一種褐煤蠟酰胺化精制的酰胺基蠟及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種褐煤蠟酰胺化精制的酰胺基蠟及其制備方法。所述酰胺基蠟的熔點(diǎn)為80～90℃，針入度為1～3，酸值為10～15mgKOH/g，皂化值為80～100mgKOH/g，灰分含量＜0.5%，樹脂含量為15～20%。所述制備方法首先將褐煤蠟600～800kg與溶劑按1∶1～3的質(zhì)量比加入反應(yīng)釜加熱至蠟溶解，保溫攪拌10～30min后按褐煤蠟質(zhì)量的0.1～0.3%加入濃度20～40%的強(qiáng)酸；再將酰胺化試劑5～7kg加入反應(yīng)釜，加熱攪拌2～3h至反應(yīng)物酸值達(dá)到10～15mgKOH/g。反應(yīng)形成的共沸物經(jīng)冷凝、分離后排除廢水，不凝性氣體中的溶劑經(jīng)回收后與分離的溶劑一并回流至反應(yīng)釜，繼續(xù)參與反應(yīng)。所述方法工藝簡單，設(shè)備通用性好，所制備的酰胺基蠟硬度大、熔點(diǎn)高、上光性好，與基礎(chǔ)物粘結(jié)牢固，具有抗靜電性，對各種油性原料和染料有良好的分散性，易于乳化，非常適合膏霜類蠟制品。
【專利說明】一種褐煤蠟酰胺化精制的酰胺基蠟及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于褐煤蠟改性【技術(shù)領(lǐng)域】，進(jìn)一步屬于褐煤蠟酰胺化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種褐煤蠟酰胺化精制的酰胺基蠟及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是褐煤儲量大國之一，從褐煤中提取出來的褐煤蠟主要是由長鏈脂肪酸(蠟酸)與長鏈脂肪醇(蠟醇)所構(gòu)成的長鏈脂肪酯(蠟酯)，部分游離蠟酸，少部分蠟醇、蠟酮、月旨肪烴等組成，具有熔點(diǎn)高、化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、導(dǎo)電性低、耐濕等優(yōu)良特性。由于褐煤蠟來源于成煤植物的有機(jī)化合物，無致癌作用，因而在日用品、輕化工、紡織、造紙、印染工業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用。褐煤蠟的酰胺化精制主要是利用蠟中含有的脂肪酸在強(qiáng)酸的催化作用下，與酰胺化 試劑進(jìn)行反應(yīng)，改善蠟的一系列物化性質(zhì)，滿足下游產(chǎn)品的不同需求。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明旨在研發(fā)一種褐煤蠟酰胺化精制的酰胺基蠟及其制備方法，通過優(yōu)化褐煤蠟酰胺化反應(yīng)的各項(xiàng)工藝條件，進(jìn)一步改善褐煤蠟的硬度、熔點(diǎn)、上光性、粘結(jié)性、乳化性和分散性，制取性能優(yōu)良的酰胺基蠟制品，提高褐煤蠟生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)附加值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的第一目的在于提供一種褐煤蠟酰胺化精制的酰胺基蠟；第二目的在于提供所述酰胺基蠟的制備方法。
[0004]本發(fā)明的第一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述褐煤蠟酰胺化精制的酰胺基蠟的熔點(diǎn)為8(T90°C，針入度為I~3，酸值為l(Tl5mgK0H/g，皂化值為8(T100mgK0H/g，灰分含量< 0.5%，樹脂含量為15~20%。
[0005]本發(fā)明的第二目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述褐煤蠟酰胺化精制的酰胺基蠟的制備方法，包括溶解、均質(zhì)、酰胺化及回流工序，具體包括:
A、溶解:將褐煤蠟60(T800kg與溶劑按1:廣3的質(zhì)量比加入反應(yīng)釜中，加熱至褐煤蠟溶
解；
B、均質(zhì):開啟攪拌槳，保溫攪拌10~30min，至蠟液與溶劑混合均勻；
