一種環保型隱色染料植物油溶劑的製作方法

2023-12-05 11:59:51

本發明涉及一種植物油溶劑，具體涉及一種環保型隱色染料植物油溶劑。
背景技術：
：無碳複寫紙(CCP)自80年代初進入中國,就因其使用方便、快捷為廣大用戶所喜愛。隨著電子計算機網絡的擴大,業務服務區域的擴展,日益膨脹的情報量定會大大增加無碳複寫紙的需求。無碳複寫紙主要是利用染料溶劑和酸性顯色劑之間的顯色反應來達到複寫的效果。當今無碳複寫紙、原子筆芯採用的染料溶劑大多是苯類溶劑，其中以二苯基乙烷、二異丙基萘最為普遍，但是該類溶劑有以下缺點：1、有刺激作用，損害心臟、肝腎，對神經系統、消化系統有一定毒性，不利於人體的健康，也不符合國家對環境保護方面的要求；2、對環境有危害，對大氣可造成汙染；3、VOCs(＞100mg/g)排放量大，環保成本高；4、閃點低，加熱存在燃燒危險。技術實現要素：為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種環保型隱色染料植物油溶劑，該溶劑採用純天然的原材料，可進行生物降解，而且溶劑無毒性、無刺激性、安全性好、適用範圍廣，是一種環保無公害的溶劑。實現本發明的目的可以通過採取如下技術方案達到：一種環保型隱色染料植物油溶劑，其是由如下質量百分數計的組分製備而成：A組分0-40％；B組分40-100％，氯代甲酯0-20％，上述組分的質量百分數之和為100％；所述A組分為植物油或植物油甲酯，所述B組分為環氧植物油或環氧甲酯。優選地，所述A組分的植物油為蓖麻油、大豆油、玉米油、棕櫚油、菜籽油、棉籽油、花生油、葵花籽油其中的一種或多種。優選地，所述A組分的植物油甲酯為植物油經甲酯化改性方法製備而成；所述B組分的環氧植物油為植物油經環氧化改性方法製備而成，所述B組分的環氧甲酯為植物油甲酯經環氧化改性方法製備而成；所述氯代甲酯為植物油甲酯經氯取代改性方法製備而成。。優選地，所述植物油的甲酯化改性方法的步驟如下：1)將植物油、甲醇、濃硫酸，置於反應釜中，電爐上加熱至110℃，壓力升至0.4MPa後，取下減壓至常壓，得到預酯化產物；2)將氫氧化鉀溶於甲醇後，加入步驟1)得到的預酯化產物，控制溫度60℃，並攪拌1h得到酯交換反應液；3)將步驟2)得到的酯交換反應液分液取上層去下層甘油，甲酯相水洗去除皂化物得到粗甲酯；再將粗甲酯置於三口燒瓶中，控溫100℃-120℃下蒸出甲醇、水分，得到粗植物油甲酯；4)在真空度為0.095MPa-1MPa，溫度為225℃-275℃條件下，對步驟3)得到的粗植物油甲酯進行減壓蒸餾，得到植物油甲酯。優選地，所述步驟1)中植物油、甲醇、濃硫酸的質量比為(60-90)：(30-70)：1；所述步驟2)中甲醇、氫氧化鉀的質量比為(5-60)：1。優選地，所述環氧化改性方法的步驟如下：1)將甲酸與催化劑混合,然後緩慢滴加雙氧水到甲酸液中,控制溫度小於10℃,冷藏放置過夜；所述催化劑為濃硫酸、磷鎢酸其中的一種；2)加入C原料,升溫至40-50℃,開始滴加過氧甲酸,滴加時間1-2h,升溫至反應所需溫度50-70℃,保溫反應2-6h；3)將反應後粗品分相,得上層油相,回收下層酸水相；4)再用鹼液洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之後用水洗至pH值＝7；然後分出上層油相；所述鹼液為碳酸氫鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉中的一種；5)減壓蒸餾除水,得最終產品D；所述C原料為植物油，D為環氧植物油。優選地，所述C原料為植物油甲酯，D為環氧甲酯。優選地，所述步驟1)中甲酸、催化劑、雙氧化的質量比為(0.5-0.7)：1：(1-0.9)；步驟2)中C原料與過氧甲酸的質量比為(5-7)：1。