专利摘要
专利摘要
本发明公开了一种自组装有机蒙脱土催化聚合不饱和脂肪酸的方法，包括以下步骤：a)将有机蒙脱土加入水中，搅拌使混合均匀；b)加入复合插层剂，搅拌使其进入有机蒙脱土的层间结构中，反应温度75～80℃，反应2～3h，抽滤、水洗、真空干燥，完成一次插层；c)将b)产物加入70℃水中，加入插层剂，搅拌2h，抽滤、水洗、真空干燥，完成二次插层；d)将步骤c)中加入不饱和脂肪酸，搅拌使混合物进一步分散；e)将步骤d)处理得到的混合物置入高压反应釜中，在真空度为100～120Pa、室温下进行真空抽气，排出气泡；f)压力调到0.5～1.1MPa，温度200～250℃，聚合反应3～5小时后停止加热，排除水汽，冷却至室温，即得二聚脂肪酸。
权利要求
1.一种自组装有机蒙脱土催化聚合不饱和脂肪酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将有机蒙脱土加入水中，搅拌使混合均匀；
b)加入复合插层剂，搅拌使其进入有机蒙脱土的层间结构中，反应温度75～80℃，反应2～3h，抽滤、水洗、真空干燥，完成一次插层；
c)将b)产物加入70℃水中，加入插层剂，搅拌2h，抽滤、水洗、真空干燥，完成二次插层；
d)将步骤c)中加入不饱和脂肪酸，搅拌使混合物进一步分散；
e)将步骤d)处理得到的混合物置入高压反应釜中，在真空度为100～120Pa、室温下进行真空抽气，排出气泡；
f)压力调到0.5～1.1MPa，温度200～250℃，聚合反应3～5小时后停止加热，排除水汽，冷却至室温，即得二聚脂肪酸；
上述步骤b)中的复合插层剂为十二烷基三甲基溴化铵，十二烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵，十八烷基三甲基溴化铵，十八烷基三甲基氯化铵，双十八烷基二甲基氯化铵两种以上混合；
对制备的二聚脂肪酸进行分子蒸馏分离和纯化的工艺条件为：将含二聚脂肪酸的混合物于压力为4Pa、蒸馏温度160℃、进料速率3g·min
2.根据权利要求1所述的自组装有机蒙脱土催化聚合不饱和脂肪酸的方法，其特征在于，所述有机蒙脱土为5～10质量份，水为2～5质量份，不饱和脂肪酸为100～150质量份，所述步骤b)复合插层剂为10～20质量份，c)插层剂为10～20质量份。
3.根据权利要求1所述的自组装有机蒙脱土催化聚合不饱和脂肪酸的方法，其特征在于，所述的不饱和脂肪酸为红花油脂肪酸、妥尔油、大豆油脂肪酸、棉子油脂肪酸、菜籽油脂肪酸中一种。
4.根据权利要求1所述的自组装有机蒙脱土催化聚合不饱和脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤b)与c)插层剂为烷基三甲基溴化铵类或烷基三甲基氯化铵类，烷基链长为C12～C18。
5.根据权利要求4所述的自组装有机蒙脱土催化聚合不饱和脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤c)中插层剂为为十二烷基三甲基溴化铵，十二烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵，十八烷基三甲基溴化铵，十八烷基三甲基氯化铵，双十八烷基二甲基氯化铵中一种或几种。
说明书
技术领域
本发明涉及一种二聚脂肪酸的制备方法，具体是一种自组装有机蒙脱土催化聚合不饱和脂肪酸的方法。
背景技术
二聚脂肪酸是以两分子C18不饱和脂肪酸为原料，通过Diels-Alder反应所合成的二元酸。它是一种重要的油脂化工产品，具有单环、双环和链状等3种特殊的结构。纯净的二聚酸在室温下为透明的浅黄色黏稠状液体，有较好的热稳定性，与多种溶剂的互溶性较好，可溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、苯和脂肪族石脑油等溶剂，不溶于水。二聚酸、蒸馏二聚酸、三聚酸和单体脂肪酸均无毒，对皮肤和眼睛基本无刺激。由于具有特殊的物理化学性质，二聚脂肪酸及其衍生物的用途很多，己成为工业上用途十分广泛的有机合成中间体，在材料、化工、汽车、电子、航空航天、土木建筑、印刷、日化、纺织、船舶、涂料等众多工业领域得到广泛的应用。
二聚脂肪酸的生产通常采用妥尔油脂肪酸或油酸、脱水蓖麻油为原料，在白土催化剂作用下经高温高压反应得到粗品，再经分子蒸馏处理得到纯品。上述制备技术存在催化剂与产品分离困难，产率较低等缺陷问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题而提供本发明的目的是提供一种以高产率制备催化效率显著的二聚脂肪酸的方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是一种自组装有机蒙脱土催化聚合不饱和脂肪酸的方法，包括以下步骤：
a)将有机蒙脱土加入水中，搅拌使混合均匀；
b)加入复合插层剂，搅拌使其进入有机蒙脱土的层间结构中，反应温度 75～80℃，反应2～3h，抽滤、水洗、真空干燥，完成一次插层；
c)将b)产物加入70℃水中，加入插层剂，搅拌2h，抽滤、水洗、真空干燥，完成二次插层；
d)将步骤c)中加入不饱和脂肪酸，搅拌使混合物进一步分散；
e)将步骤d)处理得到的混合物置入高压反应釜中，在真空度为100～120Pa、室温下进行真空抽气，排出气泡；
f)压力调到0.5～1.1MPa，温度200～250℃，聚合反应3～5小时后停止加热，排除水汽，冷却至室温，即得二聚脂肪酸；
