[發(fā)明專利]一種分子改性環(huán)氧脂肪酸甘油酯的制備方法及產(chǎn)品

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310710440.1
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN103710154A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈健;傅俊紅
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江嘉澳環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?/a>
• 主分類號(hào): C11C3/00
• 分類號(hào): C11C3/00
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種分子改性環(huán)氧脂肪酸甘油酯的制備方法及產(chǎn)品。

背景技術(shù)

目前，環(huán)氧類增塑劑一般指環(huán)氧大豆油、環(huán)氧棕櫚油、環(huán)氧菜籽油、環(huán)氧棉籽油等環(huán)氧甘油三酯化合物和環(huán)氧脂肪酸甲酯及其復(fù)合物等。環(huán)氧大豆油分子結(jié)構(gòu)中一般是長鏈甘油三酯，環(huán)氧脂肪酸甲酯分子結(jié)構(gòu)中含有長鏈脂肪酸甲酯。環(huán)氧類增塑劑具有環(huán)保、使用范圍廣泛等特點(diǎn)，環(huán)氧大豆油具有分子量大、閃點(diǎn)高、熱穩(wěn)定性好、耐遷移性好等優(yōu)點(diǎn)，但存在塑化效率不高，與PVC的相容性不好等缺點(diǎn)；環(huán)氧脂肪酸甲酯具有塑化效率高、與PVC相容性好、制品手感好等優(yōu)點(diǎn)，但存在閃點(diǎn)較低，在加工溫度較高時(shí)產(chǎn)生大量煙氣的缺點(diǎn)，限制了環(huán)氧脂肪酸甲酯的應(yīng)用。

使用過程中可以將環(huán)氧大豆油和環(huán)氧脂肪酸甲酯復(fù)合，能起到一定的中和作用，例如公開號(hào)為CN102666696A的專利文獻(xiàn)公開了一種乙?；母视王ズ退鼈兣c環(huán)氧化的脂肪酸酯的共混物，該文獻(xiàn)采用將包含乙?；母视王サ牡谝辉鏊軇┖桶ōh(huán)氧化的脂肪酸酯的第二增塑劑混合，制成新的增塑劑，以解決增塑劑的安全性問題。但是，按照上述文獻(xiàn)制備增塑劑過程中，需要將乙?；母视王ヅc環(huán)氧化的脂肪酸酯混合，混合過程中仍存在環(huán)氧脂肪酸甲酯揮發(fā)的技術(shù)問題，仍然不能改變混合物中環(huán)氧脂肪酸甲酯在高溫下的揮發(fā)的安全性技術(shù)問題。

為進(jìn)一步解決增塑劑與PVC相容性和安全性問題，公開號(hào)為CN102285946A的專利文獻(xiàn)公開了一種二乙酰環(huán)氧植物油酸甘油酯，其通式為(I)或(II)，它比環(huán)氧大豆油穩(wěn)定性好，流動(dòng)性好，分子量低，與塑料PVC的相溶性好，是一種新型的性質(zhì)優(yōu)良的無毒塑料增塑劑：

其中，R為植物油中20個(gè)碳原子以下的脂肪酸。

上述文獻(xiàn)還公開了從植物油出發(fā)合成二乙酰環(huán)氧植物油酸甘油酯的方法，首先用植物油與甘油在催化劑作用下進(jìn)行酯交換，得到植物油酸單甘油酯，然后再乙酰化合成二乙酰植物油酸甘油酯，最后在甲酸和雙氧水的環(huán)境中進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，合成得到二乙酰環(huán)氧植物油酸甘油酯。該方法在安全性和與PVC相容性問題上有了一定的改進(jìn)。但是，該方法的選擇性不高，且需要另外添加甘油作為原料，增加了制備成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種分子改性環(huán)氧脂肪酸甘油酯的制備方法，該方法采用環(huán)氧甘油三酯為原料，采用脂肪酶為催化劑，大大提高了目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性，且避免了環(huán)氧脂肪酸甲酯易揮發(fā)的問題，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明還提供了一種由上述方法制備得到的分子改性環(huán)氧脂肪酸甘油酯，該環(huán)氧脂肪酸甘油酯的分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)含有長鏈和短鏈的甘油酯，同時(shí)兼具長鏈甘油三酯和環(huán)氧脂肪酸甲酯的優(yōu)點(diǎn)，具有塑化效率高、相容性好、閃點(diǎn)高、且不易遷移的優(yōu)點(diǎn)。

一種分子改性環(huán)氧脂肪酸甘油酯的制備方法，包括：

（1）將環(huán)氧脂肪酸甘油三酯、脂肪酶和水混合，進(jìn)行水解反應(yīng)，反應(yīng)溫度為20-80℃，反應(yīng)時(shí)間6-18小時(shí)，得到環(huán)氧脂肪酸單甘油酯、環(huán)氧脂肪酸二甘油酯、環(huán)氧脂肪酸三甘油酯的混合物；

（2）利用真空下分子蒸餾將步驟（1）所得混合物分離純化，真空度100-300Pa，溫度小于為150℃得到的餾分去掉，截取真空度10-100Pa、溫度150-300℃的餾分，得到環(huán)氧脂肪酸單甘油酯和環(huán)氧脂肪酸二甘油酯的混合物；

（3）將步驟（2）得到的環(huán)氧脂肪酸單甘油酯和環(huán)氧脂肪酸二甘油酯進(jìn)行乙酰化反應(yīng)或者甲?；磻?yīng)，后處理，得到分子改性環(huán)氧脂肪酸甘油酯。

本發(fā)明使用的環(huán)氧脂肪酸甘油三酯可選擇常見的市購產(chǎn)品，也可采用利用現(xiàn)有方法將脂肪酸甘油三酯環(huán)氧化得到。常見的環(huán)氧脂肪酸甘油三酯一般包括環(huán)氧大豆油、環(huán)氧棕櫚油、環(huán)氧菜籽油，作為優(yōu)選，所述的環(huán)氧脂肪酸甘油三酯為環(huán)氧大豆油。

作為優(yōu)選，所述的脂肪酶可選擇小麥胚芽脂肪酶或豬胰腺脂肪酶。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述的脂肪酶為小麥胚芽脂肪酶；所述的脂肪酶的加入量為環(huán)氧脂肪酸甘油三酯重量的1%-5%。所述的環(huán)氧脂肪酸甘油三酯與水的重量比為1:0.2-1.6；作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述的環(huán)氧脂肪酸甘油三酯與水的重量比為1:0.3-0.6。

作為優(yōu)選，所述的水解反應(yīng)的反應(yīng)溫度為20-50℃；所述的水解反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為8-12小時(shí)，在該反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間條件下，環(huán)氧脂肪酸甘油三酯能夠在脂肪酶的作用下，有選擇性的生成環(huán)氧脂肪酸單甘油酯、環(huán)氧脂肪酸二甘油酯。