[發明專利]一種利用廢棄油脂制備環保增塑劑的方法及其應用

有效

• 申請號: 201910976259.2
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110627643B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 蔣平平;劉德開;王涵穎;聶志欣;代注頂
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C07C67/26
• 分類號: C07C67/26;C07C67/29;C07C69/76;C07C67/08;C07C69/58;C07D301/12;C07D303/42;C08K5/12;C08L27/06;C08J5/18
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 時旭丹;張仕婷

一種利用廢棄油脂制備環保增塑劑的方法及其應用，屬于精細化學品合成及塑料助劑應用領域。本發明采用廢棄油脂提純的高級脂肪酸、甲醇、50%過氧化氫、偏苯三酸酐和乙酸酐為主要原料，通過酯化、環氧化、開環酯化和乙酰化四步反應進行分子結構的改造及官能團轉化，制得環保增塑劑產品乙酰脂肪酸甲酯?偏苯三酸酯。本發明制備所得的環保增塑劑產物同時具有環狀分子與線性分子組合的特性，產品粘度適中，顏色呈黃色，耐遷移性、耐熱性比較好，適合工業化生產，有望替代傳統的鄰苯類增塑劑。

技術領域

本發明涉及一種利用廢棄油脂制備環保增塑劑的方法及其應用，屬于精細化學品合成及塑料助劑應用領域。

背景技術

我國每年消耗的增塑劑約為500萬噸，其中75%的PVC增塑劑為鄰苯類增塑劑，并且它們完全來源于石油。此外，隨著時間的遷移，鄰苯類增塑劑容易從PVC基體中遷移出來，遷移出來的鄰苯類增塑劑會充當內分泌干擾物毒害人體的肝臟、心臟、腎、肺、睪丸和人體的其他器官。因此，他們已經被歐盟、美國等許多國家禁止用在一些特定領域，如兒童玩具、醫療器械、汽車、食品包裝和一些室內使用的材料等等。對于開發一些新型的結構、可替代鄰苯二甲酸酯類的增塑劑已經是勢在必行。

地溝油是一種不能食用的劣質油，如果作為廢物直接排放，會造成嚴重的環境污染。然而，這些油脂屬于可再生資源，它的主要化學成分是長鏈脂肪酸甘油酯化合物，將其進行分子的改性制備成增塑劑，既可以解決地溝油回歸餐桌、污染環境的問題，又為替代鄰苯二甲酸酯類增塑劑提供了一種途徑。

發明內容

本發明的目的是克服上述不足之處，提供一種利用廢棄油脂制備環保增塑劑的方法及其應用，其開發出具有特殊分子結構且產品性能優良的增塑劑，結構中含有苯環、線性分子及眾多的極性基團，如：酯基、羰基等，因此具有特殊的增塑性能。

本發明的技術方案，一種利用廢棄油脂制備環保增塑劑的方法，其使用廢棄油脂提純所得到的高級脂肪酸，及甲醇、過氧化氫、偏苯三酸酐和乙酸酐為主要原料，通過酯化、環氧化、開環酯化和乙酰化四步反應得到該增塑劑，具體步驟如下：

（1）廢棄油脂的預處理：收集來的廢棄油脂先在一定溫度下進行過濾，除去廢棄油脂中的固體雜質以及動物油脂，再加入活性白土進行脫色，將活性白土過濾掉，之后再加入磷酸和水進行脫膠，后用去離子水洗至中性，再真空蒸餾除去水，然后加入甲醇和氫氧化鈉溶液進行酯交換反應，去離子水洗至中性后再減壓蒸餾除去水及其他短鏈脂肪酸甲酯，最后再用稀硫酸酸化，去離子水洗幾次后再真空蒸餾除去水得到高級脂肪酸；

（2）酯化反應：在反應器中加入反應物高級脂肪酸、甲醇，然后加入催化劑1；將上述原料混合加熱反應；反應完后用碳酸氫鈉溶液洗至中性，再用去離子水洗，真空蒸餾除去水，得到脂肪酸甲酯；

（3）環氧化反應：將步驟（2）所得的產物脂肪酸甲酯和催化劑2加入到反應器中，再將冰醋酸和質量濃度為50%的過氧化氫溶液混合，后滴入至反應器中；將上述原料混合加熱，持續反應；反應完后用碳酸氫鈉溶液洗至中性，再用去離子水水洗，真空蒸餾除去水得到產物環氧脂肪酸甲酯；

（4）開環酯化：將步驟（3）產物環氧脂肪酸甲酯、偏苯三酸酐和開環劑加入到反應器中，混合加熱進行反應；反應完后用去離子水洗至中性，真空蒸餾除去水得到產物脂肪酸甲酯-偏苯三酸酯。

（5）乙酰化反應：將步驟（4）產物脂肪酸甲酯-偏苯三酸酯和乙酸酐加入到反應器中，混合加熱反應；反應完后先減壓蒸餾除去乙酸酐，后用去離子水洗至中性，再真空蒸餾除去水得到最終產物環保增塑劑乙酰脂肪酸甲酯-偏苯三酸酯。