脂肪酸甲酯制备生物基醇酸树脂的方法技术

本发明专利技术公开了一种脂肪酸甲酯制备生物基醇酸树脂的方法，它以脂肪酸甲酯为主原料，以纯度≧95％的甘油为铺助原料在碱性催化剂作用下进行醇解反应，反应完全后再加入苯酐和苯甲酸在氧化锌作催化剂的作用下进行聚酯化反应，最后得到一种生物基醇酸树脂；采用本发明专利技术制得的生物基醇酸树脂具有质量稳定、相容性好、高固含、色泽浅、无毒环保、生产成本低、工艺简单的优点。

Process for preparing biological base alkyd resin by fatty acid methyl ester

The invention discloses a method for preparation of methyl esters of fatty acids of bio based alkyd resin, its fatty acid methyl ester as the main raw materials, with purity more than 95% glycerol as raw materials assisted alcoholysis reaction in the presence of alkaline catalysts, of polyesterification reaction completely after joining the phthalic anhydride and benzoic acid as a catalyst in the role of Zinc Oxide finally, a bio based alkyd resin; using bio based alkyd resin prepared by the invention has the advantages of stable quality, good compatibility, high solid, light color, non-toxic, low production cost, simple process.

【技术实现步骤摘要】
脂肪酸甲酯制备生物基醇酸树脂的方法
本专利技术涉及一种有机化工产品醇酸树脂的生产方法，具体涉及脂肪酸甲酯制备生物基醇酸树脂的方法。
技术介绍
在涂料使用树脂领域中，醇酸树脂是骨干树脂，是量大面广，基础性的涂料专用树脂。目前醇酸树脂的生产普遍采用由多元醇、多元酸和一元酸反应生成，该方法因在生产过程中使用了大量的植物油，造成资源浪费，并与民争地争粮，不仅生产成本高，而且生产过程污染大。为此，近几年研发了以地沟油制备成脂肪酸甲酯然后再利用脂肪酸甲酯制备醇酸树脂，目前该工艺虽然可减少废油脂回流餐桌造成的餐桌污染，并提高资源的综合利用率，但单纯直接用脂肪酸甲酯代替豆油进行酯化生产存在工艺复杂、产品质量不稳定和固体分含量低的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种脂肪酸甲酯制备生物基醇酸树脂的方法，使制得的生物基醇酸树脂具有质量稳定、相容性好、高固含、色泽浅、无毒环保、生产成本低、工艺简单的优点。为实现以上目的，本专利技术脂肪酸甲酯制备生物基醇酸树脂的方法采用脂肪酸甲酯为主原料，在催化剂作用下，以纯度≧95％的甘油为铺助原料进行醇解反应，反应完全后再加入苯酐和苯甲酸进行聚酯化反应，最后得到一种生物基醇酸树脂；具体合成操作步骤如下：(1)、将脂肪酸甲酯、甘油加入到反应釜内，并加入碱性催化剂1，进行醇解反应，反应温度控制在220～240℃范围内；时间1～2小时，并且无甲醇蒸出。