專利名稱：一種高效制備二聚脂肪酸的方法
技術領域：
本發明涉及一種二聚脂肪酸的制備方法，具體說，是涉及一種以高產率制備催化效率顯著的二聚脂肪酸的方法。
背景技術：
二聚脂肪酸，通常稱為二聚酸，是兩個不飽和脂肪酸的二聚體的總稱，是一種成分復雜的混合物，它的結構和性狀隨原料脂肪酸的種類及合成方式不同而異。二聚酸的基本結構有3種單環、雙環和鏈狀。純二聚酸為淡褐色透明黏稠液體，有較好的熱穩定性，在-20°C低溫下不結晶，不失透明流動性，250°C不蒸發、不凝膠化；在空氣中加熱，色澤顯著變深。二聚酸的主要用途是①生產聚酰胺樹脂，產品特點是柔韌性好，黏合力高，并有防腐防銹特性，用于制造涂料、黏合劑等，廣泛應用于船舶、機械、電機、汽車、土木建筑等行業；②二聚酸的聚合物有良好的柔韌性、附著力、密封性和耐水性，可用于電子、涂料、油墨等行業；③二聚酸與石油制品、有機溶劑有良好的相溶性，熱穩定性好，可作為金屬加工切削油、潤滑油、防銹油等添加劑；④二聚酸衍生物可作為表面活性劑用于洗滌劑、流平劑、勻染劑、分散劑、抗靜電劑等。二聚酸的生產通常采用植物油腳作為原料在催化劑作用下經高溫高壓反應得到粗品，再經分子蒸餾處理得到純品。所述的催化劑一般用200目活性白土或無機蒙脫土，反應溫度為180 260°C，上述制備技術存在催化劑與產品分離困難，產率較低等缺陷問題。
發明內容
針對現有技術存在的上述問題，本發明的目的是提供一種以高產率制備催化效率顯著的二聚脂肪酸的方法。為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下一種高效制備二聚脂肪酸的方法，其特征在于采用超支化剝離型有機蒙脫土催化不飽和脂肪酸進行聚合反應。作為一種優選方案，所述的制備方法包括如下步驟a)將超支化剝離型有機蒙脫土加入水中，攪拌使混合均勻；b)加入不飽和脂肪酸，攪拌使混合物進一步分散；c)將獲得的混合物料在真空度為130 150Pa、室溫下進行真空抽氣，以排出其中的氣泡；d)將步驟c)處理得到的混合物置入高壓反應釜中，在真空度為100 120Pa、室溫下再次進行真空抽氣，以進一步排出其中的氣泡；e)將高壓反應釜的壓力調到0.8 I. IMPa，溫度調到200 250°C，聚合反應4 8小時后停止加熱，排除水汽，冷卻至室溫，即得二聚脂肪酸。作為進一步優選方案，超支化剝離型有機蒙脫土與水及不飽和脂肪酸間的配比如下超支化剝離型有機蒙脫土為5 10質量份,水為10 25質量份,不飽和脂肪酸為65 85質量份。作為進一步優選方案，所述的不飽和脂肪酸為紅花油脂肪酸、豆油脂肪酸、菜籽油脂肪酸或含不飽和脂肪酸的廢棄食用油脂。作為進一步優選方案，所述的超支化剝離型有機蒙脫土的支化度為0. 7 0. 9，平均粒徑為30 50nm。作為更進一步優選方案，所述的超支化剝離型有機蒙脫土是由中國專利ZL200910052857. 7中所述方法制備而得。與現有技術相比，本發明采用超支化剝離型有機蒙脫土作為催化劑，可實現高產率制備二聚脂肪酸，產率可達80 95% ;且所制備的二聚脂肪酸的重均分子量達到 10，000 25，000，重均分子量分布指數達到I. 5 2. 8，熱失重中心溫度(失重最快時的溫度)達到250 400°C，具有高催化活性；另外，未分離的超支化剝離型有機蒙脫土留存于~■聚脂肪酸中，可賦予之后的聞分子材料許多其它優良性能，如低粘度、聞流變性、聞熱穩定性能、高強度等，因此其應用前景十分廣闊。
具體實施例方式下面結合實施例及對比例對本發明作進一步詳細、完整地說明。實施例及對比例中均以四氫呋喃為溶劑，采用凝膠色譜法進行二聚脂肪酸的重均分子量及其分布指數的測定；采用熱失重法進行二聚脂肪酸的熱穩定性能測定；采用高效液相色譜法分析二聚脂肪酸的產率，該法依據粗二聚脂肪酸中不同成分間的極性差異，利用梯度洗脫，使二聚脂肪酸和其它成分得到分離。實施例I①參照中國專利ZL 200910052857. 7中的實施例I所述方法詳見說明書第0029行至0035行制備超支化剝離型有機蒙脫土 支化度為0. 7，平均粒徑為30nm ；②將5克上述的超支化剝離型有機蒙脫土加入10克水中，攪拌10分鐘，使其與水均勻混合；③加入85克紅花油脂肪酸，攪拌30分鐘，使混合物進一步分散；④將獲得的混合物料，在真空度為130Pa、室溫下進行真空抽氣，以排出其中的氣泡；再將混合物倒入高壓反應釜中，在真空度為lOOPa、室溫下進行再次真空抽氣，以進一步排出其中的氣泡；⑤將高壓反應釜的壓力調到0. 8MPa，溫度調到200°C，反應8小時后停止加熱，排除水汽，冷卻至室溫，即得二聚脂肪酸。對本實施例得到的二聚脂肪酸的重均分子量、重均分子量分布指數、熱失重中心溫度和產率的測定數據見表I所示。對比例I本對比例與實施例I的區別僅在于以無機蒙脫土作為催化劑制備二聚脂肪酸，制備步驟和工藝條件均與實施例I中所述相同。對本對比例得到的二聚脂肪酸的重均分子量、重均分子量分布指數、熱失重中心溫度和產率的測定數據見表I所示。實施例2
