分步法制备高环氧值环氧大豆油的方法技术

本发明专利技术揭示了一种高环氧值环氧大豆油制备的新方法。该方法具体是在大豆油中分批或分步加入双氧水和甲酸，在严格控制的工艺条件下进行反应，得到高环氧值的环氧大豆油。该方法所得环氧大豆油环氧值可达到６．６－６．９，市场上目前大多数环氧大豆油的环氧值为５．９～６．２。产品碘值在５以下，环氧值保持率９７％以上。本方法制得的高环氧值环氧大豆油，在ＰＶＣ加工中，作为助增塑剂和助稳定剂使用时，比目前普遍使用的环氧大豆油效果要好得多。

Method for preparing high epoxide value soybean oil by step-by-step method

The invention discloses a new method for preparing epoxidized soybean oil with high epoxy value. The method comprises the following steps: adding hydrogen peroxide and formic acid into soybean oil in batches or step by step, and obtaining epoxy soybean oil with high epoxy value under the strict control process. By this method the epoxy value can reach 6.66.9, currently on the market most of the epoxy value of epoxy soybean oil is 5.9 ~ 6.2. The product value is below 5, the epoxy value keep rate above 97%. The high epoxy soybean oil prepared by this method is much better than the currently used epoxy soybean oil in PVC processing as a plasticizer and a stabilizer.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一类塑料加工助剂合成的新工艺，更具体涉及一种环氧化植物油的合成工艺优化的相关问题，属于有机合成领域。
技术介绍
PVC作为一种传统的通用塑料，其用途广泛，用量很大。其中软质PVC产品可以用于薄膜制品、电线电缆、外包装等很多用途。软质PVC中都要添加增塑剂。长期以来，PVC塑料工业中使用的增塑剂，多为邻苯二甲酸酯类。而近几年来，因为绿色环保的问题，该类增塑剂的使用受到越来越多的限制，用量逐渐减少。近年，随着食品工业的发展，无毒塑料包装薄膜的需求日益增加，这就更加大了无毒增塑剂的市场。环氧大豆油作为一种绿色增塑剂，用途广泛。环氧大豆油环氧值的高低，影响着环氧大豆油的相容性和稳定性。相容性是指环氧大豆油加入PVC制品中最大添加量。超过该添加量，则环氧大豆油会从制品中渗出，导致制品表面发粘。提高环氧值，可以有效的提高环氧大豆油的相容性。环氧大豆油对PVC制品稳定性的增强作用，与环氧值有着直接的关系，因此制品中加入的环氧大豆油的环氧值越高，其稳定性越好。 环氧化合物在塑料、涂料等工业中有着广泛的应用。而环氧大豆油是一种广泛使用的无毒、无味的聚氯乙烯绿色增塑剂兼稳定剂，是美国食品管理局(FDA)批准的唯一可用于包装材料的增塑剂，该增塑剂除了广泛的用于塑料门窗，管材，室内装潢材料，电线电缆以及薄膜中外，还可用于制造要求很高的摄影胶片，以及用于电冰箱门上密封垫的专门增塑剂。环氧大豆油有着优良的增塑效果。对光、热有良好的稳定作用，耐水性和耐油性亦佳，可赋予制品良好的机械强度、耐候性及电性能，且挥发性低、迁移性小。它不仅对聚氯乙烯有增塑作用，而且可使聚氯乙烯链上的活泼氯原子得到稳定，可以迅速吸收因热和光降解出来的氯化氢，从而阻滞聚氯乙烯的连续分解，起到稳定的作用。而且与聚氯乙烯有着良好的相容性，几乎可以用于所有的聚氯乙烯制品。在聚氯乙烯树脂制品中使用，可明显改善制品的光、热稳定性。在要求耐候性高的农用薄膜中加5份可大大延长使用寿命。使用环氧大豆油的聚氯乙烯塑料制品。不但其材料成本会有所降低，它的各项物理性能还有不同程度的提高，如耐加工性、耐热老化性、耐折性等。聚氯乙烯硬片曲折试验在聚氯乙烯中不加环氧大豆油，曲折约200次折断，加入4%环氧大豆油后，该数值则达3600次。与其他常用增塑剂相比，环氧大豆油的另一个显著特点是其低温增塑性非常优良。在聚氯乙烯树脂中加入环氧大豆油，可以在低温情况下，明显的起到增塑作用，增塑效果优于其他常用增塑剂。在聚氯乙烯无毒制品、聚氯乙烯透明制品、透明瓶、透明盒、食品、药物包装材料、聚氯乙烯医用"输血袋"，聚氯乙烯户外使用的塑料制品，防水巻材，塑料门窗，贴墙纸塑料膜等的生产制造时，都使用环氧大豆油作为增塑剂，以保证制品无毒、透明、光及热稳定性优良。 