一种硬脂酸钡及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明属于化工技术领域，特别是涉及一种硬脂酸钡及其制备工艺，所述硬脂酸钡的制备原料包括三硬脂酸甘油酯、催化剂A、抗氧化剂、水、氢氧化钡、催化剂B和氢氧化钠；其中，催化剂A为氧化镁和Al2O3?MgO的混合物，抗氧化剂为抗氧剂DLTDP和抗氧剂T501的混合物；催化剂B选自过氧化物中的一种或多种。本发明提供的硬脂酸钡，原料成本低，产率高，游离酸含量低，性质稳定，相关质量指标符合中华人民共和国化工行业标准《HG/T2338?1992硬脂酸钡(轻质)》优等品的要求。本发明提供的硬脂酸钡的制备工艺，生产过程安全环保，能耗低，总生产成本低，在实际应用中与市场同类产品相比更具有实用性和可比性。
【专利说明】
一种硬脂酸钡及其制备工艺
技术领域
[0001] 本发明属于化工技术领域，具体涉及一种硬脂酸钡及其制备工艺。
【背景技术】
[0002] 硬脂酸钡属于硬脂酸盐类中的一种，具有良好的长期耐热性和润滑性，可用作聚 氯乙烯耐光耐热稳定剂和润滑剂。在所有碱土金属的硬脂酸盐中，硬脂酸钡的长期耐热性 最好，主要用于软质透明薄膜、薄板、人造革以及硬质板、管等，还可用作耐高温脱模剂和机 械用高温润滑剂，应用十分广泛，市场需求量逐年增加。
[0003] 目前，国内生产硬脂酸钡的方法主要有复分解法、皂化法和直接法。复分解法是将 硬脂酸和氢氧化钠溶液发生皂化反应生成硬脂酸钠皂化液，再将此皂化液与可溶性钡盐进 行复分解反应生成硬脂酸钡。复分解法反应条件温和，但存在生产成本高，生产效率低、能 耗和水耗高等缺点。且复分解法生产硬脂酸钡过程中排放大量的含盐的废水，对环境造成 很大的污染。皂化法合成硬脂酸钡的工艺原理是将硬脂酸、可溶性钡盐溶液、氢氧化钠溶液 和水一起加热反应，然后再缓慢加入氢氧化钠溶液继续反应，反应产物经离心、洗涤、干燥 等制得硬脂酸钡成品。皂化法制备得到的硬脂酸钡反应温度低，制备得到的硬脂酸钡色泽 好，纯度高，但其生产成本高，制备得到的硬脂酸钡游离酸含量高。直接法是将氢氧化钡和 硬脂酸在无水或水介质下封闭反应得到固体硬脂酸钡。
[0004] 中国专利CN 103694100 B公开了一种硬脂酸钡的生产方法，其工艺步骤为以水为 反应分散介质，在加热条件下加入氢氧化钡形成氢氧化钡悬浊液，再加入硬脂酸，加热反应 一定时间后分离反应产物得湿硬脂酸钡，湿硬脂酸钡干燥粉碎得到硬脂酸钡产品。该法制 备硬脂酸钡无需添加剂，无废水排放，在一定程度上降低了生产成本，但制备过程中分离得 到的湿硬脂酸钡滤饼湿含量高，干燥能耗大，粉尘飞扬严重和产品表观密度大等问题。
[0005] 国内大部分硬脂酸钡生产厂家所生产的硬脂酸钡均不同程度存在生产成本高，生 产过程环境污染严重，能耗大或制备得到的硬脂酸钡按中华人民共和国化工行业标准《HG/ T2338-1992硬脂酸钡》检测部分指标不达标，特别是游离酸含量高，熔点低等问题，其制备 工艺和产品质量仍需进一步改进。因此，研究一种总体生产成本低、生产过程安全环保、产 品质量高的硬脂酸钡及其制备工艺具有较高的经济效益和社会效益。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有的技术缺陷，提供一种硬脂酸钡的工艺及其制备工 艺。本发明提供的硬脂酸钡以三硬脂酸甘油酯和Ba(OH) 2 · SH2O为主要原料，原料成本低，制 备得到的硬脂酸钡产率高，色泽好，游离酸含量低，性质稳定，相关质量指标符合中华人民 共和国化工行业标准《HG/T 2338-1992硬脂酸钡(轻质）》优等品的要求。本发明提供的硬脂 酸钡的制备工艺，生产过程无含氯、硫酸根离子的废水排放，安全环保，能耗低，总生产成本 低，在实际应用中与市场同类产品相比更具有实用性和可比性。
[0007] 本发明的技术方案如下：
[0008] 一种硬脂酸钡，其特征在于，所述硬脂酸钡的制备原料包括三硬脂酸甘油酯、催化 剂A、抗氧化剂、水、氢氧化钡、催化剂B和氢氧化钠；
[0009] 其中，所述催化剂A为氧化镁和Al2O3-MgO的混合物，所述抗氧化剂为抗氧剂DLTDP 和抗氧剂T501的混合物;所述氢氧化钡为Ba(OH)2 · 8H20;所述催化剂B选自过氧化氢、过氧 化钠、过氧化钾、过氧化钙、过氧化镁和过氧化锌中的一种或多种。
