[发明专利]一种利用离子液体催化剂催化合成环氧脂肪酸二元醇酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种塑料助剂领域，具体涉及一种利用离子液体催化剂催化合成环氧脂肪酸二元醇酯的方法。

背景技术

邻苯二甲酸酯类是用途最广、用量最大的增塑剂，但邻苯酸酯类增塑剂产品在加工过程中易挥发，跟PVC成品后具有渗出性和迁移性，大剂量进入人体时时有致癌性。寻找无毒、环保的邻苯酸酯类替代品成为迫在眉睫的任务。植物油基增塑剂是利用天然植物油，通过官能团反应对甘油酯进行结构上的改造，以提高天然植物油与PVC的相容性。目前这方面的研究成果主要是环氧化油脂。环氧化脂肪酸甲酯由于存在环氧基团，耐抽出性能及耐挥发性相对比脂肪酸甲酯好，但其耐抽出性能及耐挥发性能与DOP相比相差太多，因此目前市场上推出的环氧化脂肪酸甲酯增塑剂只能少量替代DOP，且只能应用于较低档次的增塑PVC制品，还无法大批量推广应用。

离子液体作为一种新型的环境友好溶剂和液体酸碱催化剂，具有其他有机、无机溶剂和传统催化剂不具备的优点，用离子液体作催化剂进行酯交换反应，催化活性良好，反应后容易同产物分离，可重复使用，腐蚀性低。

本工艺提出一种新的合成路线：以离子液体为催化剂，环氧化脂肪酸甲酯跟二元醇反应得到环氧脂肪酸二元醇酯，增加环氧化脂肪酸增塑剂的分子量，提高了环氧化脂肪酸增塑剂在PVC制品中的耐抽出、耐挥发性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用离子液体催化剂催化合成环氧脂肪酸二元醇酯的方法，此方法合成的环氧脂肪酸二元醇酯提高了环氧化脂肪酸增塑剂在PVC制品中的耐抽出、耐挥发性能。

本发明所述的制备方法包括下述步骤：

（1）环氧脂肪酸甲酯、二元醇和离子液体催化剂配比如下：

环氧脂肪酸甲酯                 100

二元醇                         15～30

离子液体催化剂                 1～10

（2）将环氧化脂肪酸甲酯、二元醇和离子液体催化剂按比例混合好，通入N₂，搅拌升温至145 ℃，恒温反应至没有液体蒸出，停止加热，除去催化剂，得到环氧脂肪酸二元醇酯。

本工艺中的的环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、麻疯果油、葵花籽油、猪油、鱼油等天然动植物油脂、及地沟油等回收废油，或是上述几种的混合物。

本工艺中的二元醇为乙二醇、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。

本工艺中所用的离子液体催化剂为氯铝酸盐，由三氯化铝与有机含氮化合物构成，该有机含氮化合物为烷基季铵盐、烷基季膦盐、烷基取代吡啶盐、烷基取代咪唑盐。

本发明的优点是：

（1）用离子液体作催化剂进行酯交换反应，催化活性良好，反应后容易同产物分离，可重复使用，腐蚀性低，符合绿色化工的要求，具有良好的工业化应用前景。

（2）本工艺提高了环氧化脂肪酸增塑剂在PVC制品中的耐抽出、耐挥发性能。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更理解本发明，但不以任何形式限制本发明。

实施例1

向反应器内加入100 g环氧脂肪酸甲酯、20 g乙二醇、催化剂[bmim]Cl-AlCl₃(bmim为1-丁基-3-甲基咪唑) 3g，搅拌升温至145 ℃，恒温反应至没有液体蒸出，停止加热，除去催化剂，得到环氧脂肪酸乙二元醇酯。

实施例2

向反应器内加入100 g环氧脂肪酸甲酯、20 g乙二醇、催化剂[bmim]Br-AlCl₃(bmim为1-丁基-3-甲基咪唑) 3g，搅拌升温至145 ℃，恒温反应至没有液体蒸出，停止加热，除去催化剂，得到环氧脂肪酸乙二元醇酯。

实施例3

向反应器内加入100 g环氧脂肪酸甲酯、25 g丙二醇、催化剂[emim]Cl-AlCl₃(emim为1-乙基-3-甲基咪唑) 4g，搅拌升温至145 ℃，恒温反应至没有液体蒸出，停止加热，除去催化剂，得到环氧脂肪酸丙二元醇酯。

实施例4

向反应器内加入100 g环氧脂肪酸甲酯、25 g丙二醇、催化剂(CH₃)₃(NHCl)-AlCl₃ 4g，搅拌升温至145 ℃，恒温反应至没有液体蒸出，停止加热，除去催化剂，得到环氧脂肪酸丙二元醇酯。