一种水相一步合成硬脂酸钙的方法
【专利摘要】本发明涉及一种水相一步合成硬脂酸钙的方法，以硬脂酸和氢氧化钙为原料，利用双氧水和醇为复合催化剂，在固液比为1：7～15的水相中，于60～80℃下反应1～3小时。此方法的优点在于反应效率高，滤饼含水率低，易于干燥，生产成本低；合成工艺简单，可以直接利用现有复分解法生产设备进行工业生产；滤液可循环使用，避免了废水的排放。
【专利说明】一种水相一步合成硬脂酸钙的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属皂的制备【技术领域】，具体涉及硬脂酸一步合成硬脂酸钙的方法。
【背景技术】
[0002] 硬脂酸钙是硬脂酸金属皂的一种，在塑料、日用化学、涂料等领域有广泛的用途。 目前，硬脂酸钙的合成方法主要有：复分解法、熔融法和水相一步法。复分解法的工艺最成 熟，也是国内企业普遍采用的方法。然而，复分解法存在产品质量较差、生产成本较高、含盐 废水排放量大等缺陷。熔融法是以硬脂酸与氢氧化钙(或氧化钙）为原料，在熔融条件下合 成硬脂酸钙。熔融法（CN102344354)的优点在于生产过程中无废水排放，产品含水率低，无 需干燥过程。然而，由于硬脂酸钙的熔点较高，反应温度通常在150°C以上，产品容易氧化变 黄，且随着反应进行，反应体系粘度增加，反应不完全，产物游离酸含量较高。
[0003] 专利（CN101117312、CN101353300)公开了一种水相一步合成硬脂酸钙的方法。其 实施步骤包括：首先，将硬脂酸和水的混合体系加热到70?75°C，再加入氨水，生成的硬脂 酸铵可作为乳化剂，使硬脂酸和水形成乳液；其次，将氢氧化钙打浆，并加入到硬脂酸乳液 中，在90?KKTC下搅拌反应一定时间；然后，加入CaCl 2溶液，使硬脂酸铵转化为硬脂酸 钙，达到破乳的效果。最后，经离心脱水、干燥，得到成品。与复分解法相比，此方法降低了 生产成本，减少了废水中可溶性盐的含量。然而，此方法仍然存在操作过程复杂，废水中含 少量可溶性盐，无法真正实现废水的重复使用。
[0004] 此外，郭立新等(塑料助剂，2006，5，29-31)报道了硬脂酸与氢氧化钙在双氧水 的催化作用下于水相中一步合成硬脂酸钙的工艺。然而，巫书刚等(精细化工原料及中间 体，2011，9，3-6)发现双氧水对硬脂酸与氢氧化钙合成硬脂酸钙的反应催化效果并不理 想，存在反应速度慢，物料容易包裹，产品游离酸高，物料堆积密度大等问题。以季胺盐为催 化剂，则能获得质量较好的产品，但存在季胺盐价格较高、反应时间较长等问题。吴茂英等 (日用化学工业，2003，5，292-294)通过一种特定的工艺方法，使硬脂酸与氢氧化钙在水 相中一步合成硬脂酸钙。然而，吴茂英等并没有公开这种特定的工艺方法，且需要以过200 目的高质量氢氧化钙为原料，反应时间也较长。胡国华等(广州化工，2013，9，199-201) 对复分解法生产硬脂酸钙的设备进行改进，实现了水相一步合成硬脂酸钙，但文献当中并 没有提及产品的堆密度等质量指标。
[0005] 综上所述，开发一种易于在现有的复分解法生产设备上实现产业化的高效、低成 本、环保的硬脂酸钙一步合成方法，仍然是此领域的研究人员迫切需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0006] 为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种易于在现有的复分解法生产设 备上实现产业化的高效、低成本、环保的硬脂酸钙合成方法。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种水相一步合成硬脂酸钙的方法，该方法 由以下步骤组成： 将质量比为I :7?15的硬脂酸和水加入反应器中，搅拌并升温至60?80°C ;加入双 氧水和醇作为复合催化剂，控制双氧水与硬脂酸的质量比为1 :4?10,醇与硬脂酸的质量 比为I : 10?30 ;加入氢氧化钙，控制氢氧化钙与硬脂酸的质量比为I :6. 9?7.2 ;反应1? 3小时后，将反应液冷却，离心，所得固体物经干燥后即为硬脂酸钙；滤液可循环使用。
[0008] 所述的醇为丙三醇、乙醇、丙醇、乙二醇和丙二醇中的任意一种或多种。
[0009] 与现有技术相比，本发明提供的水相一步合成硬脂酸钙的方法具有以下优点：反 应中使用的双氧水和醇具有协同作用，反应效率高；离心分离后得到的产品颗粒细，滤饼含 水率低，易于干燥，成品的堆密度小；合成工艺简单，可以直接利用现有复分解法生产设备 进行工业生产；滤液可循环使用，避免废水的排放。
【具体实施方式】
[0010] 下面对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。对于所属【技术领域】的技术人 员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。
