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: C08K5/1515
• 分類號: C08K5/1515;C07D303/16;C07D301/14;C08L63/00;B01J31/28
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馮慧

技術領域

本發明屬于環氧類增塑劑制備領域，具體涉及一種以腰果酚為原料應用磁性固體酸催化劑制備環氧腰果酚基乙酸酯增塑劑的方法。

背景技術

鄰苯類增塑劑是塑料加工用量最大的添加劑，約占增塑劑用量的90%，然而在應用過程中卻發現鄰苯二甲酸類增塑劑具有持久性的生殖毒性。歐盟化學品管理局于2008年10月明文禁止在電子、食品、日用品及玩具等行業使用，如何開發可替代鄰苯二甲酸類綠色環保無毒增塑劑是現在全球關注的熱點。

全球已加快了無毒增塑劑產品的研發力度，特別加快了衛生要求高的塑料制品基礎應用研究。我國已有一些關于生物基增塑劑制備方法的專利，如專利號CN101284821A，CN101139328A，CN201010220155.8報道了環氧脂肪酸甲酯的制備方法。由于受自身結構的限制，環氧脂肪酸甲酯增塑劑普通存在與塑料相容性較差，制備的塑料制品耐溫等級不高等缺陷，嚴重影響其實際應用效果。同時傳統的環氧脂肪酸甲酯制備方法是在有機溶劑存在下，以硫酸為催化劑，將脂肪酸甲酯、有機酸混合，攪拌滴加雙氧水進行環氧化，然而該反應過程中生成的有機過氧酸極不穩定，且易爆炸，并產生大量廢酸，污染環境。

腰果酚（cardanol）是從天然腰果殼液中得到的天然酚類化合物，含有不飽和C₁₅長碳鏈，具有特殊的化學性質，可作為化石原料的替代品，在涂料、黏合劑、摩擦材料、高分子助劑及其它高分子材料領域有廣泛應用。但由腰果酚制備環氧腰果酚基乙酸酯增塑劑的方法，在我國還未見相關專利報道。

發明內容

為了解決傳統環氧脂肪酸甲酯存在相容性差、耐溫等級不高等性能缺陷，本發明公開了一種環氧腰果酚基乙酸酯增塑劑及其制備方法，由磁性雜多酸固體催化劑催化腰果酚制備，原料為腰果油，來源廣泛，催化劑具有綠色環保、易于回收等優點。

本發明的技術方案為：一種環氧腰果酚基乙酸酯增塑劑，結構式為：

一種環氧腰果酚基乙酸酯增塑劑的制備方法，以腰果酚、乙酸酐為原料，在固體堿催化下反應，生成腰果酚基乙酸酯，然后在磁性雜多酸固體催化劑的催化下，通過滴加有機過氧化物溶液的方式反應，得到反應產物，使用磁場分離回收磁性雜多酸固體催化劑，粗產品經靜置分層、中和、脫水處理得到環氧腰果酚基乙酸酯增塑劑產品；反應方程式為：

所述的磁性雜多酸固體催化劑具有核殼型結構，磁核為納米級SiO₂-Fe₃O₄，活性組分為磷鎢雜多酸，結構為HPWA/SiO₂-Fe₃O₄，磁核粒度分布于50～100nm，具有超順磁性。

所述的磁性雜多酸固體催化劑按以下方法制備：將FeCl₃與FeCl₂水溶液與氨水通過化學共沉淀法制備得到Fe₃O₄磁基體，再與正硅酸乙酯反應得到SiO₂修飾磁核SiO₂-Fe₃O₄，然后將磷鎢酸的乙醇溶液加入SiO₂-Fe₃O₄磁核與正硅酸四乙酯、乙醇和硝酸形成的溶膠中反應至凝膠狀物質出現，真空干燥得到磁性雜多酸固體催化劑HPWA/SiO₂-Fe₃O₄，粒徑為50～100nm。

所述的磁性雜多酸固體催化劑按以下方法制備：將FeCl₃與FeCl₂水溶液與氨水通過化學共沉淀法制備得到Fe₃O₄磁基體，再與正硅酸乙酯反應得到SiO₂修飾磁核SiO₂-Fe₃O₄，然后將磷鎢酸的乙醇溶液加入SiO₂-Fe₃O₄磁核與乙醇、水和油酸形成的懸浮液中超聲分散反應后，轉移至燒瓶中，80℃下快速攪拌、蒸發溶劑，真空干燥得到磁性雜多酸固體催化劑HPWA/SiO₂-Fe₃O₄，粒徑為50～100nm。

所述的有機過氧化物為間氯過氧苯甲酸。

所述固體堿包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣中的任一種。