本发明涉及一种二聚脂肪酸的制备方法，属油脂化学工业领域。
背景技术：
进入21世纪，科技在材料与化工领域面临更多更大的挑战：其一，合成高分子材料己成为国民经济和人们生活的重要组成部分，作为合成材料的主要原料—石油，其储量越来越少，在消耗日益枯竭的石油资源的同时，还产生大量难以处理的废弃物，给人类赖以生存的自然环境带来危害；其二，目前称之为“白色污染”的问题远未得到解决，大量塑料废弃物及其焚烧所引起的环境污染严重地影响着地球的生态平衡，以天然可再生的动植物替代石油资源，生产环境降解高分子材料是解决问题的有效方法之一。
二聚脂肪酸为天然油脂化工产品，其毒性低、来源广泛且原料可再生，是优良的合成新型高分子材料的原料。二聚脂肪酸还具有良好的耐水性和密封性，对金属等材料具有强烈的粘附性，毒性低，不易燃，-20℃不结晶、不失透明流动性，250℃不蒸发、不凝胶化等特性。
二聚脂肪酸是以两分子C18不饱和脂肪酸(如油酸、亚油酸)为原料，通过Diels-Alder反应所合成的二元酸。目前工业上制备二聚酸广泛采用的是不饱和脂肪酸加压催化工艺，该工艺虽技术较为成熟，但也存在以下缺点：所用的催化剂为活性黏土，添加量较大、分配较为困难、催化活性不高；需要通入工艺氮气来保护原料和产品的不饱和双键等不被氧化，因而使生产成本增加，且易使催化剂失活。其中使用的催化剂主要是白土类催化剂，如蒙脱土和高岭土。这些催化剂共同的缺点是：催化活性不高且用量较大，在反应体系中分配较为困难。
本发明以亚麻籽油为原料，通过对制备工艺及催化剂的研究，找到了一个优于现有二聚酸生产工艺的新工艺。对于以亚麻籽油为主要原料，并以有机硅季铵盐蒙脱土为催化剂，利用自保护升压工艺制备聚酯的研究，在我国尚属首次，具有重大的社会意义及广阔的应用前景。
说明内容
本发明的目的是提供一种二聚脂肪酸的制备方法，以亚麻籽油为原料，在催化剂、助剂作用下，通过研究不同加工工艺、亚麻籽油的投料量、水的加入量、不同催化剂种类及加入量、不同助剂种类及加入量、搅拌速度、反应时间、反应温度、对二聚酸的产率及二聚酸的选择性影响来分析合成二聚酸的反应规律，为合成二聚酸的制备条件作参考。
本发明的目的通过以下技术方案来实现。
一种二聚脂肪酸的制备方法，其特征在于利用自保护升压工艺合成二聚脂肪酸。
所述方法之利用自保护升压工艺合成二聚脂肪酸是指取一定量亚麻籽油和一定量的水、催化剂及助剂置入洁净的高压反应釜中，在一定搅拌速度下升至目标温度，反应一定时间，利用水气化后的水蒸汽将反应器内空气所含之氧带出，然后在残留水分和亚麻籽油脂肪酸共同产生的自我保护的压力下进行二聚化反应，得到二聚酸，计算二聚酸的产率及二聚酸的选择性。
所述方法中亚麻籽油脂肪酸的加入量为100~180mL（脂肪酸与反应容器体积比为0.47）。
所述方法中的水的加入量为0.05%~3.50%（与原料脂肪酸物质量的比w/w）。
所述方法中催化剂为有机硅季铵盐蒙脱土，用量为2.50%~8.5%（w/w）。。
所述方法中助剂为Li2CO3，用量为0.05%~3.50%（w/w）。
所述方法中的搅拌速度为400~650r·min-1。
所述方法中的目标温度为250~330℃。
所述方法中的反应时间为2~6h。
本发明现有技术相比具有以下优点：
