一种生物基过碱液体脂肪酸钙盐制造技术

本发明专利技术涉及一种利用可再生资源生物基材料生产过碱液体脂肪酸钙盐。目前全球PVC塑料加工助剂热稳定剂中的液体产品生产中所用脂肪酸基本上仍采用石油产品；且作为分子量只有40的轻金属钙，用传统的方法无法合成出金属量大于10％的脂肪酸钙盐。本发明专利技术生物基过碱液体脂肪酸钙盐由以下步骤制得：将一元生物基脂肪酸、氢氧化钙、有机溶剂和生物基脂肪醇在惰性气体的保护下采用微乳化工艺进行反应，在60-150℃下用酸性气体参与反应，反应3-6小时得到钙金属含量在6-15％的高纯度透明液体。本发明专利技术有贮存稳定性好和优良的润滑性能，复配性能优良；与高纯液态锌可复配成优良的钙锌热稳定剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物基化学材料，尤其是一种采用可再生资源生物基材料制成的生物基过碱液体脂肪酸钙盐。
技术介绍
目前全球PVC塑料加工助剂热稳定剂中的液体产品生产中所用脂肪酸基本上仍采用石油产品，而随着人们对气候变化和化石资源枯竭等问题的关注，低碳、环保，可持续的经济发展模式日益为世界各国政府所重视。将可再生的原料转化为生物基材料，进而开发各种产品，获得环境友好的功能性材料，能够降低碳排放，缓解石油危机，已经成为全球研究的热点领域。PVC塑料已涉及国家工业和民用建设的方方面面，我们日常生活已与PVC塑料密不可分，生态型绿色PVC热稳定剂研发，以生物基材料替代资源已日益枯竭的石油产品，对保护生态环境和合理开发利用自然资源，实现经济社会的低碳、环保和可持续发展必将起到巨大的促进作用。此外，作为分子量只有40的轻金属钙，用传统的方法无法合成出金属量大于10%的脂肪酸钙盐。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在缺陷，提供一种采用可再生资源生物基材料制成的生物基过碱液体脂肪酸钙盐，其金属含量可达6-15%，并具有优良的贮存稳定性和润滑性 能，复配性能优良。为此，本专利技术采用如下的技术方案:一种生物基过碱液体脂肪酸钙盐，其特征在于，它由以下步骤制得:将一元生物基脂肪酸、氢氧化钙、有机溶剂和生物基脂肪醇在惰性气体的保护下采用微乳化工艺进行反应，在60-150°C下用酸性气体参与反应，反应3-6小时得到钙金属含量在6-15%的高纯度透明液体，即生物基过碱液体脂肪酸钙盐，其pH值彡7 ； 所述的一元生物基脂肪酸为癸二酸、油酸、癸酸、月桂酸、柠檬酸、硬脂酸、单宁酸中的任一种或二种以上的混合物；所述的生物基脂肪醇为乙醇、山黎醇、三甘醇、2-辛醇、月桂醇、松油醇、C12_18脂肪醇中的任一种或二种以上的混合物；所述的有机溶剂为D80溶剂油、D100溶剂油、D110溶剂油、白油、25号变压器油中的任一种或二种以上的混合物。所述的一元生物基脂肪酸和生物基脂肪醇全部采用可再生资源生物基材料获得；本专利技术以有机溶剂作分散相，以生物基脂肪醇作活性剂，利用具有RCOO基的一元生物基脂肪酸与氢氧化物进行初始反应，在惰性气体保护下及60-150°C的温度区间内使酸性气体参与反应，控制反应3-6小时即可制得高含量、高纯度的生物基过碱液体脂肪酸钙盐。进一步，所述的原料以重量份数计为:一元生物基脂肪酸18(Γ320，生物基脂肪醇50 180，有机溶剂400 680，氢氧化钙160 320。进一步,所述的酸性气体为二氧化硫、三氧化硫、二硫化碳或二氧化碳。进一步，视成品金属含量的高低分2次或3次以上加入氢氧化钙。本专利技术的另一技术方案是上述生物基过碱液体脂肪酸钙盐的应用，所述的生物基过碱液体脂肪酸钙盐直接用作金属切削和高速公路路面施工用润滑剂；也可以和液态锌复配成优良的钙锌热稳定剂，以在医用乳胶手套加工中应用为例:用量仅为PVC树脂的0.5%以上即可达到加工所需的热稳定效应。本专利技术生物基过碱液体脂肪酸钙盐的金属含量可达6-15%，并具有优良的贮存稳定性和润滑性能，复配性能优良；通过调节溶剂比例可以得到任意含量的产品；为直接在不同领域中的应用和复配提供了最大的空间；质量和成本得到了有效的控制，本专利技术制得的产品较传统工艺制得的同金属含量产品可降低成本30%左右，质量提高100%左右。具体实施例方式本专利技术采用过碱液体脂肪酸钙盐的术语，“过碱”是惯用术语，涉及其中所含的总金属对脂肪酸的比例大于中性金属盐的比例。即金属的克当量数大于脂肪酸的克当量数。如果没有“过碱”这个概念那也就不存在钙金属含量高达6-15%过碱液体脂肪酸钙盐这个事实。在某些例子中，可以发现过碱金属盐中的金属过量的程度，也可以用“金属比例”这样的术语来描述。这里使用金属比例这一术语可以指明总的碱性金属(也可以用金属的氧化物或氢氧化物来描述)在油溶性的成分中对脂肪酸的比例。工艺上碱性金属盐常常被称为过碱的或超碱的，指明过量的碱性化合物的存在。用作反应成分的碱土金属碱可以从任何钙的化合物中获取。金属碱包括金属氧化物和氢氧化物。