一種利用離子液體催化劑催化合成環氧脂肪酸二元醇酯的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種塑料助劑領域，具體涉及一種利用離子液體催化劑催化合成環氧脂肪酸二元醇酯的方法。
【背景技術】
[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品在加工過程中易揮發，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、環保的鄰苯酸酯類替代品成為迫在眉睫的任務。植物油基增塑劑是利用天然植物油，通過官能團反應對甘油酯進行結構上的改造，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氧化油脂。環氧化脂肪酸甲酯由于存在環氧基團，耐抽出性能及耐揮發性相對比脂肪酸甲酯好，但其耐抽出性能及耐揮發性能與DOP相比相差太多，因此目前市場上推出的環氧化脂肪酸甲酯增塑劑只能少量替代D0P，且只能應用于較低檔次的增塑PVC制品，還無法大批量推廣應用。
[0003]離子液體作為一種新型的環境友好溶劑和液體酸堿催化劑，具有其他有機、無機溶劑和傳統催化劑不具備的優點，用離子液體作催化劑進行酯交換反應，催化活性良好，反應后容易同產物分離，可重復使用，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，環氧化脂肪酸甲酯跟二元醇反應得到環氧脂肪酸二元醇酯，增加環氧化脂肪酸增塑劑的分子量，提高了環氧化脂肪酸增塑劑在PVC制品中的耐抽出、耐揮發性能。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種利用離子液體催化劑催化合成環氧脂肪酸二元醇酯的方法，此方法合成的環氧脂肪酸二元醇酯提高了環氧化脂肪酸增塑劑在PVC制品中的耐抽出、耐揮發性能。
[0006]本發明所述的制備方法包括下述步驟:
(1)環氧脂肪酸甲酯、二元醇和離子液體催化劑配比如下:
環氧脂肪酸甲酯100
二元醇15?30
離子液體催化劑I?10
(2)將環氧化脂肪酸甲酯、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，恒溫反應至沒有液體蒸出，停止加熱，除去催化劑，得到環氧脂肪酸二元醇酯。
[0007]本工藝中的的環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]本發明的優點是:
(I)用離子液體作催化劑進行酯交換反應，催化活性良好，反應后容易同產物分離，可重復使用，腐蝕性低，符合綠色化工的要求，具有良好的工業化應用前景。
[0011](2)本工藝提高了環氧化脂肪酸增塑劑在PVC制品中的耐抽出、耐揮發性能。
【具體實施方式】
[0012]下面的實施例可以使本專業的技術人員更理解本發明，但不以任何形式限制本發明。
[0013]實施例1
向反應器內加入100 g環氧脂肪酸甲醋、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，恒溫反應至沒有液體蒸出，停止加熱，除去催化劑，得到環氧脂肪酸乙二元醇酯。
[0014]實施例2
向反應器內加入100 g環氧脂肪酸甲醋、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，恒溫反應至沒有液體蒸出，停止加熱，除去催化劑，得到環氧脂肪酸乙二元醇酯。
[0015]實施例3
向反應器內加入100 g環氧脂肪酸甲醋、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，恒溫反應至沒有液體蒸出，停止加熱，除去催化劑，得到環氧脂肪酸丙二元醇酯。
[0016]實施例4
向反應器內加入100 g環氧脂肪酸甲酯、25 g丙二醇、催化劑(CH3)3(NHC1)-A1C13 4g，攪拌升溫至145 °C，恒溫反應至沒有液體蒸出，停止加熱，除去催化劑，得到環氧脂肪酸丙二元醇酯。
【主權項】
1.一種利用離子液體催化劑催化合成環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)構成；按質量比將環氧化脂肪酸甲酯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，恒溫反應至沒有液體蒸出，停止加熱，除去催化劑，得到環氧脂肪酸二元醇酯。
2.根據權利要求1所述的一種利用離子液體催化劑催化合成環氧脂肪酸二元醇酯的方法，其特征在于環氧化脂肪酸甲酯和二元醇的酯交換反應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.根據權利要求1所述的一種利用離子液體催化劑催化合成環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)構成。
4.根據權利要求1所述的一種利用離子液體催化劑催化合成環氧脂肪酸二元醇酯的方法，其特征在于所述的環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】本發明涉及一種利用離子液體催化劑催化合成環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）構成。將環氧化脂肪酸甲酯、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 ℃，恒溫反應至沒有液體蒸出，停止加熱，除去催化劑，得到環氧脂肪酸二元醇酯。在合成工藝中用離子液體作催化劑進行反應，催化活性良好，反應后容易同產物分離，可重復使用，腐蝕性低，具有良好的工業化應用前景。本方法合成的環氧脂肪酸二元醇酯提高了環氧化脂肪酸增塑劑在PVC制品中的耐抽出、耐揮發性能，市場推廣前景好。
【IPC分類】C07D301-00, C07D303-42
【公開號】CN104803950
【申請號】CN201510154278
【發明人】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