本发明涉及环氧脂技术领域，尤其涉及一种二氧化硅载杂多酸盐制备环氧大豆油的方法。
背景技术：
环氧大豆油(简称eso)，它是环氧化油类增塑剂主要品种之一。环氧大豆油在常温下呈浅黄色油状液体，环氧大豆油主要成份为亚油酸、油酸三甘油酯的环氧化物，溶于大多数的烃类化合物及其他有机溶剂。本产品具有毒性低，热稳定性好，良好的相容性，挥发性小等优点，被视作良好的辅助增塑剂和热稳定剂，从而应用于塑料、橡胶等高分子材料加工领域。
目前国内环氧大豆油的生产方法主要采用两种，一种是在醋酸丁酯溶剂中，大豆油在硫酸的催化下与过氧甲酸进行的环氧化反应，但其所得产品的色泽比较深，收率和产品的质量都不高；另一种采用的是乙酸-过氧化氢一步法合成环氧大豆油，但此工艺中所使用的试剂均对设备有腐蚀性，产品的色泽也比较深。
近期有报道采用非酸催化工艺，用固体酸作为催化剂，通过改进工艺条件，以及催化剂和具体实施步骤，提高环氧大豆油的质量和收率，但催化剂不可再生，反应条件要求较高，不适合大规模工艺化生产。
本发明涉及的以二氧化硅载杂多酸盐制备环氧大豆油的方法不同于已报道的合成方法，采用的是负载型杂多酸盐，其工艺具有：催化剂用量少、可循环使用，合成简单，氧化反应时间短，后处理简便，收率高等优点。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种以二氧化硅载杂多酸盐制备环氧大豆油的制备方法。
实现本发明通过以下技术解决方案实现：
本发明所述二氧化硅载杂多酸盐制备环氧大豆油的方法包括下列步骤：
(1)催化剂合成：将磷钨酸、双氧水搅拌溶解得到混合物，正硅酸四乙酯、十六烷基三甲基溴化铵混合搅拌溶解，加入前者的混合物于后者的混合物搅拌溶解，在室温下陈化，再对混合物进行过滤、洗涤，最后干燥得产品；
(2)氧化：原料大豆油、1,2-二氯乙烷、双氧水以及催化剂[步骤(1)所制]加入到反应瓶，在微波条件下进行反应，温度控制在65～75℃，反应时间3～4小时；
(3)过滤、分液：将步骤(2)反应后的液体进行过滤、分液、以及乙醇洗涤，将半成品中的杂质以及水分分出；
(4)蒸馏：将分液后的液体进行减压蒸馏，温度控制在83±1℃，回流时间控制在10～20分钟，最后产品为浅黄色液体。
步骤(1)和(2)中，双氧水的质量分数是30％。
步骤(3)中，乙醇的质量分数是95％。
步骤(1)中，磷钨酸、双氧水、正硅酸四乙酯、十六烷基三甲基溴化铵的投料质量比为m(磷钨酸):m(双氧水):m(正硅酸四乙酯):m(十六烷基三甲基溴化铵)＝(1.02～1.07):(1～2):(0.2～0.9):(0.3～0.4)
步骤(2)中，大豆油、1,2-二氯乙烷、双氧水以及步骤(1)所制催化剂的用量比为m(大豆油):m(1,2-二氯乙烷):m(双氧水):m(催化剂)＝1:(3.5～4):(1～1.5):(0.01～0.1)。
步骤(2)中，所述加热的温度为65～75℃，加热的时间为3～4小时。
步骤(1)中，所述催化剂在步骤(2)氧化过程中可循环使用，以及催化的条件是在微波环境中，是一种新型的催化条件。
步骤(4)中，所述蒸馏可以采用常压蒸馏、减压蒸馏两种方式，常压蒸馏的温度为80～120℃，时间为2～12小时；减压蒸馏真空度为0.1～1.0mpa，温度为60～80℃，时间为2～12小时。
本发明进一步改进的是步骤(1)催化剂的合成，该催化剂可以循环使用，且活性高。
本发明进一步改进的是步骤(2)氧化过程中所用的催化剂，是在微波催化条件下进行环氧大豆油的制备。
本发明进一步改进的是步骤(2)氧化过程中所用的试剂，没有任何的污染，没有使用到苯、浓硫酸之类的试剂。其制备的温度较温和，反应时间也较短。
本发明进一步改进的是步骤(3)过滤、分液和步骤(4)蒸馏中所使用的试剂，对环境没有污染，对制备的仪器没有腐蚀性，同时也符合环境友好型的理念。
本发明所述的一种以二氧化硅载杂多酸盐制备环氧大豆油的方法，制备的环氧大豆油可以应用于橡胶工艺、涂料工艺，高分子材料(包装工艺)。
本发明的积极效果如下：
(1)本发明提供的制备环氧大豆油方法，设备简单、工艺流程较少，后处理方便，无需复杂的分离提纯；原料成本低，来源广泛；反应过程中产品纯度高，是原子经济反应，适合工业化生产。
(2)与传统的强酸性的体系相比，本发明提供的是无机酸盐，可以耐受长时间的加热，稳定性高，在工业生产中适用于酸性、中性催化的合成反应体系。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步详细描述：
实施例1