(2)、醇解反应完后加入对苯二甲酸，并加入氧化锌作催化剂2，温度控制在220～240℃范围内进行反应，时间保持1.5～3小时，物料酸价小于6且物料颜色变透亮时停止加热，并开始降温；(3)、当温度降到200～210℃时加入苯酐、苯甲酸和回流醋酸丁酯进行回流酯化反应，反应温度控制在210～240℃，反应2～3小时后取样检测产品；(4)、样品检测指标达到要求后开始降温，当温度降到160～180℃时加入200#溶剂油进行兑稀；(5)、兑稀后的物料进行过滤，滤液即为生物基醇酸树脂产品，即可包装。所述碱性催化剂1为氢氧化钙、氧化钙中的一种，其加入量为脂肪酸甲酯重量的1‰～2‰。所述催化剂2的加入量为对苯二甲酸重量的1‰～2‰。化学反应机理：在催化剂作用下，脂肪酸甲酯与甘油的醇解反应然后再与苯酐的聚酯化反应，化学反应方程式为：醇解反应：聚酯化反应：上述脂肪酸甲酯制备生物基醇酸树脂的方法与其它以植物油酸为原料制备的醇酸树脂相比，具有以下技术特点和有益效果：一是制备的生物基醇酸树脂产品，其反应过程中产生的水量少，减少了环境污染，并且产生的甲醇可以回收利用；二是作为主原料的脂肪酸甲酯是从地沟油提炼的，减少了餐桌污染；三是由于原料采用脂肪酸甲酯使得产品色泽浅，可以完全的代替用脂肪酸直接制备的醇酸树脂的用途；四是由于反应中加入对苯二甲酸可提高醇酸树脂的干性和抗紫外线性能，并在酯化过程中加入苯酐和苯甲酸可使酯化反应过程平稳且制得的树脂固体分含量高；五是回流溶剂采用醋酸丁酯，减少了苯类溶剂的用量，减少了挥发性有机物的排放，并且醋酸丁酯还是环保的香型溶剂，用了醋酸丁酯还可提高反应体系内物料的相容性，现实体系的均相反应。本专利技术脂肪酸甲酯制备生物基醇酸树脂的方法以生物柴油的主要成分脂肪酸甲酯为主要原料，采用一步醇解聚酯化法技术制备生物基醇酸树脂，具有产品质量稳定、相容性好、高固含、色泽浅、无毒环保的特点。此外，本专利技术工艺过程简单，操作简单易控，获得的生物基醇酸树脂产品成本低，具有良好的市场应用前景。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术脂肪酸甲酯制备生物基醇酸树脂的方法作进一步详细说明。实施例1按原料的重量比值，在8000L不锈钢反应釜内分别加入碘值为90gI2/100g的脂肪酸甲酯1800kg，在循环情况下加入95％的甘油636kg，氢氧化钙3.6kg(即质量比2‰)作催化剂升温，控制反应温度在220℃；反应时间达1小时后停止加热，同时观察冷凝器上回收的甲醇量，当冷凝器上没有甲醇冷凝时，即停止加热，并再加入745kg的对苯二甲酸和催化剂氧化锌1.2kg(即质量比1.6‰)；继续加热，并提高温度到240℃保温反应2h，当物料酸价小于6且反应釜内物料变成透明状液体时；开始降温，当温度降到200℃时加入苯酐165kg，苯甲酸62kg，回流醋酸丁酯150kg；然后再提高反应温度到225℃进行聚酯化回流反应，反应时间达到2h后从釜底取样进行检测，看指标是否符合产品要求，指标达到要求后立即降低反应釜温度到180℃，同时加入200#溶剂油1500kg进行搅拌兑稀；兑稀搅拌均匀后进行过滤，滤液即合格产品生物基醇酸树脂1#。实施例2按原料的重量比值，在8000L不锈钢反应釜内分别加入碘值为90gI2/100g的脂肪酸甲酯1800kg，在循环情况下加入95％的甘油636kg，氢氧化钙1.8kg(相当于质量比1‰)作催化剂升温，控制反应温度在230℃；反应时间达1.5小时后停止加热，同时观察冷凝器上回收的甲醇量，当冷凝器上没有甲醇冷凝时，即停止加热，并再加入745kg的对苯二甲酸和催化剂氧化锌0.75kg(即质量比1‰)；继续加热，并提高温度到220℃保温反应2.5h，当物料酸价小于6且反应釜内物料变成透明状液体时；开始降温，当温度降到210℃时加入苯酐165kg，苯甲酸62kg，回流醋酸丁酯150kg；然后保持反应温度到210℃进行聚酯化回流反应，反应时间达到3h后从釜底取样进行检测，看指标是否符合产品要求，指标达到要求后立即降低反应釜温度到160℃，同时加入200#溶剂油1500kg进行搅拌兑稀；兑稀搅拌均匀后进行过滤，滤液即合格产品生物基醇酸树脂2#。