一種酯化蠟的合成方法

2023-05-31 13:03:41 2

專利名稱：一種酯化蠟的合成方法
技術領域：
本發明涉及新型大分子功能材料技術領域，特指以微晶蠟為原料，氧化酯化合成酯化蠟的方法。
背景技術：
傳統的合成酯化蠟的原料以石蠟為主，採用分步法加工，即石蠟先氧化成氧化蠟， 再與醇類發生酯化反應，生成酯化蠟。專利[CN1123^6A —種高酯值蠟的製備方法]報導了用不飽和羧酸或酸酐與一元醇在酸性催化劑的條件下酯化，然後該酯化物與聚烯烴蠟和石油烴類蠟在激發劑的條件下進行自由基共聚反應製取高酯值蠟。該產品雖然酯化值為70-80mgK0H/g，但操作複雜，反應時間長，並加入了聚合助劑氧化二異丙苯。文獻[氧化蠟的酯化改性，精細與化學專用品.2007,15(8) :20-22, 25]報導了氧化蠟合成酯化蠟的方法，採用的是先製備氧化蠟，然後再酯化的工藝，並加入了苯作為帶水劑，產品酸值l(TiaiigK0H/g，酯化值6廣65mgK0H/g。 文獻[氧化微晶蠟的研究，當代化工.2004, 33(4) :217-219]和文獻[微晶蠟催化氧化改性工藝的研究，江蘇化工，2004，32 O) :43-44，48]均使用了金屬鹽作為氧化催化劑，所得到的產品顏色較深，且產物酸值較高，達到30mgK0H/g。文獻[硬質氧化蠟的研製，石化技術與應用.2007，25 (4) :314-315]報導了氮氣保護條件下生產硬質氧化蠟的方法。

