[发明专利]一种基于核壳型复合分子筛的环氧增塑剂的合成方法

说明书

本发明涉及一种基于核壳型复合分子筛的环氧增塑剂的合成方法。采用的技术方案是将复合分子筛催化剂与原料油脂混合，反应温度升高至30～70 ^oC，向反应系统中缓慢滴加一定量的环氧化剂进行反应，反应时间2～6 h。反应结束后，将油水两相进行分离，油相用水洗涤至中性，干燥后即可得目标产物。过滤分离出水相中的催化剂，用乙酸乙酯洗涤，干燥后回收使用，催化剂用量为原料油脂质量的5~50%，环氧化剂用量为原料油脂质量的10～50%。本发明所使用催化剂易回收使用，不污染环境，所催化的环氧化反应选择性高，所得环氧增塑剂品质较好。

技术领域

本发明属于化学合成领域，具体涉及一种基于HY改性核壳型分子筛的环氧增塑剂的合成方法。

背景技术

增塑剂以其在塑料加工中的必要性一直是世界产量、消费量最大的塑料加工助剂之一。增塑剂种类较多，其中邻苯二甲酸酯类（DOP或DEHP）使用最为广泛，但随着世界各国环保意识的逐步提高，发现邻苯类增塑剂存在潜在的致癌性。环氧增塑剂是最近几年成功开发的一种新型无毒增塑剂，是在分子结构中带有环氧基团的化合物，在工业聚氯乙烯树脂加工工业中，它不仅对PVC有增塑作用，而且可使聚氯乙烯链上的活泼氯原子稳定，结构中的环氧基团可以吸收因光和热降解出来的氯化氢，从而阻止了PVC的连续分解作用，起到稳定剂的作用，可延长PVC制品的使用寿命。此外，与传统的邻苯类增塑剂相比，环氧增塑剂具有无毒、 耐热和耐光性好等优点。

硫酸等无机酸是工业上合成环氧增塑剂的传统催化剂，但强液体酸的使用会导致设备腐蚀和环境污染严重等问题。H型分子筛（如HY、HUSY、HZSM-5等）是常见的固体酸催化剂，具有生产成本低、易回收使用及相对绿色环保等优点，已被广泛应用于工业生产。HY等分子筛也可用于环氧增塑剂的合成反应，但由于此类固体酸酸性较强、孔结构单一，生成的环氧产物易发生开环、水解等副反应，使环氧产物环氧值较低，酸值较高，产品色泽深，影响产品品质。复合分子筛指的是将两种或者两种以上的分子筛通过化学方法合成的复合晶体。复合分子筛具有的独特结构和酸性质，在催化反应过程中，可以表现出协同效应，进而改善分子筛催化剂的催化性能。而核壳型分子筛是一类特殊的复合型分子筛材料，是指在一种核相分子筛晶粒的外表面包裹一层 异构或同构的分子筛外壳，它具有多功能性，因而在选择性吸附、分离及催化等领域展现出良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以核壳型复合分子筛为催化剂，过氧甲酸或过氧乙酸为环氧化剂，方法简单且绿色环保、增塑剂品质高的环氧增塑剂合成方法。ZSM-5和silicalite-1分子筛包裹后的HY复合分子筛酸量有所降低，有效抑制了环氧产物开环、水解等副反应发生，使环氧产物环氧值增加，酸值下降，产品品质显著提升。

本发明采用的技术方案是：一种基于HY改性核壳型分子筛的环氧增塑剂的合成方法，包括如下步骤：其特征在于，包括如下步骤：将复合分子筛催化剂与原料油脂混合，反应温度升高至30～70 ^oC，向反应系统中缓慢滴加一定量的环氧化剂进行反应，反应时间2～6h。反应结束后，将油水两相进行分离，油相用水洗涤至中性，干燥后即可得目标产物。过滤分离出水相中的催化剂，用乙酸乙酯洗涤，干燥后回收使用，催化剂用量为原料油脂质量的5~50%，环氧化剂用量为原料油脂质量的10～50%。

所述的环氧化剂为过氧甲酸或过氧乙酸。环氧化剂过氧甲酸、过氧乙酸可通过直接加入过氧化氢和甲酸或乙酸混合液的方式形成。所述的原料油脂是不饱和植物油或脂肪酸甲酯，所述的不饱和植物油是大豆油，脂肪酸甲酯为大豆油脂肪酸甲酯。所述的核壳型复合分子筛为以HY分子筛为核，ZSM-5分子筛和silicalite-1分子筛为壳层的分子筛。

优选的，所述的以HY分子筛为核的核壳型复合分子筛催化剂如下：

HY/silicalite-1、HY/ZSM-5（硅铝比27）和HY/ZSM-5（硅铝比64）。

本发明的有益效果是：