優選地，所述植物油甲酯的氯取代改性方法的步驟如下：1)將植物油甲酯、甲醇混合，然後加入催化劑，得到混合液；其中，催化劑為過氧化苯甲醯、偶氮二異丁腈中的一種；2)將步驟1)得到的混合液中通入氯氣，控制溫度在70-85℃，反應時間在7-8h，得到氯代甲酯。優選地，所述步驟1)中植物油甲酯、甲醇、催化劑的質量比為(100-200)：(10-20)：1；所述步驟2)中氯氣的流量為50-60mL/min。本發明的有益效果在於：1、本發明的植物油溶劑採用純天然的植物油原材料，植物油的原材料可進行生物降解，而且植物油溶劑無毒性、無刺激性、安全性好、適用範圍廣，是一種環保無公害的植物油溶劑；2、本發明的溶劑油的閃點高、使用安全、便於儲存、揮發性低、氣味溫和，在這些方面均優於傳統的石化溶劑；而且該溶劑油與其他組分具有優良的兼容性和協同性，使混合的組分更容易乳化，而且不會影響溶解的穩定性；3、本發明的原料中無苯類溶劑，因此利於人體的健康，符合國家對環境保護方面的要求，同時也適用於大規模的工業化生產。具體實施方式下面，結合具體實施方式，對本發明做進一步描述：一種環保型隱色染料植物油溶劑，其是由如下質量百分數計的組分製備而成：A組分0-40％；B組分40-100％，氯代甲酯0-20％，上述組分的質量百分數之和為100％；所述A組分為植物油或植物油甲酯，所述B組分為環氧植物油或環氧甲酯。A組分的植物油為蓖麻油、大豆油、玉米油、棕櫚油、菜籽油、棉籽油、花生油、葵花籽油其中的一種或多種；A組分的植物油甲酯為植物油經甲酯化改性方法製備而成；B組分的環氧植物油為植物油經環氧化改性方法製備而成，B組分的環氧甲酯為植物油甲酯經環氧化改性方法製備而成，氯代甲酯為植物油甲酯經氯取代改性方法製備而成。其中，植物油的甲酯化改性方法的步驟如下：1)將植物油、甲醇、濃硫酸按質量比為(60-90)：(30-70)：1置於反應釜中，電爐上加熱至110℃，壓力升至0.4MPa後，取下減壓至常壓，得到預酯化產物；2)將氫氧化鉀溶於甲醇，甲醇、氫氧化鉀的質量比為(5-60)：1，然後加入步驟1)得到的預酯化產物，控制溫度60℃，並攪拌1h得到酯交換反應液；3)將步驟2)得到的酯交換反應液分液取上層去下層甘油，甲酯相水洗去除皂化物得到粗甲酯；再將粗甲酯置於三口燒瓶中，控溫100℃-120℃下蒸出甲醇、水分，得到粗植物油甲酯；4)在真空度為0.095MPa-1MPa，溫度為225℃-275℃條件下，對3)得到的粗植物油甲酯進行減壓蒸餾，得到植物油甲酯。其中，環氧化改性方法的步驟如下：1)將甲酸與催化劑混合,然後緩慢滴加雙氧水到甲酸液中,控制溫度小於10℃,冷藏放置過夜；催化劑為濃硫酸、磷鎢酸其中的一種；甲酸、催化劑、雙氧化的質量比為(0.5-0.7)：1：(1-0.9)；步驟2)中C原料與過氧甲酸的質量比為(5-7)：1。2)加入C原料,升溫至40-50℃,開始滴加30g-40g過氧甲酸,滴加時間1-2h,升溫至反應所需溫度50-70℃,保溫反應2-6h；C原料與過氧甲酸的質量比為(5-7)：1；3)將反應後粗品分相,得上層油相,回收下層酸水相；4)再用氫氧化鉀洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之後用水洗至pH值＝7；然後分出上層油相；所述鹼液為碳酸氫鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉中的一種；5)減壓蒸餾除水,得最終產品D；所述C原料為植物油，D為環氧植物油；所述C原料為植物油甲酯，D為環氧甲酯。