[0010] 优选地，所述催化剂A的用量为三硬脂酸甘油酯质量的3%_7%，其中，按质量比 计，氧化镁:Ah〇3-MgO为 1:3-8。
[0011] 优选地，所述Al2O3-MgO中，按摩尔比计，Al2O3 = MgO为1-3:1。
[0012]优选地，所述抗氧化剂用量为三硬脂酸甘油酯质量的〇. 2 % -0.6 %，其中，按质量 比计，抗氧剂DLTDP:抗氧剂T501为0.3-0.6:1。
[0013]优选地，所述催化剂B为过氧化氢。
[0014] 本发明还提供一种本发明所述的硬脂酸钡的制备工艺，包括如下步骤：
[0015] SI:取三硬脂酸甘油酯，边投料边搅拌，温度保持在SO-IOOtC，待三硬脂酸甘油酯 全部熔融后加入催化剂A、抗氧化剂和水，在温度为120-150°C，压力为0.6-0.8MPa的条件下 进行水解反应，水解产物静置30-60min，油水分离，油相压滤回收催化剂即得硬脂酸；
[0016] S2:将Sl中硬脂酸加入硬脂酸钡反应釜中，温度保持在100-120°C，边搅拌边加入 氢氧化钡，投料完成后，物料温度升至130-140°C，加入催化剂B，搅拌反应25-35min;
[0017] S3:再次加入氢氧化钡和催化剂B，在温度为140-155Γ的条件下进行反应，停止搅 拌，物料泡沫降至平衡点后，补加催化剂B，恒温反应15-25min;
[0018] S4:边搅拌边加入氢氧化钠，恒温反应10-30min;
[0019] S5:开启真空栗，调节真空度至-0.09--0.07MPa，脱水，恒温恒压条件下稳定反应 50-70min，反应终止，即得硬脂酸钡。
[0020] 优选地，所述步骤Sl中，按质量比计，三硬脂酸甘油酯:水为1:0.4-0.6。
[0021]优选地，所述步骤S2中，氢氧化钡的用量为三硬脂酸甘油酯质量的30%-40%，催 化剂B的用量为三硬脂酸甘油酯质量的6%-10%。
[0022]优选地，所述步骤S3中，氢氧化钡的用量为三硬脂酸甘油酯质量的12%_25%，催 化剂B的第一次加入量为三硬脂酸甘油酯质量的2%-4%，补加的催化剂B加入量为三硬脂 酸甘油酯质量的1 %-2 %。
[0023]优选地，所述步骤S4中，氢氧化钠的用量为三硬脂酸甘油酯质量的0.1%_0.3%。 [0024]本发明提供的硬脂酸钡，其制备工艺包括三硬脂酸甘油酯水解和硬脂酸与Ba (OH)2 · SH2O缩合脱水成盐两步反应。三硬脂酸甘油酯水解过程中，氧化镁可通过吸附作用 减弱酯键键能，使酯键易于水解，Al 2O3-MgO为固体酸碱催化剂，在氧化镁和Al2O3-MgO复合 催化剂的催化作用下，三硬脂酸甘油酯水解生成硬脂酸和丙三醇，水解率达96%以上，水解 产生的丙三醇溶于水中与硬脂酸分离，有利于提高终产品的纯度;而分离出的丙三醇和水 的混合物经分离和浓缩处理可获得丙三醇，有利于提高原料的利用度。抗氧剂DLTDP和抗氧 剂T501复合抗氧化剂的添加可避免高温反应条件下物料发生氧化，确保终产品色度。硬脂 酸与Ba(OH) 2 · 8H20缩合脱水成盐过程中，在反应体系中加入少量氢氧化钠，部分硬脂酸与 氢氧化钠发生反应生成极少量的硬脂酸钠可在反应中起到表面活性剂作用，改善反应后期 由于反应体系流动性明显变差以至难以进行有效搅拌，导致反应难以继续进行的情况，使 反应充分进行，提高产品收率，同时也显著降低硬脂酸钡中的游离酸含量。
[0025]与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0026] 1)本发明提供的硬脂酸钡，采用三硬脂酸甘油酯和Ba(OH)2 · SH2O作为原料，原料 成本低，生产过程能耗低，硬脂酸钡产率高，总生产成本低；
[0027] 2)本发明提供的硬脂酸钡生产过程无含氯、硫酸根离子的废水排放，无粉尘飞扬 情况，生产过程安全环保；
[0028] 3)本发明提供的硬脂酸钡，纯度高，色泽好，游离酸含量低，性质稳定，相关质量指 标符合中华人民共和国化工行业标准《HG/T 2338-1992硬脂酸钡(轻质）》优等品的要求。
【具体实施方式】
[0029] 以下通过【具体实施方式】进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于以下实施例。在 本发明的范围内或者在不脱离本发明的内容、精神和范围内，对本发明进行适当改进、替换 功效相同的组分，对于本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明的 范围之内。
