[发明专利]反胶束纳米氧化铝催化体系及合成改性环氧增塑剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域，具体是涉及一种反胶束纳米氧化铝催化体系及合成改性环氧增塑剂的方法。

背景技术

增塑剂是工业上被广泛使用的高分子材料助剂，在塑料加工中添加这种物质，可以使其柔韧性增强，容易加工，广泛用于工业用途。塑化剂从化学结构分类有脂肪族二元酸酯类、苯二甲酸酯类（包括邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类）、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类、聚酯类等多种。

氯化石蜡是最常用的阻燃性增塑剂，但是由于其颜色和味道不佳，很多领域都无法使用。己二酸二辛酯由于其耐寒性较好而广泛被大众认可，但是由于其相容性较差，且长时间放置会产生出油现象，因此只能作为辅助增塑剂进行使用。环氧增塑剂是由植物油或不饱和脂肪酸经环氧化制得的一类增塑剂，主要有环氧化大豆油、环氧化亚麻仁油和不饱和脂肪酸环氧化酯，如环氧油酸丁酯、环氧油酸辛酯、环氧油酸癸酯等。环氧增塑剂是近年来兴起的一种新型环保型增塑剂，且越来越受大家的欢迎，因为环氧油脂具有很好的耐热性、稳定性、相容性，可以起到稳定剂和增塑剂双重作用。

传统工艺环氧增塑剂的合成以植物油脂为原料，向其中添加双氧水和甲酸，在浓硫酸催化作用下反应得来，此反应较为缓慢且副产物较多。目前也有针对传统工艺进行改进的文献报道，例如公开号为CN102703225A的专利文献公开了一种环氧大豆油增塑剂的生产方法，将称量好的大豆油、甲酸加入反应釜，然后滴加双氧水进行环氧化合成，待反应完毕后水洗，最后经过蒸馏脱水，最终制成，原料制的重量分数组成为：大豆油95～100份、重量浓度为27～50%双氧水50～78份、重量浓度为85%甲酸8～13份。该方法生产工艺安全可靠，但是，制备出来增塑剂产品性能单一，结构与用途也较为单一。为弥补现有增塑剂性能单一的缺陷，有些厂家开始采用通过复配的方式来互相弥补各自的不足。例如公开号为CN103483741A的专利文献公开了一种PVC酯类增塑剂，由以下重量份的成分组成：二甘醇二苯甲酸酯10～30；聚氯乙烯10～20；活性炭5～10；丙三醇3～5；纯碱5～8；辛基环氧乙烷1～5；环氧大豆油1～3。该PVC酯类增塑剂的优点是：塑化效率高，耐寒、耐热、耐污染、耐抽出，迁移性好，电绝缘性好，对光热稳定。

然而，采用上述复配方法制备增塑剂时，一方面成本较高，工艺较为复杂；另一方面，由于原料的复杂性，制备得到的增塑剂性能不稳定，应用领域严重受限。

发明内容

本发明提供了一种反胶束纳米氧化铝催化体系，利用该催化体系可以制备性能良好的改性环氧增塑剂，且制备工艺简单。

本发明还提供了一种采用自制反胶束纳米氧化铝催化体系催化合成改性环氧增塑剂的方法，既实现了植物油脚料的再利用，又可以提高了增塑剂的性能，扩大了增塑剂的应用领域，同时在原有技术基础上进行改进，提高了收率，减少了副产品的生成。

一种反胶束纳米氧化铝催化体系，利用下述方法制备得到：将偶氮苯溶于有机溶剂中，加入铝酸钠水溶液至饱和，通入二氧化碳，在温度为50～60℃条件下，超声反应完全，制备得到反胶束纳米氧化铝催化体系。

制备反胶束纳米氧化铝催化体系过程中，所述的有机溶剂可选用对偶氮苯具有较好溶解性的纯溶剂或者混合溶剂，例如可采用醇类溶剂、酮类溶剂等，也可采用醇类溶剂和烷烃类溶剂的混合溶剂，作为优选，所述的有机溶剂为正庚烷和正丁醇的混合溶剂，其中正庚烷和正丁醇的体积比为5～30:1，作为进一步优选，所述的正庚烷和正丁醇的体积比为10:1，实验证明，采用该比例的混合溶剂时，制备得到的反胶束纳米氧化铝催化体系稳定性较高，且催化活性高。

本发明中，偶氮苯类化合物作为一种光开关表面活性剂，在光的作用下，控制其表面活性的变化。其作用主要是为胶束形成提供微型反应器。所述的偶氮苯在有机溶剂中浓度可根据实际需要确定，作为优选，所述的偶氮苯在有机溶剂中浓度为1×10^-6～6×10^-3mol/L。加入有机溶剂后，为实现偶氮苯的快速溶解，并形成结构稳定的胶束结构，作为优选，可选择超声处理30～60min，进一步优选为超声处理30min。

所述的铝酸钠水溶液的浓度可根据实际需要调整，作为优选，所述的铝酸钠水溶液的质量百分比浓度为5～10%。加入铝酸钠水溶液时，加至饱和且刚好不浑浊时结束，此浑浊终点根据溶液透光率转折变化时添加的量为终点判定，滴加量按照每次配置胶束溶液的浓度而改变。滴加铝酸钠水溶液一般在室温下进行即可。