实施例3按原料的重量比值，在8000L不锈钢反应釜内分别加入碘值为90gI2/100g的脂肪酸甲酯1800kg，在循环情况下加入95％的甘油636kg，氢氧化钙2.7kg(相当于质量比1.5‰)作催化剂升温，控制反应温度在230℃；反应时间达2小时后停止加热，同时观察冷凝器上回收的甲醇量，当冷凝器上没有甲醇冷凝时，即停止加热，并再加入745kg的对苯二甲酸和催化剂氧化锌1.49kg(即质量比2‰)；继续加热，并提高温度到240℃保温反应3h，当物料酸价小于6且反应釜内物料变成透明状液体时；开始降温，当温度降到210℃时加入苯酐165kg，苯甲酸62kg，回流醋酸丁酯150kg；然后再提高反应温度到240℃进行聚酯化回流反应，反应时间达到3h后从釜底取样进行检测，看指标是否符合产品要求，指标达到要求后立即降低反应釜温度到180℃，同时加入200#溶剂油1500kg进行搅拌兑稀；兑稀搅拌均匀后进行过滤，滤液即合格产品生物基醇酸树脂3#。生物基醇酸树脂与普通型醇酸树脂技术指标对比见下表。表中可以看出，本专利技术制得的生物基醇酸树脂与普通型醇酸树脂相比具有以下特点：A、颜色不同，生物基醇酸树脂颜色比普通醇酸树脂颜色浅很多，这样使得该树脂的使用领域更广阔。B、固体分含量％确定有机挥发物溶剂的含量，生物基醇酸树脂比普通醇酸树脂有更高的固体分含量，在使用过程中可减少有机挥发物的排放。C、干性：表干(实干)都比普通型快很多。综上所述，生物基醇酸树脂的性能明显比普通型醇酸树脂的好。在以上三个实施例中，生物基醇酸树脂1#的性能又是最好的，故实施例1是最佳实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脂肪酸甲酯制备生物基醇酸树脂的方法，采用脂肪酸甲酯为主原料，其特征是：在催化剂作用下，以纯度≧95％的甘油为铺助原料进行醇解反应，反应完全后再加入苯酐和苯甲酸进行聚酯化反应，最后得到一种生物基醇酸树脂；具体合成操作步骤如下：(1)、将脂肪酸甲酯、甘油加入到反应釜内，并加入碱性催化剂1，进行醇解反应，反应温度控制在220～240℃范围内；时间1～2小时，并且无甲醇蒸出。(2)、醇解反应完后加入对苯二甲酸，并加入氧化锌作催化剂2，温度控制在220～240℃范围内进行反应，时间保持1.5～3小时，物料酸价小于6且物料颜色变透亮时停止加热，并开始降温；(3)、当温度降到200～210℃时加入苯酐、苯甲酸和回流醋酸丁酯进行回流酯化反应，反应温度控制在210～240℃，反应2～3小时后取样检测产品；(4)、样品检测指标达到要求后开始降温，当温度降到160～180℃时加入200#溶剂油进行兑稀；(5)、兑稀后的物料进行过滤，滤液即为生物基醇酸树脂产品，即可包装。

【技术特征摘要】
1.一种脂肪酸甲酯制备生物基醇酸树脂的方法，采用脂肪酸甲酯为主原料，其特征是：在催化剂作用下，以纯度≧95％的甘油为铺助原料进行醇解反应，反应完全后再加入苯酐和苯甲酸进行聚酯化反应，最后得到一种生物基醇酸树脂；具体合成操作步骤如下：(1)、将脂肪酸甲酯、甘油加入到反应釜内，并加入碱性催化剂1，进行醇解反应，反应温度控制在220～240℃范围内；时间1～2小时，并且无甲醇蒸出。(2)、醇解反应完后加入对苯二甲酸，并加入氧化锌作催化剂2，温度控制在220～240℃范围内进行反应，时间保持1.5～3小时，物料酸价小于6且物料颜色变透亮时停止加热，并开始降温；(3)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶活动，陈建洪，
申请(专利权)人：龙岩卓越生物基材料有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35