[0030] 实施例1硬脂酸钡的制备
[0031] SI:取三硬脂酸甘油酯，边投料边搅拌，温度保持在IOOtC，待三硬脂酸甘油酯全部 熔融后加入催化剂A、抗氧化剂和水，在温度为140°C，压力为0.7MPa的条件下进行水解反 应，水解产物静置45min，油水分离，油相压滤回收催化剂即得硬脂酸；
[0032]其中，按质量比计，催化剂A中，氧化镁:Al2O3-MgO为1:6，其用量为三硬脂酸甘油酯 质量的5% ,Al2O3-MgO通过沉淀法制备得到，按摩尔比计，Al2〇 3:MgO为2:1;
[0033]按质量比计，抗氧化剂中，抗氧剂DLTDP:抗氧剂T501为0.5:1，其用量为三硬脂酸 甘油酯质量的0.4%;
[0034]按质量比计，三硬脂酸甘油酯:水为1:0.5;
[0035] S2:将Sl中硬脂酸加入硬脂酸钡反应釜中，温度保持在IHTC，边搅拌边加入三硬 脂酸甘油酯质量38%的Ba(OH)2 · 8H20,投料完成后，物料温度升至135°C，加入三硬脂酸甘 油酯质量8 %的过氧化氢，搅拌反应30min;
[0036] S3:加入三硬脂酸甘油酯质量15%的Ba(OH)2 · 8H20和三硬脂酸甘油酯质量2%的 过氧化氢，在温度为150°C的条件下进行反应，停止搅拌，物料泡沫降至平衡点后，补加三硬 脂酸甘油酯质量1 %的过氧化氢，在温度为145°C的条件下反应20min;
[0037] S4:边搅拌边加入三硬脂酸甘油酯质量0.2 %的氢氧化钠，恒温反应25min;
[0038] S5:开启真空栗，调节真空度至-0.0 SMPa，脱水，恒温恒压条件下稳定反应60min， 反应终止，取样检测，合格后喷粉，包装入库，即得硬脂酸钡，其产率为94.66 %。
[0039] 实施例2硬脂酸钡的制备
[0040] SI:取三硬脂酸甘油酯，边投料边搅拌，温度保持在IOOtC，待三硬脂酸甘油酯全部 熔融后加入催化剂A、抗氧化剂和水，在温度为130°C，压力为0.6MPa的条件下进行水解反 应，水解产物静置60min，油水分离，油相压滤回收催化剂即得硬脂酸；
[0041 ]其中，按质量比计，催化剂A中，氢氧锌:Al2O3-MgO为1:4，其用量为三硬脂酸甘油酯 质量的7% ,Al2O3-MgO通过沉淀法制备得到，按摩尔比计，Al2O 3:MgO为3:1;
[0042]按质量比计，抗氧化剂中，抗氧剂DLTDP:抗氧剂T501为0.4:1，其用量为三硬脂酸 甘油酯质量的0.5%;
[0043] 按质量比计，三硬脂酸甘油酯:水为1:0.6;
[0044] S2:将Sl中硬脂酸加入硬脂酸钡反应釜中，温度保持在HKTC，边搅拌边加入三硬 脂酸甘油酯质量40%的Ba(OH)2 · 8H20,投料完成后，物料温度升至130°C，加入三硬脂酸甘 油酯质量7 %的过氧化氢，搅拌反应25min;
[0045] S3:加入三硬脂酸甘油酯质量13%的Ba(OH)2 · 8H20和三硬脂酸甘油酯质量2%的 过氧化氢，在温度为145°C的条件下进行反应，停止搅拌，物料泡沫降至平衡点后，补加三硬 脂酸甘油酯质量2%的过氧化氢，在温度为150°C的条件下反应15min;
[0046] S4:边搅拌边加入三硬脂酸甘油酯质量0.3 %的氢氧化钠，恒温反应15min;
[0047] S5:开启真空栗，调节真空度至-0.0 SMPa，脱水，恒温恒压条件下稳定反应60min， 反应终止，取样检测，合格后喷粉，包装入库，即得硬脂酸钡，其产率为93.78 %。
[0048] 对比例1
[0049] Sl中，催化剂A为Al2O3-MgO,其用量为三硬脂酸甘油酯质量的5% ,Al2O3-MgO通过 沉淀法制备得到，按摩尔比计，AI2O3 :MgO为2:1。
[0050]其余步骤同实施例1，硬脂酸钡产率为76.65%。
[0051 ] 对比例2
[0052] 步骤S4中，不添加氢氧化钠，其余步骤同实施例1，硬脂酸钡产率为85.37%。
[0053] 参照中华人民共和国化工行业标准《HG/T 2338-1992硬脂酸钡（轻质）》对本发明 实施例1-2、对比例1-2合成的硬脂酸钡进行相关指标检测，检测结果见表2。