如上所述，脂肪酸或其混合物，在反应混合物中可一样使用。例如，使反应溶解进行的表面活性剂是就地形成的碱土金属脂肪酸盐。别的表面活性剂也可以包括进去，例如，一般用途的表面活性剂为山梨糖醇或衍生物，特别是乙氧基化山梨醇的单、双油酸酯。更进一步讲，希望包括加速反应的催化剂。如柠檬酸，醋酸，这过程中采用的溶剂和液化的反应产物，包括任何 烃类稀释剂。当然。在本专利技术案例中全部采用可再生资源生物基材料。同时，用来制备过碱液体脂肪酸钙盐的碱土金属碱的量，其克当量数要大于脂肪酸或有机酸的克当量数。通常金属氢氧化物的克当量至少是酸的克当量2倍。可以使用更大比例的量来制成更大碱性的混合物，直至在产品中再增加金属量不再有活性止。当制备混合物时，在混合物中包括脂肪酸和醇数量不是临界的，只要在混合物中与其它成分结合的金属碱的克当量比应该大于1:1，以便得到碱性产物。一般较好的克当量比至少是大于2:1。在制取过碱液体脂肪酸钙盐时酸可以存在的例子中，一元羧酸对醇的比例至少1.1:1，即脂肪酸的量比醇要多。脂肪醇可以是乙醇、山黎醇、三甘醇、2-辛醇、月桂醇、松油醇、C12-C18脂肪醇选择这样的范围，使碱金属脂肪酸盐的存在作表面活性剂，混合物形成稳定的反微乳液:金属碳酸盐，水和表面活性剂作内部相与表面活性剂，辅助表面活性剂和溶剂作外部连续相。催化剂:低碳脂肪酸单酸，二元羧酸或三元羧酸在最终反应混合物中使用的量为 O — 0.1%。碳酸化这步包括在无氧存在下用酸性气体处理上述混合物，直到可用酚酞滴定碱性值。一般(测定)碱性值要降到10以下。本专利技术的混合物和碳酸化步骤既不需要特殊操作条件，只需要排去氧气。碱脂肪酸和溶剂混合后，一般要加热，然后用二氧化碳等酸性气体处理，混合物被加热到足以驱除混合物中水的温度。在提高温度时用二氧化碳处理的混合物，这一步操作的温度范围可以是高于环境的任意温度，直到150°C，更可选择60°C到150°C。更高的温度可以，如200°C，但采用这样的高温没有明显的好处。一般在60°C到150°C比较满意。酸性气体这一术语，意思是反应时遇水会产生酸的气体。这些气体有二氧化硫，三氧化硫，二硫化碳，二氧化碳等都是酸性气体的例子，在本专利技术中都可以使用。这些酸性气体中可选择二氧化硫，最好是二氧化碳。使用二氧化碳时形成碱土金属碳酸盐；当使用含硫气体时，形成硫酸盐，亚硫酸盐。此外，在操作时投入的碱性金属氧化物可以分二次或三次以上加入，每次加入后控制反应釜物料温度在60-150°C之间，控制反应3-6小时即可得到高纯度、高含量的透明过碱液体脂肪酸钙盐。实施例1 (以钙金属含量10%为例) 依次加入溶剂200KG、脂肪酸366.4KG (当然可以是下例产品中的一种或一种以上的混合物:油酸、癸酸、月桂酸、柠檬酸、单宁酸)、脂肪醇333.1KG(当然可以是下例产品中的一种或一种以上的混合物:乙醇、山黎醇、三甘醇、2-辛醇、月桂醇、松油醇、C12_18脂肪醇)；在氮气保护下开动搅拌待物料均匀后加入氢氧化钙192.5KG继续搅拌至物料完全均匀后开通二氧化碳，控制二氧化碳速率在45升/小时，维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物基过碱液体脂肪酸钙盐，其特征在于，它由以下步骤制得：将一元生物基脂肪酸、氢氧化钙、有机溶剂和生物基脂肪醇在惰性气体的保护下采用微乳化工艺进行反应，在60?150℃下用酸性气体参与反应，反应3?6小时得到钙金属含量在6?15％的高纯度透明液体，即生物基过碱液体脂肪酸钙盐，其pH值≥7；所述的一元生物基脂肪酸为癸二酸、油酸、癸酸、月桂酸、柠檬酸、硬脂酸、单宁酸中的任一种或二种以上的混合物；所述的生物基脂肪醇为乙醇、山黎醇、三甘醇、2?辛醇、月桂醇、松油醇、C12?18脂肪醇中的任一种或二种以上的混合物；所述的有机溶剂为D80溶剂油、D100溶剂油、D110溶剂油、白油、25号变压器油中的任一种或二种以上的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种生物基过碱液体脂肪酸钙盐，其特征在于，它由以下步骤制得:将一元生物基脂肪酸、氢氧化钙、有机溶剂和生物基脂肪醇在惰性气体的保护下采用微乳化工艺进行反应，在60-150°C下用酸性气体参与反应，反应3-6小时得到钙金属含量在6-15%的高纯度透明液体，即生物基过碱液体脂肪酸钙盐，其PH值> 7 ； 所述的一元生物基脂肪酸为癸二酸、油酸、癸酸、月桂酸、柠檬酸、硬脂酸、单宁酸中的任一种或二种以上的混合物；所述的生物基脂肪醇为乙醇、山黎醇、三甘醇、2-辛醇、月桂醇、松油醇、C12_18脂肪醇中的任一种或二种以上的混合物；所述的有机溶剂为D80溶剂油、DIOO溶剂油、D110溶剂油、白油、25号变压器油中的任一种或二种以上的混合物。2.根据权利要求1所述的生物基...

【专利技术属性】
技术研发人员：施珣若，胡奋奋，喻金芳，
申请(专利权)人：浙江传化华洋化工有限公司，
类型：发明
国别省市：