Способ получения эпоксидированных растительных масел, используемых в качестве пластификатора-стабилизатора для хлорорганических полимерных материалов - RU2789740C1

Описание

Изобретение относится к способу получения эпоксидированных растительных масел, предпочтительно соевого или льняного.

Эпоксидированные масла широко используются в качестве пластификаторов-стабилизаторов многих хлорорганических полимерных материалов и являются в этой области приоритетными компонентами.

Известны многие способы эпоксидирования двойных связей растительных масел перекисью водорода и муравьиной кислотой. Все они связаны с использованием:

1) сложных катализаторов с применением соединений из тяжелых металлов, что усложняет переработку конечных стоков, сильно усложняет технологическую схему,

2) растворителей, таких как толуол, которые приводят к ухудшению качества готового продукта, невозможности его использования в производстве полимерных материалов для пищевого и медицинского назначения,

3) совместно с растворителем эпоксидированного масла.

Известен способ эпоксидирования по патенту Нидерландов №90753, кл. 46 B4d 1/00, опул. 15.11.1958 г., который включает взаимодействие растительного масла с перекисью водорода в присутствии муравьиной кислоты.

Недостаток: низкая производительность.

Известен способ эпоксидирования растительных масел по Авт.св. СССР №794009, МПК C07D 301/12, опубл. 07.01.1981 г., прототип.

Этот способ получения эпоксидированных растительных масел включает взаимодействие растительного масла с перекисью водорода в присутствии муравьиной кислоты.

Недостаток: невозможность использования продукта в пищевой и медицинской промышленности.

Задача создания изобретения: повышение качества готового продукта для его использования как одного из компонентов при изготовлении упаковки в пищевой и медицинской промышленности.

Достигнутый технический результат: повышение качества готового продукта для его использования как одного из компонентов при изготовлении упаковки в пищевой и медицинской промышленности.

Решение указанной задачи достигнуто в способе получения эпоксидированных растительных масел путем взаимодействия растительного масла с перекисью водорода в присутствии муравьиной кислоты, тем, что в растительное масло вводят предварительно стабилизированную перекись водорода.

Перекись водорода может быть стабилизирована дипиколиновой кислотой или ортофосфорной кислотой.

Дипиколиновую или ортофосфорную кислоту для стабилизации перекиси водорода можно вводить в количестве от 0,003 до 0,009 весовых частей на одну весовую часть масла.

В реакционную массу за все время процесса можно добавлять воду в количестве от 0,1…0,3 массы от всей реакционной массы.

Сущность изобретения поясняется в табл. 1 и 2 (Приложения 1 и 2).

В Табл. 1 приведено влияние ортофосфорной и дипиколиевой кислот на качество готового продукта для 12 вариантов.

В Табл. 2 приведены результаты исследования полученного продукта на возможность применения в пищевой и медицинской промышленности по ГОСТ 31760-2012.

К маслам соевым при приготовлении эпоксидируемых продуктов предъявляются жесткие требования.

Из Табл. 1 (Приложение №1) видно, что проведен процесс эпоксидирования для 7 образцов соевого масла, для 2-х образцов подсолнечного масла, для 2-х образов льняного масла и одного образца рапсового масла.

При этом количество перекиси водорода варьировалось от 0,3 до 0,6 в/ч - весовых частей на одну весовую часть масла, муравьиной кислоты от 0,03 до 0,05 на одну весовую часть масла.

Установлена оптимальная добавка ортофосфорной и дипиколиевой кислот в диапазоне от 0,003 до 0,009 в/ч на одну весовую часть масла.

Из Табл. 2 (Приложение 2) видно, что производительность реактора увеличилась до 100…120 кг/м³вчас.

Добавка воды в количестве от 0,1 до 0,45 в/ч (весовых частей) позволила получить готовый продукт без нехарактерных примесей по ГОСТ 31760-2012.

По результатам применения предложенного изобретения на примере двух предприятий, а именно ООО «Кларити» и АО «ДПО «Пластик», изготавливающих свою продукцию для пищевой и медицинской промышленности, приведены отзывы о положительных свойствах предложенных продуктов (эпоксидированных масел) в соответствии с заявленным изобретением.

Получены положительные результаты от применения предложенного к патентованию продукта в качестве пластификаторов-стабилизаторов хлорорганических полимерных материалов.

