一種利用離子液體催化劑催化合成環(huán)氧脂肪酸二元醇酯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種塑料助劑領(lǐng)域，具體涉及一種利用離子液體催化劑催化合成環(huán)氧脂肪酸二元醇酯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鄰苯二甲酸酯類是用途最廣、用量最大的增塑劑，但鄰苯酸酯類增塑劑產(chǎn)品在加工過程中易揮發(fā)，跟PVC成品后具有滲出性和迀移性，大劑量進入人體時時有致癌性。尋找無毒、環(huán)保的鄰苯酸酯類替代品成為迫在眉睫的任務(wù)。植物油基增塑劑是利用天然植物油，通過官能團反應(yīng)對甘油酯進行結(jié)構(gòu)上的改造，以提高天然植物油與PVC的相容性。目前這方面的研宄成果主要是環(huán)氧化油脂。環(huán)氧化脂肪酸甲酯由于存在環(huán)氧基團，耐抽出性能及耐揮發(fā)性相對比脂肪酸甲酯好，但其耐抽出性能及耐揮發(fā)性能與DOP相比相差太多，因此目前市場上推出的環(huán)氧化脂肪酸甲酯增塑劑只能少量替代D0P，且只能應(yīng)用于較低檔次的增塑PVC制品，還無法大批量推廣應(yīng)用。
[0003]離子液體作為一種新型的環(huán)境友好溶劑和液體酸堿催化劑，具有其他有機、無機溶劑和傳統(tǒng)催化劑不具備的優(yōu)點，用離子液體作催化劑進行酯交換反應(yīng)，催化活性良好，反應(yīng)后容易同產(chǎn)物分離，可重復(fù)使用，腐蝕性低。
[0004]本工藝提出一種新的合成路線:以離子液體為催化劑，環(huán)氧化脂肪酸甲酯跟二元醇反應(yīng)得到環(huán)氧脂肪酸二元醇酯，增加環(huán)氧化脂肪酸增塑劑的分子量，提高了環(huán)氧化脂肪酸增塑劑在PVC制品中的耐抽出、耐揮發(fā)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種利用離子液體催化劑催化合成環(huán)氧脂肪酸二元醇酯的方法，此方法合成的環(huán)氧脂肪酸二元醇酯提高了環(huán)氧化脂肪酸增塑劑在PVC制品中的耐抽出、耐揮發(fā)性能。
[0006]本發(fā)明所述的制備方法包括下述步驟:
(1)環(huán)氧脂肪酸甲酯、二元醇和離子液體催化劑配比如下:
環(huán)氧脂肪酸甲酯100
二元醇15?30
離子液體催化劑I?10
(2)將環(huán)氧化脂肪酸甲酯、二元醇和離子液體催化劑按比例混合好，通入N2，攪拌升溫至145 °C，恒溫反應(yīng)至沒有液體蒸出，停止加熱，除去催化劑，得到環(huán)氧脂肪酸二元醇酯。
[0007]本工藝中的的環(huán)氧脂肪酸甲酯可以由以下油酯合成:菜籽油、棉籽油、大豆油、椰子油、麻瘋果油、葵花籽油、豬油、魚油等天然動植物油脂、及地溝油等回收廢油，或是上述幾種的混合物。
[0008]本工藝中的二元醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、二甘醇、二乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇。
[0009]本工藝中所用的離子液體催化劑為氯鋁酸鹽，由三氯化鋁與有機含氮化合物構(gòu)成，該有機含氮化合物為烷基季銨鹽、烷基季膦鹽、烷基取代吡啶鹽、烷基取代咪唑鹽。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點是:
(I)用離子液體作催化劑進行酯交換反應(yīng)，催化活性良好，反應(yīng)后容易同產(chǎn)物分離，可重復(fù)使用，腐蝕性低，符合綠色化工的要求，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
[0011](2)本工藝提高了環(huán)氧化脂肪酸增塑劑在PVC制品中的耐抽出、耐揮發(fā)性能。
【具體實施方式】
[0012]下面的實施例可以使本專業(yè)的技術(shù)人員更理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。
[0013]實施例1
