邵陽天堂：講述環氧大豆油幾種生產方法
發布時間：2013-07-08
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環氧大豆油具有優良的熱穩定性和光穩定性，耐水性和耐油性亦佳，可賦予制品良好的機械強度、耐候性及電性能，且無毒性，是國際認可的用于食品包裝材料的化學工藝助劑。該品可用于所有的聚氯乙烯制品。如各類食品包裝材料、醫用制品、各種薄膜、片材、管材、冰箱封條、人造革、地板革、塑料壁紙、電線電纜及其它日用塑料制品等。
不同領域多用途的環氧大豆油是如何生產呢?下面由專業生產廠家邵陽天堂為大家講述環氧大豆油的生產方法。
.一：過氧甲酸氧化法
該工藝以為溶劑,作催化劑,甲酸和在存在下,生成過氧甲酸,再與大豆油進行環氧化反應生成環氧大豆油增塑劑。將豆油、甲酸、和按一定的用量配比投入反應釜,攪拌混和均勻。在攪拌下緩緩加入40%(wt)含量的。在滴加過程中,通過通冷卻水和調節滴加速度來調節反應溫度,使之控制在室溫上下。加完以后,再攪拌一段時間,等物料溫度在不通冷卻水時仍不上升,甚至稍許下降,即可停止攪拌。然后靜置分層,上層為油層,含產品和,下層為廢酸水。分出廢酸水以后,油層先用2%-5%的稀純堿液中和、洗滌,再用軟水洗至中性。水分離后,將油層進行蒸餾,餾出的和水的混合物經冷凝分離,可回收80%的返回應用。釜液進行減壓蒸餾,再經壓濾得成品。該工藝反應速度快,溫度低,但工藝流程長且復雜,產品質量不穩定,環氧值在5%左右,生產成本高,設備多,"三廢"處理量大,溶劑有一定的毒性。目前正在逐漸被無溶劑方法所取代。
二：過氧羧酸氧化法
甲酸或與在催化劑的作用下反應生成環氧化劑,在一定溫度范圍內將環氧化劑滴加到大豆油中,反應完畢后經堿洗滌、水洗滌、減壓蒸餾得到產品。該法生產工藝流程短,反應溫度低,反應時間短,副產物少,產品質量高,目前已經基本上取代以作為溶劑的生產工藝。由于甲酸的分子較小,過氧甲酸的氧化速率大于過氧,因此采用甲酸進行生產所得產品的質量稍好一些,反應流程更短一些。目前,大多數的生產企業都采用甲酸作為環氧化的活性氧載體,使用中應注意甲酸和部分甲酸分解生成的一氧化碳的毒性。大連輕化工研究所開展了無溶劑條件下,過氧甲酸合成環氧大豆油工藝的研究,并討論了主要反應條件對環氧化反應的影響,同時對溶劑法與無溶劑法合成環氧大豆油的技術路線,工藝流程, 工藝條件以及產品質量進行了比較,發現無溶劑法與溶劑法相比,生產工藝簡單,無溶劑回收問題,原料消耗低,生產周期短,產品質量達到目前國內同類產品的先進水平,解決了生產過程中的溶劑污染問題,改善了工人的生產環境。同時,福建省化工研究所在漳州市化工廠的配合下,采用無溶劑一步法環氧化工藝,即與冰醋酸在催化劑存在的條件下反應生成過,過與精制大豆油反應而得環氧大豆油。克服了以作溶劑、作催化劑工藝的合成步驟多、產品成本高、"三廢"處理量大和得率低的缺點。采用無溶劑工藝生產的環氧大豆油增塑劑熱穩定性明顯提高,環氧基的熱穩定性(環氧值的保留率)由溶劑法工藝的60%-80%提高到95%以上,同時克服了"三廢"污染、設備管道腐蝕等問題。另外,研究人員發現,用稀氨水-對粗豆油精煉,可以降低油的損失,并使精煉油色澤優于食用一級油標準;環氧化反應不用催化劑,采用以尿素為主要成分的穩定劑,環氧化反應時間縮短,粗品色澤很淺;采用三次水洗洗去環氧化粗品中的有機酸等,取代堿洗-水洗工藝,可以大大減少粗品的乳化及損失,且有利于油水二相的分層。目前該技術已經獲得工業應用。