C、酰胺化:按褐煤蠟質(zhì)量的0.1~0.3%加入濃度20-40%的強(qiáng)酸；再將酰胺化試劑5~7kg緩慢加入反應(yīng)釜中，加熱攪拌反應(yīng)2~3h，直至反應(yīng)物的酸值達(dá)到l(Tl5mgK0H/g ；
D、回流:溶劑與酰胺化反應(yīng)中產(chǎn)生的水形成的共沸物經(jīng)冷凝、分離后，排除廢水，冷凝、分離過程中的不凝性氣體中的溶劑經(jīng)回收后，與分離出的溶劑一并回流至反應(yīng)釜，繼續(xù)參與反應(yīng)循環(huán)。
[0006]本發(fā)明從以下幾方面對褐煤蠟酰胺化反應(yīng)的各項(xiàng)工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化:在溶劑選擇上，本發(fā)明優(yōu)選了沸點(diǎn)稍高的甲苯作為溶劑和脫水劑，使反應(yīng)體系的脫水速度與酰胺化速度協(xié)調(diào)一致；在催化劑選擇及用量的確定上，本發(fā)明選擇的對甲苯磺酸對反應(yīng)具有良好的催化作用，且性質(zhì)溫和，不會引起其它副反應(yīng)，所設(shè)定的用量能夠保證酰胺化反應(yīng)的順利進(jìn)行，又不至對成品蠟的酸值和針入度產(chǎn)生不良影響；在反應(yīng)溫度的選擇上，本發(fā)明所設(shè)定的溫度區(qū)間能夠保證酰胺化反應(yīng)的快速進(jìn)行，又避免了過高反應(yīng)溫度下副產(chǎn)物的形成，影響成品蠟的硬度；在反應(yīng)時間的選擇上，本發(fā)明所設(shè)定的反應(yīng)時間有利于酰胺化反應(yīng)的充分完成，提高了成品酰胺基蠟的得率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。此外，本發(fā)明所述方法原料來源廣泛，生產(chǎn)工藝簡單，設(shè)備通用性好，所生產(chǎn)的酰胺基蠟具有較大的硬度、較高的熔點(diǎn)和優(yōu)良的上光性，與基礎(chǔ)物粘結(jié)牢固，具有抗靜電性，對各種油性原料和染料，有良好的分散性，易于乳化，非常適合膏霜類蠟制品，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，便于在工業(yè)上推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖；
圖中:1-反應(yīng)釜’ 2-蠟中間槽，3-成型機(jī)，4-化學(xué)原料高位槽，5-催化劑高位槽，6-添加劑高位槽，7-冷凝器，8-油水分離器，9-尾氣吸收裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變換或替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。[0009]本發(fā)明所述的褐煤蠟酰胺化精制的酰胺基蠟的熔點(diǎn)為80-90°C，針入度為1-3，酸值為l0-l5mgK0H/g，皂化值為8(T100mgK0H/g，灰分含量< 0.5%，樹脂含量為15~20%。
[0010]本發(fā)明所述的褐煤蠟酰胺化精制的酰胺基蠟的制備方法，包括溶解、均質(zhì)、酰胺化及回流工序，具體包括:
所述的溶解是將褐煤蠟600-800kg與溶劑按1:1-3的質(zhì)量比加入反應(yīng)釜中，加熱至褐煤蠟溶解；
所述的均質(zhì)指的是開啟攪拌槳，保溫攪拌l0-30min，至蠟液與溶劑混合均勻；
所述的酰胺化是按褐煤蠟質(zhì)量的0.1-0.3%加入濃度20-40%的強(qiáng)酸；再將酰胺化試劑5"7kg緩慢加入反應(yīng)釜中，加熱攪拌反應(yīng)2~3h，直至反應(yīng)物的酸值達(dá)到l(Tl5mgK0H/g ；所述的回流指的是溶劑與酰胺化反應(yīng)中產(chǎn)生的水形成的共沸物經(jīng)冷凝、分離后，排除廢水，冷凝、分離過程中的不凝性氣體中的溶劑經(jīng)回收后，與分離出的溶劑一并回流至反應(yīng)爸,繼續(xù)參與反應(yīng)循環(huán)。
[0011]所述的溶解工序中褐煤蠟的酸值為30-50mgK0H/g。
[0012]所述的褐煤蠟也可以替換為S蠟。
[0013]所述的溶解工序中使用的溶劑可以為苯、甲苯、二甲苯或環(huán)己烷中的任一種。
[0014]所述的溶劑優(yōu)選甲苯。