(1)合成：磷钨酸1.025克、30％双氧水1毫升搅拌溶解，正硅酸四乙酯0.226克、十六烷基三甲基溴化铵0.382克，搅拌10分钟，加过氧磷钨酸于正硅酸四乙酯与十六烷基三甲基溴化铵的混合物搅拌1小时，在室温下陈化4小时，对混合物进行过滤、洗涤，并在120℃的烘箱内进行干燥2小时，最终产品浅黄色的粉末。
(2)氧化：(1)中制备的催化剂0.105克，5.049克大豆油、18.362克1,2-二氯乙烷，30％双氧水3.4毫升加入反应瓶中，在微波条件下，控制反应温度为65℃，搅拌3小时。
(3)分液和减压蒸馏：过滤，分液，将有机层进行减压蒸馏(83℃)20分钟，得浅黄色的透明液体，产率为98.5％。
实施例2
(1)合成：磷钨酸1.073克、30％双氧水1毫升搅拌溶解，正硅酸四乙酯0.241克、十六烷基三甲基溴化铵0.389克，搅拌10分钟，加过氧磷钨酸于正硅酸四乙酯与十六烷基三甲基溴化铵的混合物搅拌1小时，在室温下陈化4小时，对混合物过滤、洗涤，并在120℃的烘箱内进行干燥2小时，最终产品浅黄色的粉末。
(2)氧化：(1)中制备的催化剂0.262克、5.022克大豆油、18.759克1,2-二氯乙烷、30％双氧水3.4毫升加入反应瓶中，在微波条件下，控制反应温度为70℃，搅拌反应3.5小时。
(3)分液和减压蒸馏：将有机层减压蒸馏20分钟，温度为80℃，得到浅黄色透明无色液体，产率为98.2％，产物在室温下为浅黄色透明液体。
实施例3
(1)合成：磷钨酸1.068克、30％双氧水1毫升搅拌溶解，正硅酸四乙酯1毫升、十六烷基三甲基溴化铵0.389克，搅拌10分钟，加过氧磷钨酸于正硅酸四乙酯与十六烷基三甲基溴化铵的混合物搅拌1小时，在室温下陈化4小时，对混合物过滤、洗涤，并在120℃的烘箱内进行干燥2小时，最终的产品为浅黄色的粉末。
(2)氧化：(1)中制备的催化剂0.62克、5..162克大豆油、18.737克1,2-二氯乙烷、30％双氧水3.3毫升加入反应瓶中，在微波条件下，控制反应温度为70℃，搅拌2.5小时。
(3)过滤、分液和减压蒸馏：将有机层减压蒸馏20分钟，温度83℃，得到浅黄色透明液体，产率为98.5％。
实施例4
(1)合成：磷钨酸1.025克、30％双氧水2毫升搅拌溶解，正硅酸四乙酯0.226克、十六烷基三甲基溴化铵0.382克，搅拌10分钟，加过氧磷钨酸于正硅酸四乙酯与十六烷基三甲基溴化铵的混合物搅拌1小时，在室温下陈化3.5小时，对混合物过滤、洗涤，并在120℃的烘箱内进行干燥2小时，最终产品为浅黄色粉末。
(2)氧化：(1)中制备的催化剂0.235克、5.031克大豆油、17.571克1,2-二氯乙烷，30％双氧水1.055毫升加入反应瓶中，在微波条件下，控制反应温度为75℃，搅拌1.5小时。
(3)过滤、分液和减压蒸馏：将有机层减压蒸馏20分钟，温度为70℃，得到浅黄色透明液体，产率为98.2％。
实施例5
(1)合成：磷钨酸1.073克和双氧水1毫升搅拌溶解，十六烷基三甲基溴化铵0.389克和0.241克正硅酸四乙酯混合搅拌10分钟，加过氧磷钨酸于正硅酸四乙酯与十六烷基三甲基溴化铵的混合物中搅拌1小时，在室温下陈化4小时，对混合物进行过滤，洗涤，并在120℃的烘箱内进行干燥2小时，最终产品浅黄色粉末
(2)氧化：(1)中制备的催化剂1.201克、5.012克大豆油、1.072克30％双氧水、17.540克1,2-二氯乙烷，加入反应瓶，在微波条件下，控制反应温度为70℃，搅拌3.5小时。
(3)过滤、分液和减压蒸馏：将有机层减压蒸馏20分钟，温度为80℃，得到浅黄色油状液体，产率98.8％。
实施例6
(1)合成：磷钨酸1.068克加入1毫升30％双氧水中搅拌溶解，0.389克十六烷基三甲基溴化铵和0.934克正硅酸四乙酯混合搅拌10分钟，将过氧磷钨酸加入十六烷基三甲基溴化铵与正硅酸四乙酯的混合物中搅拌50分钟，在室温下陈化4小时，过滤，在120℃的烘箱内烘2小时，洗涤，最后产品为浅黄色粉末。
(2)氧化：(1)中制备的催化剂0.236克、5.031克大豆油、1.055克30％双氧水、17.571克1,2-二氯乙烷加入反应瓶中，在微波条件下，控制反应温度为75℃，搅拌反应3.0小时
(3)过滤、分液和减压蒸馏：将有机层减压蒸馏20分钟，温度为80℃，得到浅黄透明液体，产率98.3％。
如实施例所示，本发明是一种二氧化硅载杂多酸盐制备环氧大豆油的方法，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的技术人员而言在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。