其中，植物油甲酯的氯取代改性方法的步驟如下：1)將植物油甲酯、甲醇混合，然後加入催化劑，得到混合液；其中，催化劑為過氧化苯甲醯、偶氮二異丁腈中的一種；植物油甲酯、甲醇、催化劑的質量比為(100-200)：(10-20)：1；2)將步驟1)得到的混合液中通入氯氣，氯氣的流量為50-60mL/min，控制溫度為70-85℃，反應時間為7-8h，得到氯代甲酯。實施例1一種環保型隱色染料植物油溶劑，其是由如下質量百分數計的組分製備而成：大豆油40％，環氧玉米油50％，氯代甲酯10％。其中，環氧玉米油的環氧化改性方法的步驟如下：1)將50g甲酸與75g濃硫酸混合,然後緩慢滴加75g雙氧水到甲酸液中,控制溫度小於10℃,冷藏放置過夜；2)加入150g玉米油,升溫至48℃,開始滴加30g過氧甲酸,滴加時間1h,升溫至反應所需溫度50℃,保溫反應4h；3)將反應後粗品分相,得上層油相,回收下層酸水相；4)再用碳酸氫鈉洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之後用水洗至pH值＝7；然後分出上層油相；5)減壓蒸餾除水,得最終產品環氧玉米油。其中，氯代甲酯的製備方法如下：1)將30g植物油甲酯、3g甲醇混合，然後加入0.15g過氧化苯甲醯，得到混合液；2)將步驟1)得到的混合液中通入氯氣，氯氣的流量為50mL/min，控制溫度在70-85℃，反應時間在7h，得到氯代甲酯。實施例2一種環保型隱色染料植物油溶劑，其是由如下質量百分數計的組分製備而成：蓖麻油38％；環氧菜籽油60％，氯代甲酯12％。其中，環氧菜籽油的環氧化改性方法的步驟如下：1)將50g甲酸與90g濃硫酸混合,然後緩慢滴加82g雙氧水到甲酸液中,控制溫度小於10℃,冷藏放置過夜；2)加入180g菜籽油,升溫至40℃,開始滴加90g過氧甲酸,滴加時間1.3h,升溫至反應所需溫度60℃,保溫反應3.5h；3)將反應後粗品分相,得上層油相,回收下層酸水相；4)再用氫氧化鈉洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之後用水洗至pH值＝7；然後分出上層油相；5)減壓蒸餾除水,得最終產品環氧菜籽油。其中，氯代甲酯的製備方法如下：1)將36g植物油甲酯、3.6g甲醇混合，然後加入0.18g過氧化苯甲醯，得到混合液；2)將步驟1)得到的混合液中通入氯氣，氯氣的流量為55mL/min，控制溫度在75℃，反應時間7.5h，得到氯代甲酯。實施例3一種環保型隱色染料植物油溶劑，其是由如下質量百分數計的組分製備而成：花生油10％；環氧棕櫚油75％，氯代甲酯15％。其中，環氧菜籽油的環氧化改性方法的步驟如下：1)將55g甲酸與100g濃硫酸混合,然後緩慢滴加95g雙氧水到甲酸液中,控制溫度小於10℃,冷藏放置過夜；2)加入180g棕櫚油,升溫至45℃,開始滴加30g過氧甲酸,滴加時間2h,升溫至反應所需溫度70℃,保溫反應2h；3)將反應後粗品分相,得上層油相,回收下層酸水相；4)再用氫氧化鈉洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之後用水洗至pH值＝7；然後分出上層油相；5)減壓蒸餾除水,得最終產品環氧棕櫚油。其中，氯代甲酯的製備方法如下：1)將36g植物油甲酯、1.8g甲醇混合，然後加入0.32g過氧化苯甲醯，得到混合液；2)將步驟1)得到的混合液中通入氯氣，氯氣的流量為60mL/min，控制溫度在75℃，反應時間7.5h，得到氯代甲酯。實施例4一種環保型隱色染料植物油溶劑，其是由如下質量百分數計的組分製備而成：花生油甲酯10％；環氧甲酯75％，氯代甲酯15％。