[0015]所述的溶解終溫為95~100°C，所述的保溫溫度為95~100°C，所述的反應(yīng)溫度為100~130。。。
[0016]所述的酰胺化工序中使用的酰胺化試劑可以為伯胺、仲胺、叔胺、季銨鹽、多胺或烷基醇胺的任一種。
[0017]所述的烷基醇胺為單羥基、二羥基不同碳鏈的羥基胺。
[0018]所述的酰胺化試劑優(yōu)選為乙二胺或二羥基乙醇胺中的任一種。
[0019]所述的酰胺化試劑的加入量要求過量，根據(jù)褐煤蠟的酸值，按照酸胺摩爾比1:1-2加入。[0020]所述的酰胺化工序中使用的強(qiáng)酸可以為硫酸、苯磺酸或?qū)妆交撬嶂械娜我环N。
[0021]所述的攪拌速度為12(Tl60r/min。
[0022]主要化學(xué)反應(yīng)式如下:
1、與各種脂肪胺反應(yīng)
與仲胺的反應(yīng) ACOOH+NHR^ — RCONR1R^H2O 與伯胺的反應(yīng) ACOO^NH2R1 — RCOnHR^H2O
與乙二胺的反應(yīng):2RC00H+NH2 (CH2) 2NH2 — RCONH (CH2) 2NHC0R+2H20
2、與各種不同碳鏈的羥基胺反應(yīng)
與單羥基乙醇胺的反應(yīng):rcooh+nh2ch2ch2oh — rconhch2ch2oh+h2o
與二羥基乙醇胺的反應(yīng):
RC00H+NH (CH2CH2OH) 2 — RCON (CH2CH2OH) 2+H20
實(shí)施例1 將褐煤蠟600kg與二甲苯按1:3的質(zhì)量比加入反應(yīng)釜中，逐漸加熱升溫至98~100°C，待褐煤臘充分溶解。然后開啟攪拌槳，以150r/min的速度保溫攪拌IOmin,至臘液與二甲苯混合均勻。接著按褐煤蠟質(zhì)量的0.2%加入濃度30%的硫酸，再將乙二胺5.5kg緩慢加入反應(yīng)釜中，于11(T120°C以同樣的轉(zhuǎn)速繼續(xù)加熱回流攪拌3h，直至反應(yīng)物的酸值達(dá)到12mgK0H/go 二甲苯與酰胺化反應(yīng)中產(chǎn)生的水形成的共沸物經(jīng)冷凝、分離后，排除廢水，冷凝、分離過程中的不凝性氣體中的二甲苯經(jīng)回收后，與分離出的二甲苯一并回流至反應(yīng)釜，繼續(xù)參與反應(yīng)循環(huán)。
[0023]實(shí)施例2
將褐煤蠟700kg與甲苯按1:2的質(zhì)量比加入反應(yīng)釜中，逐漸加熱升溫至95、8°C，待褐煤臘充分溶解。然后開啟攪拌槳，以140r/min的速度保溫攪拌20min,至臘液與甲苯混合均勻。接著按褐煤蠟質(zhì)量的0.1%加入濃度40%的對甲苯磺酸，再將二羥基乙醇胺6.5kg緩慢加入反應(yīng)釜中，于12(Tl30°C以同樣的轉(zhuǎn)速繼續(xù)加熱回流攪拌2.5h，直至反應(yīng)物的酸值達(dá)到13mgK0H/g。甲苯與酰胺化反應(yīng)中產(chǎn)生的水形成的共沸物經(jīng)冷凝、分離后，排除廢水，冷凝、分離過程中的不凝性氣體中的甲苯經(jīng)回收后，與分離出的甲苯一并回流至反應(yīng)釜，繼續(xù)參與反應(yīng)循環(huán)。
[0024]實(shí)施例3
將褐煤蠟750kg與環(huán)己烷按1:1的質(zhì)量比加入反應(yīng)釜中，逐漸加熱升溫至95、6°C，待褐煤臘充分溶解。然后開啟攪拌槳，以130r/min的速度保溫攪拌30min,至臘液與環(huán)己燒混合均勻。接著按褐煤蠟質(zhì)量的0.3%加入濃度20%的硫酸，再將單羥基乙醇胺6kg緩慢加入反應(yīng)釜中，于122~130°C以同樣的轉(zhuǎn)速繼續(xù)加熱回流攪拌2h，直至反應(yīng)物的酸值達(dá)到10mgK0H/g。環(huán)己烷與酰胺化反應(yīng)中產(chǎn)生的水形成的共沸物經(jīng)冷凝、分離后，排除廢水，冷凝、分離過程中的不凝性氣體中的環(huán)己烷經(jīng)回收后，與分離出的環(huán)己烷一并回流至反應(yīng)釜，繼續(xù)參與反應(yīng)循環(huán)。
[0025]實(shí)施例4
