[发明专利]一种酯化蜡的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型大分子功能材料技术领域，特指以微晶蜡为原料，氧化酯化合成酯化蜡的方法。

背景技术

传统的合成酯化蜡的原料以石蜡为主，采用分步法加工，即石蜡先氧化成氧化蜡，再与醇类发生酯化反应，生成酯化蜡。

专利[CN1123286A 一种高酯值蜡的制备方法]报道了用不饱和羧酸或酸酐与一元醇在酸性催化剂的条件下酯化，然后该酯化物与聚烯烃蜡和石油烃类蜡在激发剂的条件下进行自由基共聚反应制取高酯值蜡。该产品虽然酯化值为70-80mgKOH/g，但操作复杂，反应时间长，并加入了聚合助剂氧化二异丙苯。文献[氧化蜡的酯化改性,精细与化学专用品.2007，15(8)：20-22,25]报道了氧化蜡合成酯化蜡的方法，采用的是先制备氧化蜡，然后再酯化的工艺，并加入了苯作为带水剂，产品酸值10~12mgKOH/g，酯化值61~65mgKOH/g。文献[氧化微晶蜡的研究,当代化工.2004,33(4)：217-219]和文献[微晶蜡催化氧化改性工艺的研究,江苏化工,2004,32(2)：43-44,48]均使用了金属盐作为氧化催化剂，所得到的产品颜色较深，且产物酸值较高，达到30mgKOH/g。文献[硬质氧化蜡的研制，石化技术与应用.2007，25（4）：314-315]报道了氮气保护条件下生产硬质氧化蜡的方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种微晶蜡一步法合成高性能酯化蜡的方法。该产品的酸值（2~10mgKOH/g）和酯化值（70~86mgKOH/g）符合天然巴西棕榈蜡的指标要求。

本发明的反应通式如下： 

氧化反应 C_nH_2n+2+O₂→C_nH_2n+1·+HO₂·

C_nH_2n+1·+O₂→C_n-1H_2n+1COO·

C_n-1H_2n+1COO·+C_nH_2n+2→C_n-1H_2n+1COOH+C_nH_2n+1·

C_n-1H_2n+1COO·+C_n-1H_2n+1COO·→C_n-1H_2n+1COOCC_n-1H_2n+1 

酯化反应 C_n-1H_2n+1COOH+C_mH_2m+1OH                                               C_n-1H_2n+1COOC_mH_2m+1+H₂O

(n=30~60, m=18~24)

烃类氧化过程包含许多复杂的化学反应，在生成大量脂肪酸的同时，还会生成少量的醇、酮、醚等物质，而酸和醇会发生酯化反应。酯化反应是可逆反应，如果在过程中加入一定量的助酯化剂和酯化催化剂，与大量脂肪酸发生酯化反应，促进可逆反应向正方向进行，就可以达到减少酸值、提高酯化值的目的。

本发明一种酯化蜡，产品结构通式为C_n-1H_2n+1COOC_mH_2m-1，其中n=30~60，m=18~24，酸值为2~10mgKOH/g、酯化值为70~86mgKOH/g是一种新型的酯化蜡。上述一种酯化蜡的合成方法，按照下述步骤进行：

将微晶蜡与高碳醇的按质量5-20:1加入三口烧瓶中，升温至100~120℃，使其熔解，加入占微晶蜡质量0.2%~0.6%的弱酸性酯化催化剂，通入1.8~2.0L/(h·g)（单位：每小时、每克原料）的氧气，控制反应温度在140~160℃，反应5~7h后结束，趁热取出产品。

其中所述的高碳醇为C_nH_2n+1OH，n=18~24；

其中所述的弱酸性酯化催化剂为亚硫酸、对甲苯磺酸、醋酸或草酸等。