其中，花生油甲酯的甲酯化改性方法的步驟如下：1)將18g花生油、10g甲醇、0.3g濃硫酸，置於反應釜中，電爐上加熱至110℃，壓力升至0.4MPa後，取下減壓至常壓，得到預酯化產物；2)將2g氫氧化鉀溶於0.4g甲醇後，加入步驟1)得到的預酯化產物，控制溫度60℃，並攪拌1h得到酯交換反應液；3)將步驟2)得到的酯交換反應液分液取上層去下層甘油，甲酯相水洗去除皂化物得到粗甲酯；再將粗甲酯置於三口燒瓶中，控溫100℃下蒸出甲醇、水分，得到粗植物油甲酯；4)在真空度為0.095MPa，溫度為225℃條件下，對步驟3)得到的粗花生油甲酯進行減壓蒸餾，得到花生油甲酯。其中，環氧甲酯的製備方法如下：1)將40g甲酸與45g磷鎢酸混合,然後緩慢滴加45g雙氧水到甲酸液中,控制溫度小於10℃,冷藏放置過夜；2)加入200g棕櫚油,升溫至45℃,開始滴加40g過氧甲酸,滴加時間2h,升溫至反應所需溫度70℃,保溫反應2h；3)將反應後粗品分相,得上層油相,回收下層酸水相；4)再用碳酸氫鈉洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之後用水洗至pH值＝7；然後分出上層油相；5)減壓蒸餾除水,得最終產品環氧棕櫚油。其中，氯代甲酯的製備方法如下：1)將40g植物油甲酯、4g甲醇混合，然後加入0.4g偶氮二異丁腈，得到混合液；2)將步驟1)得到的混合液中通入氯氣，氯氣的流量為60mL/min，控制溫度在75℃，反應時間7.5h，得到氯代甲酯。實施例5一種環保型隱色染料植物油溶劑，其是由如下質量百分數計的組分製備而成：葵花籽油10％；環氧甲酯75％，氯代甲酯15％。其中，環氧甲酯的製備方法如下：1)將40g甲酸與45g磷鎢酸混合,然後緩慢滴加45g雙氧水到甲酸液中,控制溫度小於10℃,冷藏放置過夜；2)加入200g棕櫚油,升溫至45℃,開始滴加40g過氧甲酸,滴加時間2h,升溫至反應所需溫度70℃,保溫反應2h；3)將反應後粗品分相,得上層油相,回收下層酸水相；4)再用氫氧化鉀洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之後用水洗至pH值＝7；然後分出上層油相；5)減壓蒸餾除水,得最終產品環氧棕櫚油。其中，氯代甲酯的製備方法如下：1)將40g植物油甲酯、4g甲醇混合，然後加入0.4g偶氮二異丁腈，得到混合液；2)將步驟1)得到的混合液中通入氯氣，氯氣的流量為60mL/min，控制溫度在75℃，反應時間7.5h，得到氯代甲酯。對本發明的實施例1-5的植物油溶劑進行性能測試，測試結果如下表所示：1、穩定性實驗按照質量百分含量隱色染料5％、溶劑油95％混合溶解，檢測溶解後染料的性能檢測，按配比將實施例1-5所得的植物油溶劑，加入隱色染料結晶紫內酯(CVL)，在25℃、8℃條件下，分別檢測結晶析出情況，檢測結果如表一所示：表一穩定性實驗檢測表25℃8℃實施例124h無析出，48h無析出24h無析出，48h無析出實施例224h無析出，48h無析出24h無析出，48h無析出實施例324h無析出，48h無析出24h無析出，48h無析出實施例424h無析出，48h無析出24h無析出，48h無析出實施例524h無析出，48h無析出24h無析出，48h無析出2、顯色性能實驗按照國標GB16797—2008無碳複寫紙附錄C測定，測定結果如表二所示：表二顯色性能實驗檢測表測試品優等品實施例17260實施例27060實施例37560實施例47160實施例57460由上述的穩定性實驗和顯色性能實驗的測試表的結果可以看出，本發明的實施例1-5在25℃、8℃經過24h、48h，均無結晶析出，而且顯色性能均為優等品的性能。對於本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬於本發明權利要求的保護範圍之內。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp