利用废弃油脂制备的环保增塑剂及其制备方法与它的用途技术

本发明专利技术涉及一种利用废弃油脂制备环保增塑剂的方法，该制备方法包括预处理、分子改性、分子蒸馏、乙酰化、环氧化与二次分子蒸馏等步骤。与传统的环氧类增塑剂相比，本发明专利技术由废弃油脂制备的环保增塑剂兼具了环氧植物油和环氧甲酯的优点，具有很好的相容性，高闪点，黏度适中，更高硬度等优点，它具有非常良好的综合性能，是一种新型的环保增塑剂制品。是一种新型的环保增塑剂制品。

【技术实现步骤摘要】
利用废弃油脂制备的环保增塑剂及其制备方法与它的用途


[0001]本专利技术属于精细化工
更具体地，本专利技术涉及利用废弃油脂制备的乙酰环氧脂肪酸甘油酯环保增塑剂，还涉及所述乙酰环氧脂肪酸甘油酯环保增塑剂的制备方法，还涉及所述乙酰环氧脂肪酸甘油酯环保增塑剂的用途。

技术介绍

[0002]废弃油脂是一种重要的生物质资源，对其高值化转化研究是国内外长久的研究热点，废弃油脂中最主要的组成成分是甘油酯和游离的脂肪酸。目前主流的利用方式是将其与甲醇反应制备得到脂肪酸甲酯，再经过精制形成生物柴油销售，但由于废弃油脂来源于组成区别较大，国内制备的生物柴油常常存在理化性质差异较大，产品批次差异性较大等缺陷。
[0003]PVC(聚氯乙烯)是全球应用最广泛的塑料之一，具有良好的物理性能，但其熔融态黏度高，可塑性差，常常需要化工助剂改善其可塑性，使其便于加工。
[0004]石油化工产业下的邻苯二甲酸酯类增塑剂价格低廉，增塑效果良好，是目前化工领域应用最广泛的增塑剂，但其在使用过程中会对环境和人类安全造成影响，随着人类越来越重视环境和健康，开发可替代邻苯二甲酸酯类的环保型增塑剂愈发重要。
[0005]已有的环保型增塑剂主要有环氧植物油和环氧脂肪酸甲酯。环氧植物油主要通过植物油环氧化制备而成，例如环氧大豆油等，具有分子量大，热稳定性好，不易发烟，闪点高等优点，耐迁移性好，但存在与PVC相容性不好，塑化效率低等缺点。环氧脂肪酸甲酯具有塑化效率高，与PVC相容性好等优点，但存在闪点较低，加工温度过高时会发烟等缺点。
[0006]现有环保型增塑剂主要在环氧植物油和环氧脂肪酸甲酯基础上开发了不同技术以规避其缺陷。例如CN200910145060公开了将环氧植物油和氯化石蜡以及邻苯二甲酸酯类增塑剂混合在一起改善环氧植物油与PVC的相容性，但该方法制得的增塑剂又引入了有毒有害的增塑剂成分； CN201010283862公开了一种氯代环氧脂肪酸甲酯的制备方法，该方法所制得的增塑剂性能较好，但制备工艺中氯代反应直接使用氯气反应，工艺存在较大安全风险，且工艺会产生酸性气体造成环境污染。CN105837631A公开了一种含磷环氧增塑剂，该增塑剂性能良好，应用领域广泛，但该制备工艺十分繁琐，首先将油脂皂角酸化得到长链脂肪酸，再将脂肪酸还原得到长链脂肪醇，再与磷酸在催化剂作用下酯化制得磷酸酯，最后再进行环氧化制得环氧脂肪醇磷酸酯。而且脂肪酸甲酯在环氧化反应后通常需要碱水洗涤产生废水污染环境。
[0007]针对现有技术存在的这些技术缺陷，本专利技术人在总结现有技术基础之上，通过大量实验研究与分析总结，终于完成了本专利技术。