鉴于环氧大豆油的这些特有的优点，特别是现今社会对于产业环境问题的不断重视，产品的环保性被提到了前所未有的高度，人们不断加深着对环境保护的认识，环氧大豆油作为环保绿色的增塑剂也越来越受到人们的重视。环氧大豆油的消费量在增塑 剂总量中所占的比例已超过10%。而且可以预见，在未来，环氧大豆油的用量将进一步 增加。现在最新的研究表明，环氧大豆油不但是优良的聚氯乙烯增塑剂，还可以用于其 他的不同领域。据报道，环氧大豆油可用于酚醛树脂的内增韧改性，可以显著提高产品 的韧性。还有报道显示，环氧大豆油可用于石油沥青工业，改性沥青的针入度和延度都 有显著的提高。另外，现在环氧大豆油改性环氧树脂涂料和聚氨酯胶黏剂的研究也有报 道，环氧大豆油在环氧树脂涂料和聚氨酯胶黏剂的改性过程中，也起到了非常有益的作 用。因此，环氧大豆油的应用范围和发展空间将会日益广阔，其作为环保产品，也完全 能符合保护环境，对人体无毒害作用的要求，适合我国可持续发展的政策。在我国有极 大的发展潜力。 环氧大豆油主要为环氧亚油酸酯、环氧油酸酯和环氧棕榈酯等的混合物，是 用精炼大豆油，采用过氧化物处理而制得的一种产品。常温下为浅黄色粘稠油状液 体，流动点-rC，沸点150°C (0.5kPa)，着火点31(TC，粘度325mPa S(25°C )，折光率 1.4713(25°C)。可溶于烃类、酮类、酯类、高级醇等有机溶剂。微溶于乙醇，不溶于 水，在水中的溶解度< 0.01% (25°C )，水在本品中的溶解度0.55% (25°C )。其相对分子 量为1000左右，大大高于普通增塑剂的分子量，因此它在聚氯乙烯制品中耐挥发，不易 迁移，不易散失，这对保持制品光、热稳定性和延长使用寿命是十分有益的。 环氧大豆油作为一种研究较多的全天然绿色增塑剂，国外已有科研工作人员对 其进行了大量有益的研究，在此期间也发表了很多关于环氧大豆油的专著和文献。在欧 美等国家，环氧大豆油的生产技术已经比较先进。按其定义，优质的环氧大豆油的特点 是纯度高，环氧值高，色泽透明，颜色较淡，可以用于无色透明的产品中。但在我国， 环氧大豆油的生产技术和研究水平却要相对落后很多。其主要表现为环氧大豆油的主要 技术指标环氧值，要远低于国外的同类产品。高环氧值的环氧大豆油可以与聚氯乙烯树 脂有更好的相容性，进一步降低环氧大豆油的渗出性。而且高环氧值的环氧大豆油，其 无论是作为聚氯乙烯的增塑剂使用，还是作为其他材料的改性剂使用，其效果都要明显 的优于较低环氧值的环氧大豆油的效果。而高环氧值环氧大豆油与一般的环氧值较低的 环氧大豆油相比，其市场售价更是相差甚远，有些甚至可以相差30%以上。高环氧值是 环氧大豆油优良品质的一个最主要的衡量指标。因此，提高环氧大豆油的环氧值，可以 显著的改善环氧大豆油的性能，是生产高品质环氧大豆油应优先解决的问题。达到了高 环氧值，环氧大豆油的产品质量才能步入优良的行列，生产出来的环氧大豆油在市场上 才更有竞争力，也有更大的利润空间。因此，针对国内环氧大豆油产品普遍环氧值不高 的情况，本专利技术主要的目的在于寻找一种能够有效提高环氧值的方法。 传统环氧大豆油的生产方法主要有溶剂法和无溶剂法。溶剂法使用苯及苯的同 系物作为溶剂，硫酸作为催化剂。环境易受污染，且生产流程长，设备多，三废处理量 大，产品质量差，因此基本被淘汰。现在环氧大豆油生产基本都采用无溶剂法。无溶 剂法主要工艺是将甲酸或乙酸和催化剂一同加入到大豆油中，进行环氧化反应。反应完 毕后经碱洗、水洗，脱水，最后得到环氧大豆油。该法与溶剂法相比，生产工艺流程较 短，副产物少，污染小，三废处理成本低，更符合绿色环保的要求，也因此现在已基本 取代了溶剂法，成为现今环氧大豆油生产的主要方法。 现在国内有一些关于甲酸自催化或无机酸(包括硫酸、磷酸、固体酸、离子交换树脂等)催化的无溶剂法制备环氧大豆油的文献和专利。如王海平的专利《一种环氧大豆油的生产方式》(专利公开号CN86104989)，邓芳的论文《无羧酸条件下清洁合成环氧大豆油》，高广颖的论文《无溶剂法快速制备环氧大豆油的研究》，吴广铎的《优质环氧大豆油的制备》，吴亚的《过氧钨配合物催化过氧化氢制备环氧大豆油的研究》，李坤兰的《反应控制相转移催化合成环氧大豆油》等。但从各文献的报道来看，其产品的环氧值基本在6.0-6.4之间，无法达到高环氧值的目标。因此，我们将提高环氧大豆油的环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产高环氧值环氧大豆油的方法，用大豆油与双氧水、甲酸进行反应，其特征在于是反应中分步或者分批加入双氧水和甲酸，进行多次氧化反应的工艺方法。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆海，赵涛，潘泳康，刘勇，王雪红，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[]