本发明采用亚麻籽油脂肪酸为原料，在催化剂、助剂作用下，通过Diels-Alder反应制备二聚脂肪酸，主要是通过先以亚麻籽油为原料制备亚麻籽油脂肪酸，再让亚麻籽油脂肪酸发生Diels-Alder反应得到二聚脂肪酸。在洁净的高压反应釜中加入亚麻籽油脂肪100~180ml（脂肪酸与反应容器体积比为0.47）、0.05%~3.50%（与原料脂肪酸物质量的比w/w）的水，然后加入有机硅季铵盐蒙脱土催化剂，加入量为2.50%~8.5%（w/w），加入助剂Li2CO3，加入量为0.05%~3.50%（w/w），搅拌速度为400~650r·min-1，反应温度为250~330℃，反应时间为2~6h，利用水气化后的水蒸汽将反应器内空气所含之氧带出，然后在残留水分和原料脂肪酸共同产生的自保护压力下进行二聚化反应，得到二聚酸，计算二聚酸的产率。与传统通入高纯氮气排氧加压工艺相比，新工艺具有可有效降低生产成本；防止催化剂高温下失活；减少脂肪酸在高温下发生脱羧、裂解和多聚等副反应的特点，并可提高二聚脂肪酸的产率和选择性。
具体实施方式
以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。
实施例1
运用常压法混合亚麻籽油脂肪酸、2.50%（与原料脂肪酸物质量的比w/w）的水，不加催化剂、助剂，反应温度为270℃，反应时间为5h，待反应结束生成二聚脂肪酸后停止反应，经计算二聚酸的产率为28.10%，二聚酸的选择性69.12%。
实施例2
在洁净的高压反应釜中加入140mL（脂肪酸与反应容器体积比为0.47）亚麻籽油脂肪酸、0.50%（与原料脂肪酸物质量的比w/w）的水，然后加入催化剂有机硅季铵盐蒙脱土，加入量为5.50%（w/w），加入助剂Li2CO3，加入量为0.60%（w/w），搅拌速度为550r·min-1，反应温度为285℃，反应时间为4h，待反应结束生成二聚脂肪酸后停止反应，经计算二聚酸的产率为40.32%。
实施例3
在洁净的高压反应釜中加入140mL（脂肪酸与反应容器体积比为0.47）亚麻籽油脂肪酸、2.00%（与原料脂肪酸物质量的比w/w）的水，然后加入催化剂有机硅季铵盐蒙脱土，加入量为5.50%（w/w），不加助剂，搅拌速度为550r·min-1，反应温度为285℃，反应时间为4h，待反应结束生成二聚脂肪酸后停止反应，经计算二聚酸的产率为60.34%，二聚酸的选择性为72.31%。
实施例4
在洁净的高压反应釜中加入140mL（脂肪酸与反应容器体积比为0.47）亚麻籽油脂肪酸、2.00%（与原料脂肪酸物质量的比w/w）的水，然后加入催化剂有机硅季铵盐蒙脱土，加入量为5.50%（w/w），加入助剂LiOH，加入量为0.60%（w/w），搅拌速度为550r·min-1，反应温度为285℃，反应时间为4h，待反应结束生成二聚脂肪酸后停止反应，经计算二聚酸的产率为69.21%，二聚酸的选择性为87.25%。
实施例5
在洁净的高压反应釜中加入140mL（脂肪酸与反应容器体积比为0.47）亚麻籽油脂肪酸、2.00%（与原料脂肪酸物质量的比w/w）的水，然后加入催化剂高岭土，加入量为5.50%（w/w），加入助剂Li2CO3，加入量为0.60%（w/w），搅拌速度为550r·min-1，反应温度为285℃，反应时间为4h，待反应结束生成二聚脂肪酸后停止反应，经计算二聚酸的产率为72.15%，二聚酸的选择性为73.02%。
实施例6
在洁净的高压反应釜中加入140mL（脂肪酸与反应容器体积比为0.47）亚麻籽油脂肪酸、2.00%（与原料脂肪酸物质量的比w/w）的水，然后加入催化剂有机硅季铵盐蒙脱土，加入量为5.50%（w/w），加入助剂Li2CO3，加入量为0.60%（w/w），搅拌速度为550r·min-1，反应温度为285℃，反应时间为4h，待反应结束生成二聚脂肪酸后停止反应，经计算二聚酸的产率为80.26%，二聚酸的选择性为94.21%。