將褐煤蠟650kg與苯按1:2.5的質(zhì)量比加入反應(yīng)釜中，逐漸加熱升溫至96、9°C，待褐煤臘充分溶解。然后開啟攪拌槳，以120r/min的速度保溫攪拌15min,至臘液與苯混合均勻。接著按褐煤蠟質(zhì)量的0.15%加入濃度35%的苯磺酸，再將甲基乙醇胺5kg緩慢加入反應(yīng)釜中，于100~ll0℃以同樣的轉(zhuǎn)速繼續(xù)加熱回流攪拌2h，直至反應(yīng)物的酸值達(dá)到15mgK0H/go苯與酰胺化反應(yīng)中產(chǎn)生的水形成的共沸物經(jīng)冷凝、分離后，排除廢水，冷凝、分離過程中的不凝性氣體中的苯經(jīng)回收后，與分離出的苯一并回流至反應(yīng)釜，繼續(xù)參與反應(yīng)循環(huán)。
[0026] 實(shí)施例5 將褐煤蠟800kg與甲苯按1:1.5的質(zhì)量比加入反應(yīng)釜中，逐漸加熱升溫至97、8°C，待褐煤臘充分溶解。然后開啟攪拌槳，以160r/min的速度保溫攪拌25min,至臘液與甲苯混合均勻。接著按褐煤蠟質(zhì)量的0.25%加入濃度25%的硫酸，再將甲基二乙醇胺7kg緩慢加入反應(yīng)釜中，于115~125°C以同樣的轉(zhuǎn)速繼續(xù)加熱回流攪拌2.5h，直至反應(yīng)物的酸值達(dá)到14mgK0H/g。甲苯與酰胺化反應(yīng)中產(chǎn)生的水形成的共沸物經(jīng)冷凝、分離后，排除廢水，冷凝、分離過程中的不凝性氣體中的甲苯經(jīng)回收后，與分離出的甲苯一并回流至反應(yīng)釜，繼續(xù)參與反應(yīng)循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種褐煤蠟酰胺化精制的酰胺基蠟，其特征在于所述酰胺基蠟的熔點(diǎn)為8(T90°C，針入度為廣3，酸值為l(Tl5mgK0H/g，皂化值為8(T100mgK0H/g，灰分含量< 0.5%，樹脂含量為I5~20%。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的褐煤蠟酰胺化精制的酰胺基蠟的制備方法，其特征在于包括溶解、均質(zhì)、酰胺化及回流工序，具體包括: A、溶解:將褐煤蠟60(T800kg與溶劑按1:f 3的質(zhì)量比加入反應(yīng)釜中，加熱至褐煤蠟溶解； B、均質(zhì):開啟攪拌槳，保溫攪拌l(T30min，至蠟液與溶劑混合均勻； C、酰胺化:按褐煤蠟質(zhì)量的0.1~0.3%加入濃度20-40%的強(qiáng)酸；再將酰胺化試劑5~7kg緩慢加入反應(yīng)釜中，加熱攪拌反應(yīng)2~3h，直至反應(yīng)物的酸值達(dá)到l(Tl5mgK0H/g ； D、回流:溶劑與酰胺化反應(yīng)中產(chǎn)生的水形成的共沸物經(jīng)冷凝、分離后，排除廢水，冷凝、分離過程中的不凝性氣體中的溶劑經(jīng)回收后，與分離出的溶劑一并回流至反應(yīng)釜，繼續(xù)參與反應(yīng)循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟A所述的溶劑可以為苯、甲苯、二甲苯或環(huán)己烷中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于步驟A所述的溶劑為甲苯。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟C所述的酰胺化試劑為伯胺、仲胺、叔胺、季銨鹽、多胺或烷基醇胺中的任一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟C所述的酰胺化試劑為乙二胺或二羥基乙醇胺中的任一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟C所述的強(qiáng)酸可以為硫酸、苯磺酸或?qū)妆交撬嶂械娜我环N。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟A所述的溶解終溫為95~10(TC，步驟B所述的保溫溫度為95~100°C，步驟C所述的反應(yīng)溫度為10(Tl3(rC。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟B及步驟C所述的攪拌速度為120~160r/mino
【文檔編號】C10G73/00GK103897733SQ201410144722
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月12日
【發(fā)明者】劉長勝, 羅國林 申請人:曲靖眾一精細(xì)化工股份有限公司