三：離子交換樹脂催化法
盡管無溶劑法克服了溶劑法的許多不足之處,但也存在反應穩定性差,成品環氧值較低,產品色澤深,設備腐蝕和環境污染嚴重等缺點,用陽離子交換樹脂取代作催化劑,過氧甲酸或為氧化劑,在無溶劑條件下反應合成環氧大豆油的工藝可以克服這些缺點。在反應釜中加入大豆油、離子交換樹脂及,加熱升溫至 70-80℃,在攪拌下將在40min內均勻地加在反應釜中,溫度升高時通冷水冷卻,保溫反應12-18h。反應結束后過濾,濾掉離子交換樹脂,靜置分層,油相用含2%-3%的飽和氯化鈉水溶液中和到微堿性(pH值達到 8.5-9.0),然后用純水洗到中性并且不含氯離子為止。靜置30min,分離掉下部水層。將水洗后的粗品放入蒸餾釜中,減壓蒸餾脫水即可制得環氧大豆油產品。該工藝的特點是工藝簡單,生產流程短,能耗低,設備少,生產安全,所得產品質量好,不含任何有毒溶劑,不足之處是環化時間比較長。研究發現, 所用的陽離子樹脂可以重復使用,當催化劑活性顯著下降時,用95%回流洗滌回收樹脂2小時,水洗,烘干,然后再對樹脂進行預處理,則樹脂的催化活性又得到恢復。
四：鋁催化法
甲酸與在催化劑鋁的作用下反應生成環氧化劑,然后在一定溫度范圍內將環氧化劑加入到大豆油中,反應完畢后經堿洗、水洗、減壓蒸餾得到環氧大豆油。該工藝反應活性高,后處理容易,收率可以高達96%,與陽離子交換樹脂催化法相比,催化劑成本低,不足之處是所用催化劑需要嚴格控制Fe2+的含量,含鐵量過高,Fe2+在存在下易起催化作用,加快的分解,不利于環氧化反應的進行。同時,Fe2+還會引起物料溫度急劇升高,難于控制環氧化反應溫度。
五：相轉移催化氧化法
在無羧酸條件下,以乙酯為溶劑、甲基三辛基氫銨為相轉移催化劑,用30%(質量分數)溶液直接環氧化大豆油合成了環氧大豆油。實驗結果表明,無羧酸條件下,以為氧化劑可以成功地實現大豆油的環氧化,在溶液pH為2、反應溫度60℃、反應時間7h的條件下,產物的環氧值為6.27%,值為 5.80g/100g。此方法避免了反應中生成過酸,副產物生成量減少,提高了產品質量。陜西師范大學化學與材料科學學院吳亞等研究了在存在下, 以過氧鎢配合物作為相轉移催化劑進行大豆油環氧化反應,研究結果表明,在反應溫度為60℃,石油謎為溶劑,1,2-磷鎢酸吡啶鹽(CWP)作為催化劑的情況下,反應所得產物的環氧值達到6.4%,值為4.4g/100g。該反應不使用危險的過氧酸和強腐蝕性的,得到的產品色澤淺,環氧值高,質量好,但過氧物配合物的回收再利用還有待于進一步研究。
沒想到應用如此特別的環氧大豆油的生產也是如此多樣化，而且各有其特點。環氧大豆油廠家只要選擇合適自己的生產方法，就能在不同程度得到不同效果。
邵陽天堂助劑化工有限公司(東莞直銷處)主要經營環氧大豆油增塑劑、抗沖改性劑、增塑劑、硬脂酸系列、三鹽基鉛、二鹽基亞酸鉛、水滑石、復合穩定劑、PE蠟、無塵復合鹽穩定劑、玻纖等產品。