發明內容
本發明的目的是為了克服上述現有技術的不足，提供一種微晶蠟一步法合成高性能酯化蠟的方法。該產品的酸值(2 10mgK0H/g)和酯化值(7(T86mgK0H/g)符合天然巴西棕櫚蠟的指標要求。本發明的反應通式如下 氧化反應CnH
2n+2 —CnH2n+,+H02· C H2n+1'+02 — Cn^1H2ntlCOO-Cn-iH2n+1COO+CnH2n+2 — ClriH2lriCOOi^CnH2lrt*
Cn-AnJOO+Cn-AnJOO· —
酯化反應 Cn-An+iCOOH+CA^OH ^ ClriH2lriCOOCmH2n^H2O (n=30 60， m=18 24)
烴類氧化過程包含許多複雜的化學反應，在生成大量脂肪酸的同時，還會生成少量的醇、酮、醚等物質，而酸和醇會發生酯化反應。酯化反應是可逆反應，如果在過程中加入一定量的助酯化劑和酯化催化劑，與大量脂肪酸發生酯化反應，促進可逆反應向正方向進行，就可以達到減少酸值、提高酯化值的目的。本發明一種酯化蠟，產品結構通式為ClriH2lriCOOCmH2nrl，其中n=3(T60，m=18 24，酸值為2 10mgK0H/g、酯化值為7(T86mgK0H/g是一種新型的酯化蠟。上述一種酯化蠟的合成方法，按照下述步驟進行
3將微晶蠟與高碳醇的按質量5-20 1加入三口燒瓶中，升溫至10(T120°C，使其熔解，加入佔微晶蠟質量0. 29Π). 6%的弱酸性酯化催化劑，通入1. 8^2. 0L/(h-g)(單位每小時、每克原料)的氧氣，控制反應溫度在14(T160°C，反應後結束，趁熱取出產品。其中所述的高碳醇為CnH2n+10H，n=18^24 ；
其中所述的弱酸性酯化催化劑為亞硫酸、對甲苯磺酸、醋酸或草酸等。其中所述的微晶蠟為行業統稱，結構式CnH2n+2，其中η=3(Γ60。本發明優點主要體現在以下三個方面
1. 一步法產品酯化值高於分步法，酸值低於分步法。2. 一步法工藝不採用氧化催化劑、氮氣保護氣、帶水劑以及聚合助劑等物料。3. 一步法工藝反應時間短，操作簡便，所用物料品種少，節約成本。具體實施方法
為了更好的理解與實施，下面結合實施例詳細說明本新型酯化蠟的製備方法。實施例1
在裝有溫度計、進氣管和尾氣管的250毫升三口燒瓶中加入20克微晶蠟、1克二十四碳醇，升溫至120°C，待微晶蠟和二十四碳醇熔化後，加入弱酸性酯化催化劑對甲苯磺酸0. 04 克，升溫至150°C，通入2. 0L/(h-g)的氧氣，反應6小時，氧化酯化反應結束後，趁熱倒出，得產品21克左右。(實施例1的主要產品結構式=ClriH2lrtCOOCmH2lrt,其中n=3(T60，m=24) 實施例2
步驟同實施例1，將二十四醇的用量改為4克，將對甲苯磺酸改為亞硫酸，用量改為0. 1 克，得最終產品M克左右。(實施例2的主要產品結構式=ClriH2lriCOOCmH2lrt,其中η=3(Γ60， m=24)
實施例3
在裝有溫度計、進氣管和尾氣管的250毫升三口燒瓶中加入20克微晶蠟、1克十八醇， 升溫至120°C，待微晶蠟和十八醇熔化後，加入弱酸性酯化催化劑對甲苯磺酸0. 04克，升溫至150°C，通入2. OL/ (h·g)的氧氣，反應6小時，氧化酯化反應結束後，趁熱倒出，得產品21 克左右。(實施例3的主要產品結構式=ClriH2lrtCOOCmH2lrt,其中n=3(T60，m=18) 實施例4
步驟同實施例4，將十八醇的用量改為4克，將對甲苯磺酸改為亞硫酸，用量改為0. 1 克，得最終產品M克左右。(實施例4的主要產品結構式=ClriH2lriCOOCmH2lrt,其中η=3(Γ60， m=18)
測定6種產品的性質，見表1 表權利要求
1.一種酯化蠟的合成方法，其特徵在於按照下述步驟進行將微晶蠟與高碳醇的按質量5-20 1加入三口燒瓶中，升溫至10(T120°C，使其熔解，加入佔微晶蠟質量0. 29ΓΟ. 6%的弱酸性酯化催化劑，通入1. 8^2. 0L/(h-g)的氧氣，控制反應溫度在14(T160°C，反應後結束，趁熱取出產品。
2.根據權利要求1所述的一種酯化蠟的合成方法，其特徵在於其中所述的高碳醇為 CnH2n+10H, n=18 24。
3.根據權利要求1所述的一種酯化蠟的合成方法，其特徵在於其中所述的弱酸性酯化催化劑為亞硫酸、對甲苯磺酸、醋酸或草酸。
4.根據權利要求1所述的一種酯化蠟的合成方法，其特徵在於其中所述的微晶蠟的結構式為 CnH2n+2，n=30-60。
全文摘要
本發明一種酯化蠟的合成方法，涉及新型大分子功能材料技術領域。以微晶蠟為原料一步法氧化酯化合成酯化蠟的方法。該方法製備的產品可以部分替代天然巴西棕櫚蠟，產品結構通式為Cn-1H2n+1COOCmH2m-1(其中n=30~60，m=18~24)，酸值為2~10mgKOH/g、酯化值為70~86mgKOH/g；合成方法如下將微晶蠟與高碳醇(CnH2n+1OH，n=18~24)按加入三口燒瓶中，升溫，使其熔解，加入弱酸性酯化催化劑，通入定量氧氣，控制反應溫度，反應一定時間後結束，趁熱取出產品，稱重。本發明產品酯化值高於分步法，酸值低於分步法。
文檔編號C07C69/26GK102503820SQ20111039397
公開日2012年6月20日 申請日期2011年12月2日 優先權日2011年12月2日
發明者孔泳, 安曉傑, 徐婷婷, 楊基和, 花蓓蓓 申請人:常州大學