[0011] 实施例1 : 将13.65 g硬脂酸和150 g水加入反应容器内，加热升温至60°C，待硬脂酸全部溶化 后，开启搅拌，加入3 g双氧水和0.68 g丙三醇，再分批加入1.98 g氢氧化钙，反应2小时。 反应完成后，产物经离心分离、干燥、粉碎，即得成品。产品的质量测试结果如表1所示。
[0012] 实施例2: 将13.65 g硬脂酸和200 g水加入反应容器内，加热升温至70°C，待硬脂酸全部溶化 后，开启搅拌，加入3 g双氧水和1.0 g乙醇，再分批加入1.90 g氢氧化钙，反应3小时。反 应完成后，产物经离心分离、干燥、粉碎，即得成品。产品的质量测试结果如表1所示。
[0013] 实施例3: 将13.65 g硬脂酸和120 g水加入反应容器内，加热升温至80°C，待硬脂酸全部溶化 后，开启搅拌，加入2 g双氧水和0.8 g丙醇，再分批加入1.95 g氢氧化钙，反应1小时。反 应完成后，产物经离心分离、干燥、粉碎，即得成品。产品的质量测试结果如表1所示。
[0014] 实施例4: 将13.65 g硬脂酸和160 g水加入反应容器内，加热升温至60°C，待硬脂酸全部溶化 后，开启搅拌，加入3 g双氧水和0.7 g乙二醇，再分批加入1.98 g氢氧化钙，反应2小时。 反应完成后，产物经离心分离、干燥、粉碎，即得成品。产品的质量测试结果如表1所示。
[0015] 实施例5: 将13.65 g硬脂酸和130 g水加入反应容器内，加热升温至60°C，待硬脂酸全部溶化 后，开启搅拌，加入1.5 g双氧水和0.5 g丙三醇，再分批加入1.95 g氢氧化钙，反应3小 时。反应完成后，产物经离心分离、干燥、粉碎，即得成品。产品的质量测试结果如表1所示。
[0016] 实施例6(放大实验）： 放大实验直接采用原有复分解法生产设备，无需对设备进行改进。将136. 5 Kg硬脂酸 和1400 Kg水加入反应容器内，加热升温至60°C，待硬脂酸全部溶化后，开启搅拌，加入25 Kg双氧水和6 Kg丙三醇，再分批加入19. 5 Kg氢氧化钙，反应2小时。反应完成后，产物经 离心分离、干燥、粉碎，即得成品。产品的质量测试结果如表1所示。
[0017] 实施例7(放大实验）： 将136. 5 Kg硬脂酸和实施例6的滤液1100 Kg加入反应容器内，补加水300 Kg和甘 油0.8 Kg，加热升温至60°C，待硬脂酸全部溶化后，开启搅拌，加入25 Kg双氧水，再分批加 入19. 5 Kg氢氧化钙，反应2小时。反应完成后，产物经离心分离、干燥、粉碎，即得成品。产 品的质量测试结果如表1所示。
[0018] 比较例1 : 将13.65 g硬脂酸和150 g水加入反应容器内，加热升温至60°C，待硬脂酸全部溶化 后，开启搅拌，分批加入1. 98 g氢氧化興,反应2小时。反应完成后,产物经离心分离、干燥、 粉碎，即得成品。产品的质量测试结果如表1所示。
[0019] 比较例2: 将13.65 g硬脂酸和150 g水加入反应容器内，加热升温至60°C，待硬脂酸全部溶化 后，开启搅拌，加入3 g双氧水,再分批加入1.98 g氢氧化興,反应2小时。反应完成后,产 物经离心分离、干燥、粉碎，即得成品。产品的质量测试结果如表1所示。
[0020] 比较例3 : 将13.65 g硬脂酸和150 g水加入反应容器内，加热升温至60°C，待硬脂酸全部溶化 后，开启搅拌，加入0.68 g丙三醇,再分批加入1.98 g氢氧化興,反应2小时。反应完成后， 产物经离心分离、干燥、粉碎，即得成品。产品的质量测试结果如表1所示。
[0021] 表1 :硬脂酸钙产品的质量测试结果。
[0022]
【权利要求】
1. 一种水相一步合成硬脂酸钙的方法，其特征在于，以双氧水和醇为复合催化剂，由硬 脂酸和氢氧化钙在水中一步合成硬脂酸钙，反应步骤如下： (1) 将质量比为1 :7?15的硬脂酸和水加入反应器中，搅拌并升温至60?80°C ; (2) 加入双氧水和醇作为复合催化剂，控制双氧水与硬脂酸的质量比为1 :4?10,醇与 硬脂酸的质量比为1 :10?30 ; (3) 加入氢氧化钙，控制氢氧化钙与硬脂酸的质量比为：1 :6. 9?7. 2 ; (4) 反应1?3小时后，将反应液冷却，离心分离，所得固体物经干燥后即为硬脂酸钙； 滤液可循环使用。
2. 根据权利要求1所述的水相一步合成硬脂酸钙的方法，其特征在于，所述醇为丙三 醇、乙醇、丙醇、乙二醇和丙二醇中的任意一种或多种。
【文档编号】C07C53/126GK104478691SQ201410685213
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】周喜, 李海燕, 戴友志 申请人:邵阳学院