Из Отзыва ООО «Кларити» следует, что при переходе с импортного соевого масла на эпоксидируемое соевое масло, полученному по предложенному изобретению, значительно улучшилось качество продукции для упаковки продуктов питания, товаров первой необходимости и продуктов жизнеобеспечения.

Из Отзыва АО «ДПО «Пластик» следует, что при переходе с импортного соевого масла на эпоксидируемое соевое масло по предложенному изобретению значительно улучшилось качество продукции для упаковки продуктов медицинского назначения, например, для упаковки таблеток супозитариев и также для продуктов питания.

Благодаря тому, что в производстве используется натуральное соевое масло, данная добавка не является токсичной. Таким образом, добавка может использоваться при производстве пищевой упаковки и медицинских изделий.

Великолепные качества эпоксидированных масел особенно проявляются при всех способах производства изделий из ПВХ и выражается в:

- устойчивости полученного с их помощью продукта,

- стабилизации свойств полученного продукта,

- устойчивости к свету,

- термоустойчивости.

Данный продукт обладает хорошей устойчивостью к воде, моющим средствам и растворителям, и может использоваться в качестве основного или вспомогательного пластификатора благодаря своей способности выступать в качестве стабилизатора.

Таким образом, благодаря своей устойчивости к любым климатическим изменениям, а также благодаря устойчивости к свету, эпоксидированное масло предотвращает изменение цвета или потерю гибкости при распаде ПВХ.

Полученный продукт используют и как стабилизатор

Стабилизаторы являются добавками, используемыми при производстве пластика для предотвращения его распада под воздействием таких физических факторов, как высокая температура и трение, а также под воздействием таких внешних факторов, как свет и кислород.

Устойчивость к свету

Эпоксидированные масла помогают улучшить устойчивость к свету как гибких, так и твердых изделий из ПВХ.

Распад ПВХ происходит при полимеризации поливинилхлоридной смолы из-за структуры ПВХ. Стабилизаторы добавляются для предотвращения распада.

Эпоксидированные масла являются нетоксичным стабилизатором, широко используемым в качестве вспомогательного стабилизатора.

Механизм распада ПВХ

В большинстве случаев эпоксидированные масла являются термостабилизаторами. При этом эпоксидированные масла, полученные рассматриваемым способом, являются высококачественными и могут выступать в качестве светостабилизаторов. Для того, чтобы эпоксидированные масла могли выполнять функцию светостабилизатора, молекулярная структура стабилизатора не должна содержать двойных связей. Йодное число является знаковым признаком, с помощью которого можно определить наличие структур с двойными связями. Чем йодное число ниже, тем меньше количество структур с двойными связями.

По сравнению с другими эпоксидированными маслами, полученный продукт имеет низкое йодное число и, таким образом, является стабилизатором высокого качества.

Термическая устойчивость

Эпоксидированные масла помогают улучшить термическую устойчивость в поливинилхлоридных пластикатах, а также могут использоваться как для гибких, так и для твердых изделий из ПВХ. При использовании эпоксидированных масел в ПВХ хлор не переходит в хранящийся в упаковке из ПВХ пищевой или медицинский продукт.

Применение изобретения позволило:

- получить готовый продукт, пригодный в качестве одного из компонентов для изготовления упаковки в пищевой и медицинской промышленности.

Реферат

Изобретение относится к способу получения эпоксидированных растительных масел, предпочтительно соевого или льняного. Способ получения эпоксидированных растительных масел заключается во взаимодействии растительного масла с перекисью водорода в присутствии муравьиной кислоты, при этом в растительное масло вводят предварительно стабилизированную дипиколиновой кислотой или ортофосфорной кислотой перекись водорода, где количество перекиси водорода варьируется от 0,3 до 0,6 весовых частей на одну весовую часть масла, дипиколиновую или ортофосфорную кислоту вводят в количестве от 0,003 до 0,009 весовых частей на одну весовую часть масла, муравьиную кислоту вводят в количестве от 0,03 до 0,05 весовых частей на одну весовую часть масла. Технический результат заключается в повышении качества готового продукта для его использования как одного из компонентов при изготовлении упаковки в пищевой и медицинской промышленности. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 12 пр.

Формула