[0054]表1硬脂酸钡的技术要求
[0057]表2硬脂酸钡指标检测结果
[0059] 由表2试验结果可知，本发明实施例合成的硬脂酸钡游离酸含量低，熔点高，质量 指标符合中华人民共和国化工行业标准《HG/T 2338-1992硬脂酸钡(轻质）》优等品的要求， 显著优于对比例合成的硬脂酸钡，同时，由以上结果可知，实施例1为本发明最佳实施例。本 发明提供的硬脂酸钡制备工艺生产成本低，生产过程安全环保，合成的硬脂酸钡产率高，纯 度好，质量稳定，在实际应用中与市场同类产品相比更具有实用性和可比性。
[0060] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
【主权项】
1. 一种硬脂酸钡，其特征在于，所述硬脂酸钡的制备原料包括三硬脂酸甘油酯、催化剂 A、抗氧化剂、水、氢氧化钡、催化剂B和氢氧化钠； 其中，所述催化剂A为氧化镁和Al2〇3-MgO的混合物，所述抗氧化剂为抗氧剂DLTDP和抗 氧剂T501的混合物;所述氢氧化钡为Ba(0H)2 · 8Η20;所述催化剂B选自过氧化氢、过氧化钠、 过氧化钾、过氧化钙、过氧化镁和过氧化锌中的一种或多种。2. 根据权利要求1所述的硬脂酸钡，其特征在于，所述催化剂Α的用量为三硬脂酸甘油 酯质量的3%_7%，其中，按质量比计，氧化镁:Al 2〇3-MgO为1:3-8。3. 根据权利要求2所述的硬脂酸钡，其特征在于，所述Al2〇3-MgO中，按摩尔比计，Al 2〇3: MgO为1-3:1〇4. 根据权利要求1所述的硬脂酸钡，其特征在于，所述抗氧化剂用量为三硬脂酸甘油酯 质量的0.2%-0.6%，其中，按质量比计，抗氧剂01^?:抗氧剂了501为0.3-0.6:1。5. 根据权利要求1所述的硬脂酸钡，其特征在于，所述催化剂B为过氧化氢。6. -种根据权利要求1所述的硬脂酸钡的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括如 下步骤： S1:取三硬脂酸甘油酯，边投料边搅拌，温度保持在80-100°C，待三硬脂酸甘油酯全部 熔融后加入催化剂A、抗氧化剂和水，在温度为120-150°C，压力为0.6-0.8MPa的条件下进行 水解反应，水解产物静置30-60min，油水分离，油相压滤回收催化剂即得硬脂酸； S2:将S1中硬脂酸加入硬脂酸钡反应釜中，温度保持在100-120°C，边搅拌边加入氢氧 化钡，投料完成后，物料温度升至130_140°C，加入催化剂B，搅拌反应25-35min; S3 :再次加入氢氧化钡和催化剂B，在温度为140-155 °C的条件下进行反应，停止搅拌， 物料泡沫降至平衡点后，补加催化剂B，恒温反应15-25min; S4:边搅拌边加入氢氧化钠，恒温反应10-30min; S5:开启真空栗，调节真空度至-0.09-0.07MPa，脱水，恒温恒压条件下稳定反应50-70min，反应终止，即得硬脂酸钡。7. 根据权利要求6所述的硬脂酸钡的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中，按质量比 计，三硬脂酸甘油酯:水为1:0.4-0.6。8. 根据权利要求6所述的硬脂酸钡的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中，氢氧化钡 的用量为三硬脂酸甘油酯质量的30%_40%，催化剂B的用量为三硬脂酸甘油酯质量的6%-10%〇9. 根据权利要求6所述的硬脂酸钡的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3中，氢氧化钡 的用量为三硬脂酸甘油酯质量的12%_25%，催化剂B的第一次加入量为三硬脂酸甘油酯质 量的2%-4%，补加的催化剂B加入量为三硬脂酸甘油酯质量的1%-2%。10. 根据权利要求6所述的硬脂酸钡的制备工艺，其特征在于，所述步骤S4中，氢氧化钠 的用量为三硬脂酸甘油酯质量的0.1 %_〇. 3%。
【文档编号】C07C51/41GK105859541SQ201610347308
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】严丰, 严一丰, 严睛
【申请人】惠州市志海新威科技有限公司