二环氧植物油酸乙酰甘油酯及其合成方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种二环氧植物油酸乙酰甘油酯增塑剂，其具有如式(I)或(II)所示的结构，本发明还公开了一种该二环氧植物油酸乙酰甘油酯的合成方法，其步骤包括：1)植物油与甘油进行酯交换反应生成二植物油酸甘油酯；2)二植物油酸甘油酯与乙酰化试剂进行乙酰化反应合成二植物油酸乙酰甘油酯；3)二植物油酸乙酰甘油酯与双氧水发生环氧化反应合成二环氧植物油酸乙酰甘油酯。所述二环氧植物油酸乙酰甘油酯环保无毒，具有稳定性好、流动性佳，且与塑料相溶性好的特点，可作为增塑剂添加到塑料制品中，具有广阔的市场前景。
【专利说明】二环氧植物油酸乙酰甘油酯及其合成方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种增塑剂，具体涉及一种二环氧植物油酸乙酰甘油酯，此外，本发明 还涉及一种所述二环氧植物油酸乙酰甘油酯的合成方法及应用。
【背景技术】
[0002] 近年来，我国已成为亚洲地区增塑剂生产量和消费量最多的国家。长期以来增塑 剂主要是以邻苯类产品为主，但是此类增塑剂有毒，具有潜在的致癌危险。随着人们环保意 识的增强，医药、食品包装、日用品、玩具等塑料制品行业对增塑剂提出了更高的卫生环保 要求，因此，无毒环保的增塑剂成为当下全球增塑剂研究的重点。
[0003] 由于环氧植物油具有良好的耐热性、耐光性、互渗性、低柔韧性，且挥发度低等特 性，近年来在塑料工业中应用广泛，是美国食品药物管理局（FDA)批准的唯一可用于仪器 包装材料的增塑剂，特别适用于食品/药品塑料包装材料、儿童玩具以及家庭装饰材料等 有严格环保要求的领域。然而，环氧植物油的分子量及粘性较大，流动性差，限制了其进一 步应用。甘油酯型增塑剂具有较低的分子量以及较高的沸点和闪点，粘度低，流动性好，但 其低温增塑性能不及环氧植物油。因此，开发一种既具有环氧植物油相似增塑效果，但分子 量低、流动性好的物质作为增塑剂是十分必要的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种分子量低、流动性好、稳定性 高、与塑料相溶性好的增塑剂二环氧植物油酸乙酰甘油酯，本发明的另一目的在于提供一 种该增塑剂的合成方法及应用。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 本发明以植物油与甘油为原料，通过1)植物油与甘油进行酯交换反应生成二植 物油酸甘油酯；2)二植物油酸甘油酯与乙酰化试剂进行乙酰化反应合成二植物油酸乙酰 甘油酯；以及3)二植物油酸乙酰甘油酯与双氧水发生环氧化反应合成二环氧植物油酸乙 酰甘油酯等步骤，合成得到稳定性好、流动性佳，且与塑料相溶性好的环保无毒增塑剂二环 氧植物油酸乙酰甘油酯，其具有如式（I)或（II)所示的结构：
[0007]
【权利要求】
1. 二环氧植物油酸乙酰甘油酯，具有如式（I)或（II)所示的结构：
其中，Ri、R2、R3各自独立地、相同或不同地选自植物油中20个碳原子以下的脂肪酸。
2. 根据权利要求1所述的二环氧植物油酸乙酰甘油酯，其特征在于：所述凡、R2、R3 各自独立地、相同或不同地选自大豆油中的十六酸、十八酸、顺式-9-十八烯酸、顺式-9， 12-十八烯酸、顺式-9,12,15-十八烯酸；或各自独立地、相同或不同地选自米糠油中的油 酸、亚油酸或棕榈酸；或各自独立地、相同或不同地选自菜籽油中的花生酸、油酸、亚油酸、 芥酸或亚麻酸。
3. 如权利要求1所述的二环氧植物油酸乙酰甘油酯的合成方法，其特征在于：包括以 下步骤： 1) 植物油与甘油进行酯交换反应生成二植物油酸甘油酯
2) 乙酰化反应合成二植物油酸乙酰甘油酯
3)二植物油酸乙酰甘油酯环氧化反应合成二环氧植物油酸乙酰甘油酯
其中，H R3各自独立地、相同或不同地选自植物油中20个碳原子以下的脂肪酸。
4. 根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于：所述Ri、R2、R3各自独立地、相同或不 同地选自大豆油中的十六酸、十八酸、顺式-9-十八烯酸、顺式-9,12-十八烯酸、顺式-9， 12,15-十八烯酸；或各自独立地、相同或不同地选自米糠油中的油酸、亚油酸或棕榈酸；或 各自独立地、相同或不同地选自菜籽油中的花生酸、油酸、亚油酸、芥酸或亚麻酸。
5. 根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于：酯交换反应中，所述植物油为大豆 油、米糠油、亚麻油、菜籽油、棕榈油、蓖麻油和葵花籽油中的至少一种，按重量百分比计，所 述甘油的用量为植物油用量的8-10. 3%。
6. 根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于：酯交换反应中，所述催化剂为氢氧化 钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙、甲醇钠和乙醇钠中的至少一种，且按重量百分比计，其用 量为植物油用量的0. 005-0. Ol %。
7. 根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于：乙酰化反应中，所述乙酰化试剂为乙 酰氯、冰醋酸、乙酸酐中的一种或几种，且按重量百分比计，其用量为二植物油酸甘油酯用 量的16-48% ;所述乙酰化催化剂为浓硫酸、对甲苯磺酸、酸性离子交换树脂中的一种或几 种，且按重量百分比计，其用量为二植物油酸甘油酯用量的〇. 02-0. 04%。
8. 根据权利要求3或7所述的合成方法，其特征在于：所述乙酰化反应中还加入了带 水剂，所述带水剂为苯、环己烷、己烷中的一种或几种，且按重量百分比计，其用量为二植物 油酸甘油酯用量的20-30%。
9. 根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于：所述环氧化反应中还加入了甲酸和/ 或乙酸，且二植物油酸乙酰甘油酯、双氧水、甲酸和/或乙酸、环氧化催化剂的摩尔比为1:0 .42-0. 52:0. 042-0. 052:0. 002-0. 004。
10. 如权利要求1或2所述的二环氧植物油酸乙酰甘油酯在作为增塑剂的应用。
【文档编号】C08K5/1515GK104370860SQ201410568201
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】邓建能, 李道斌 申请人:广州市海珥玛植物油脂有限公司