①參照中國專利ZL 200910052857. 7中的實施例2所述方法詳見說明書第0037行至0043行制備超支化剝離型有機蒙脫土 支化度為0. 8，平均粒徑為40nm ；②將8克上述的超支化剝離型有機蒙脫土加入15克水中，攪拌20分鐘，使其與水均勻混合；③加入77克豆油脂肪酸，攪拌40分鐘，使混合物進一步分散；④將獲得的混合物料，在真空度為140Pa、室溫下進行真空抽氣，以排出其中的氣泡；再將混合物倒入高壓反應釜中，在真空度為llOPa、室溫下進行再次真空抽氣，以進一步排出其中的氣泡；⑤將高壓反應釜的壓力調到I. OMPa，溫度調到220°C，反應6小時后停止加熱，排
除水汽，冷卻至室溫，即得二聚脂肪酸。對本實施例得到的二聚脂肪酸的重均分子量、重均分子量分布指數、熱失重中心溫度和產率的測定數據見表I所示。對比例2本對比例與實施例2的區別僅在于以無機蒙脫土作為催化劑制備二聚脂肪酸，制備步驟和工藝條件均與實施例2中所述相同。對本對比例得到的二聚脂肪酸的重均分子量、重均分子量分布指數、熱失重中心溫度和產率的測定數據見表I所示。實施例3①參照中國專利ZL 200910052857. 7中的實施例3所述方法詳見說明書第0045行至0051行制備超支化剝離型有機蒙脫土 支化度為0. 9，平均粒徑為50nm ；②將10克上述的超支化剝離型有機蒙脫土加入25克水中，攪拌30分鐘，使其與水均勻混合；③加入65克菜籽油脂肪酸，攪拌50分鐘，使混合物進一步分散；④將獲得的混合物料，在真空度為150Pa、室溫下進行真空抽氣，以排出其中的氣泡；再將混合物倒入高壓反應釜中，在真空度為120Pa、室溫下進行再次真空抽氣，以進一步排出其中的氣泡；⑤將高壓反應釜的壓力調到llMPa，溫度調到250°C，反應4小時后停止加熱，排除水汽，冷卻至室溫，即得二聚脂肪酸。對本實施例得到的二聚脂肪酸的重均分子量、重均分子量分布指數、熱失重中心溫度和產率的測定數據見表I所示。對比例3本對比例與實施例3的區別僅在于以無機蒙脫土作為催化劑制備二聚脂肪酸，制備步驟和工藝條件均與實施例3中所述相同。對本對比例得到的二聚脂肪酸的重均分子量、重均分子量分布指數、熱失重中心溫度和產率的測定數據見表I所示。 表I
權利要求
1.一種高效制備二聚脂肪酸的方法，其特征在于采用超支化剝離型有機蒙脫土催化不飽和脂肪酸進行聚合反應。
2.根據權利要求I所述的高效制備二聚脂肪酸的方法，其特征在于，所述的制備方法包括如下步驟 a)將超支化剝離型有機蒙脫土加入水中，攪拌使混合均勻； b)加入不飽和脂肪酸，攪拌使混合物進一步分散； c)將獲得的混合物料在真空度為130 150Pa、室溫下進行真空抽氣，以排出其中的氣泡； d)將步驟c)處理得到的混合物置入高壓反應釜中，在真空度為100 120Pa、室溫下再次進行真空抽氣，以進一步排出其中的氣泡； e)將高壓反應釜的壓力調到0.8 I. IMPa，溫度調到200 250°C，聚合反應4 8小時后停止加熱，排除水汽，冷卻至室溫，即得二聚脂肪酸。
3.根據權利要求2所述的高效制備二聚脂肪酸的方法，其特征在于超支化剝離型有機蒙脫土與水及不飽和脂肪酸間的配比如下超支化剝離型有機蒙脫土為5 10質量份，水為10 25質量份，不飽和脂肪酸為65 85質量份。
4.根據權利要求2所述的高效制備二聚脂肪酸的方法，其特征在于所述的不飽和脂肪酸為紅花油脂肪酸、豆油脂肪酸、菜籽油脂肪酸或含不飽和脂肪酸的廢棄食用油脂。
5.根據權利要求2所述的高效制備二聚脂肪酸的方法，其特征在于所述的超支化剝離型有機蒙脫土的支化度為0. 7 0. 9，平均粒徑為30 50nm。
6.根據權利要求5所述的高效制備二聚脂肪酸的方法，其特征在于所述的超支化剝離型有機蒙脫土是由中國專利ZL 200910052857. 7中所述方法制備而得。
全文摘要
本發明公開了一種高效制備二聚脂肪酸的方法，所述方法是采用超支化剝離型有機蒙脫土催化不飽和脂肪酸進行聚合反應。與現有技術相比，本發明采用超支化剝離型有機蒙脫土作為催化劑，可實現高產率制備二聚脂肪酸，產率可達80～95％；且所制備的二聚脂肪酸的重均分子量達到10,000～25,000，重均分子量分布指數達到1.5～2.8，熱失重中心溫度達到250～400℃，具有高催化活性；另外，未分離的超支化剝離型有機蒙脫土留存于二聚脂肪酸中，可賦予之后的高分子材料許多其它優良性能，如低粘度、高流變性、高熱穩定性能、高強度等，因此具有十分廣闊的應用前景。
文檔編號C11C3/00GK102660388SQ20121012937
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月27日 優先權日2012年4月27日
發明者樓建中, 王錦成, 董星宇, 陳思浩 申請人:上海工程技術大學