技术实现思路

[0008]要解决的技术问题
[0009]本专利技术的目的是提供利用废弃油脂制备的乙酰环氧脂肪酸甘油酯环保增塑剂。
[0010]本专利技术的另一个目的是提供所述乙酰环氧脂肪酸甘油酯环保增塑剂的制备方法。
[0011]本专利技术的另一个目的是提供所述乙酰环氧脂肪酸甘油酯环保增塑剂的用途。
[0012]技术方案
[0013]本专利技术是通过下述技术方案实现的。
[0014]本专利技术涉及一种利用废弃油脂制备环保增塑剂的方法。
[0015]该制备方法的制备步骤如下：
[0016]A、预处理
[0017]废弃油脂进行脱胶、除杂与脱色处理，得到一种纯油脂；
[0018]B、分子改性
[0019]步骤A得到的纯油脂含有以重量计40％以上三甘酯或35％以上游离脂肪酸时，往纯油脂中添加以纯油脂重量计0.1～1.0％甘油，接着加入0.01～ 0.08％固体酸催化剂，混合均匀，在真空度350～500Pa与温度120℃～170℃的条件下进行反应2～4h，该反应物的甘油三酯含量为以该反应液总重量计 5％以下且酸值为8mgKOH/g以下时，终止反应，让其反应物温度自然冷却至60℃以下，再过滤除去固体酸催化剂；
[0020]C、分子蒸馏
[0021]步骤B得到的滤液使用分子蒸馏设备进行分离，收集在压力5～80Pa与温度180～300℃的条件下得到的以单甘油酯和二甘油酯为主要成分的混合物；
[0022]D、乙酰化
[0023]往步骤C得到单甘油酯和二甘油酯混合物中添加以该混合物重量计 12.5～25.0％乙酰化试剂与0.01～0.10％固体酸催化剂，混合均匀，在温度 70～120℃的条件下进行乙酰化反应1～3h，冷却，过滤得到浅黄色油状乙酰甘油酯混合物；
[0024]E、环氧化
[0025]按照乙酰甘油酯混合物、乙酸与双氧水的重量比1：0.05～0.1：0.2～0.7，往步骤D得到的乙酰甘油酯混合物中添加乙酸与双氧水溶液，在温度45～ 85℃的条件下进行环氧化反应3～6h，得到一种环保增塑剂粗产品；
[0026]F、二次分子蒸馏
[0027]让步骤E得到的环保增塑剂粗产品在分子蒸馏设备中在压力100～ 300Pa与温度150～250℃的条件下进行二次分子蒸馏，得到乙酰环氧脂肪酸甘油酯环保增塑剂。
[0028]根据本专利技术的一个优选实施方式，在步骤A中，所述的脱胶是往废弃油脂中加入少量的酸和水，搅拌，静置，让其中的磷脂组分形成絮状物在水相中析出而与油脂分离；所述的除杂是通过过滤除去废弃油脂中固体不溶性杂质；所述的脱色是使用白土或活性炭吸附油脂中存在的色素物质。
[0029]根据本专利技术的另一个优选实施方式，在步骤B与D中，所述的固体酸催化剂是强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂、丙烯酸型阳离子交换树脂或 D072型大孔强酸性离子交换树脂。
[0030]根据本专利技术的另一个优选实施方式，在步骤C中，所述分子蒸馏设备是降膜式、刮膜式、刮板式或离心式类型分子蒸馏设备。
[0031]根据本专利技术的另一个优选实施方式，在步骤D中，乙酰化试剂是乙酸或乙酸酐。
[0032]根据本专利技术的另一个优选实施方式，在步骤E中，双氧水溶液的浓度是以重量计30
～55％。
[0033]根据本专利技术的另一个优选实施方式，在步骤F中，所述的分子蒸馏设备是降膜式、刮膜式、刮板式或离心式类型分子蒸馏设备。
[0034]本专利技术还涉及所述制备方法制备得到的乙酰环氧脂肪酸甘油酯环保增塑剂，它含有以重量计60～82％单乙酰基环氧脂肪酸甘油酯、15～29％二乙酰环氧脂肪酸甘油酯与1～7％环氧脂肪酸甘油三酯。
[0035]本专利技术还涉及所述的乙酰环氧脂肪酸甘油酯环保增塑剂在生产塑料中的用途。
[0036]根据本专利技术的一个优选实施方式，所述的塑料是聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚酰胺。
[0037]下面将更详细地描述本专利技术。
[0038]本专利技术涉及一种利用废弃油脂制备环保增塑剂的方法。
[0039]该制备方法的制备步骤如下：
[0040]A、预处理
[0041]废弃油脂进行脱胶、除杂与脱色处理，得到一种纯油脂；
[0042]在本专利技术中，所述废弃油脂应该理解是餐饮服务本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用废弃油脂制备环保增塑剂的方法，其特征在于该制备方法的制备步骤如下：A、预处理废弃油脂进行脱胶、除杂与脱色处理，得到一种纯油脂；B、分子改性步骤A得到的纯油脂含有以重量计40％以上三甘酯或35％以上游离脂肪酸时，往纯油脂中添加以纯油脂重量计0.1～1.0％甘油，接着加入0.01～0.08％固体酸催化剂，混合均匀，在真空度350～500Pa与温度120℃～170℃的条件下进行反应2～4h，该反应物的甘油三酯含量为以该反应液总重量计5％以下且酸值为8mgKOH/g以下时，终止反应，让其反应物温度自然冷却至60℃以下，再过滤除去固体酸催化剂；C、分子蒸馏步骤B得到的滤液使用分子蒸馏设备进行分离，收集在压力5～80Pa与温度180～300℃的条件下得到的以单甘油酯和二甘油酯为主要成分的混合物；D、乙酰化往步骤C得到单甘油酯和二甘油酯混合物中添加以该混合物重量计12.5～25.0％乙酰化试剂与0.01～0.10％固体酸催化剂，混合均匀，在温度70～120℃的条件下进行乙酰化反应1～3h，冷却，过滤得到浅黄色油状乙酰甘油酯混合物；E、环氧化按照乙酰甘油酯混合物、乙酸与双氧水的重量比1：0.05～0.1：0.2～0.7，往步骤D得到的乙酰甘油酯混合物中添加乙酸与双氧水溶液，在温度45～85℃的条件下进行环氧化反应3～6h，得到一种环保增塑剂粗产品；F、二次分子蒸馏让步骤E得到的环保增塑剂粗产品在分子蒸馏设备中在压力100～300Pa与温度150～250℃的条件下进行二次分子蒸馏，得到乙酰环氧脂肪酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建琦，胡永员，牛永洁，孟永宏，杨璐，黄毅，
申请(专利权)人：陕西海斯夫生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：