向反應(yīng)器內(nèi)加入100 g環(huán)氧脂肪酸甲醋、20 g乙二醇、催化劑[bmim]Cl-AlCl3(bmim為1-丁基-3-甲基咪唑)3g，攪拌升溫至145 °C，恒溫反應(yīng)至沒有液體蒸出，停止加熱，除去催化劑，得到環(huán)氧脂肪酸乙二元醇酯。
[0014]實施例2
向反應(yīng)器內(nèi)加入100 g環(huán)氧脂肪酸甲醋、20 g乙二醇、催化劑[bmim]Br-AlCl3(bmim為1-丁基-3-甲基咪唑)3g，攪拌升溫至145 °C，恒溫反應(yīng)至沒有液體蒸出，停止加熱，除去催化劑，得到環(huán)氧脂肪酸乙二元醇酯。
[0015]實施例3
向反應(yīng)器內(nèi)加入100 g環(huán)氧脂肪酸甲醋、25 g丙二醇、催化劑[emim]Cl-AlCl3(emim為
1-乙基-3-甲基咪唑)4g，攪拌升溫至145 °C，恒溫反應(yīng)至沒有液體蒸出，停止加熱，除去催化劑，得到環(huán)氧脂肪酸丙二元醇酯。
[0016]實施例4
向反應(yīng)器內(nèi)加入100 g環(huán)氧脂肪酸甲酯、25 g丙二醇、催化劑(CH3)3(NHC1)-A1C13 4g，攪拌升溫至145 °C，恒溫反應(yīng)至沒有液體蒸出，停止加熱，除去催化劑，得到環(huán)氧脂肪酸丙二元醇酯。
【主權(quán)項】
1.一種利用離子液體催化劑催化合成環(huán)氧脂肪酸二元醇酯的方法，其特征在于用氯鋁酸鹽離子液體為催化劑，該催化劑由三氯化鋁與有機含氮化合物(有機含氮化合物為烷基季銨鹽、烷基季膦鹽、烷基取代吡啶鹽、烷基取代咪唑鹽)構(gòu)成；按質(zhì)量比將環(huán)氧化脂肪酸甲酯100份、二元醇15~30份和離子液體催化劑1~10份混合，通入N2，攪拌升溫至145 °C，恒溫反應(yīng)至沒有液體蒸出，停止加熱，除去催化劑，得到環(huán)氧脂肪酸二元醇酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用離子液體催化劑催化合成環(huán)氧脂肪酸二元醇酯的方法，其特征在于環(huán)氧化脂肪酸甲酯和二元醇的酯交換反應(yīng)中的二元醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、二甘醇、二乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用離子液體催化劑催化合成環(huán)氧脂肪酸二元醇酯的方法，其特征在于所用的催化劑為氯鋁酸鹽離子液體，由三氯化鋁與有機含氮化合物(烷基季銨鹽、烷基季膦鹽、烷基取代吡啶鹽、烷基取代咪唑鹽)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用離子液體催化劑催化合成環(huán)氧脂肪酸二元醇酯的方法，其特征在于所述的環(huán)氧脂肪酸甲酯可以由以下油酯合成:菜籽油、棉籽油、大豆油、椰子油、麻瘋果油、葵花籽油、豬油、魚油等天然動植物油脂、及地溝油等回收廢油，或是上述幾種的混合物。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用離子液體催化劑催化合成環(huán)氧脂肪酸二元醇酯的方法，其特征在于用氯鋁酸鹽離子液體為催化劑，該催化劑由三氯化鋁與有機含氮化合物（烷基季銨鹽、烷基季膦鹽、烷基取代吡啶鹽、烷基取代咪唑鹽）構(gòu)成。將環(huán)氧化脂肪酸甲酯、二元醇和離子液體催化劑按比例混合好，通入N2，攪拌升溫至145 ℃，恒溫反應(yīng)至沒有液體蒸出，停止加熱，除去催化劑，得到環(huán)氧脂肪酸二元醇酯。在合成工藝中用離子液體作催化劑進行反應(yīng)，催化活性良好，反應(yīng)后容易同產(chǎn)物分離，可重復(fù)使用，腐蝕性低，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。本方法合成的環(huán)氧脂肪酸二元醇酯提高了環(huán)氧化脂肪酸增塑劑在PVC制品中的耐抽出、耐揮發(fā)性能，市場推廣前景好。
【IPC分類】C07D301-00, C07D303-42
【公開號】CN104803950
【申請?zhí)枴緾N201510154278
【發(fā)明人】陳麗琴, 陳嘉煉, 陳昕雄
【申請人】泉州市奈斯材料科技有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月3日