优选地，所述有机蒙脱土为5～10质量份，水为2～5质量份，不饱和脂肪酸为100～150质量份，所述步骤b)复合插层剂为10～20质量份，c)插层剂为 10～20质量份。
优选地，所述的不饱和脂肪酸为红花油脂肪酸、妥尔油、大豆油脂肪酸、棉子油脂肪酸、菜籽油脂肪酸中一种。
优选地，上述步骤b)中的复合插层剂为十二烷基三甲基溴化铵，十二烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵，十八烷基三甲基溴化铵，十八烷基三甲基氯化铵，双十八烷基二甲基氯化铵两种以上混合。
优选地，所述步骤c)中插层剂为为十二烷基三甲基溴化铵，十二烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵，十八烷基三甲基溴化铵，十八烷基三甲基氯化铵，双十八烷基二甲基氯化铵中一种。
本发明的有益效果：本发明选用有机蒙脱土为催化剂，通过二次插层获得自组装有机蒙脱土，其二聚酸的收率相对于未插层的有机蒙脱土显著提高，并获得了高产率的二聚脂肪酸，产率在80～96％，粗品提纯容易，能够有效将催化剂与二聚脂肪酸分离，达到百分之九十九含量的二聚脂肪酸，解决了现有催化剂与产品分离困难问题。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种以高产率制备催化效率显著的二聚脂肪酸的方法，包括以下步骤：
a)将有机蒙脱土加入水中，搅拌使混合均匀；
b)加入复合插层剂，搅拌使其进入有机蒙脱土的层间结构中，反应温度 75～80℃，反应2～3h，抽滤、水洗、真空干燥，完成一次插层；
c)将b)产物加入70℃水中，加入插层剂，搅拌2h，抽滤、水洗、真空干燥，完成二次插层；
d)将步骤c)中加入不饱和脂肪酸，搅拌使混合物进一步分散；
e)将步骤d)处理得到的混合物置入高压反应釜中，在真空度为100～120Pa、室温下进行真空抽气，排出气泡；
f)压力调到0.5～1.1MPa，温度200～250℃，聚合反应3～5小时后停止加热，排除水汽，冷却至室温，即得二聚脂肪酸；
上述的超支化剥离型有机蒙脱土为5～10质量份，水为2～5质量份，不饱和脂肪酸为100～150质量份，步骤b)复合插层剂为10～20质量分，c)插层剂为10～20质量分；
上述的不饱和脂肪酸为红花油脂肪酸、妥尔油、大豆油脂肪酸、棉子油脂肪酸、菜籽油脂肪酸中一种。
上述步骤b)中的复合插层剂为十二烷基三甲基溴化铵，十二烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵，十八烷基三甲基溴化铵，十八烷基三甲基氯化铵，双十八烷基二甲基氯化铵两种以上混合。
上述步骤c)中插层剂为为十二烷基三甲基溴化铵，十二烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵，十八烷基三甲基溴化铵，十八烷基三甲基氯化铵，双十八烷基二甲基氯化铵中一种。
实施例1
本实施例二聚脂肪酸的方法的制备方法，包括以下步骤：
a)将8.50％(与反应物脂肪酸物质的量比，w/w)的有机蒙脱土加入2.00％水中，搅拌使混合均匀；
b)加入16％复合插层剂(质量比为1:1的十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵)，搅拌使其进入有机蒙脱土的层间结构中，反应温度75℃，反应2h，抽滤、水洗、真空干燥，完成一次插层；
c)将b)产物加入70℃水中，加入十二烷基三甲基溴化铵，搅拌2h，抽滤、水洗、真空干燥，完成二次插层；
d)将步骤c)中加入红花油脂肪酸140mL，搅拌使混合物进一步分散；
e)将步骤d)处理得到的混合物置入高压反应釜中，在真空度为100Pa、室温下进行真空抽气，排出气泡；
f)压力调到0.5MPa，温度200℃，搅拌速度为550r·min-1，聚合反应4小时后停止加热，排除水汽，冷却至室温，即得二聚脂肪酸，该二聚脂肪酸的产率为82％。
对制备的二聚脂肪酸进行分子蒸馏分离和纯化二聚酸的工艺条件为：从含二聚酸的混合物中去除单体酸，适宜的压力为4Pa，蒸馏温度160℃，进料速率 3g·min-1，从一次蒸馏残液中分离提纯二聚酸，适宜的压力为4Pa，蒸馏温度 220℃，进料速率2g·min-1，两步分子蒸馏纯化后，二聚酸含量达99.90％。
本实施例未插层前，蒙脱土层间距1.47nm，二聚酸收率32.37％；一次插层后，蒙脱土层间距3.89nm，二聚酸收率56.90％；二次插层后，蒙脱土层间距 4.06nm，二聚酸收率70.15％。可见，采用二次插层后，相对于采用一次插层，其二聚酸收率大大提高。
实施例2
本实施例二聚脂肪酸的方法的制备方法，包括以下步骤：
a)将7.50％(与反应物脂肪酸物质的量比，w/w)的有机蒙脱土加入2.00％水中，搅拌使混合均匀；
b)加入15％复合插层剂(质量比为1:2的十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵)，搅拌使其进入有机蒙脱土的层间结构中，反应温度76℃，反应2.5h，抽滤、水洗、真空干燥，完成一次插层；
c)将b)产物加入70℃水中，加入质量比为十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵，搅拌2h，抽滤、水洗、真空干燥，完成二次插层；
d)将步骤c)中加入豆油脂肪酸150mL，搅拌使混合物进一步分散；
e)将步骤d)处理得到的混合物置入高压反应釜中，在真空度为105Pa、室温下进行真空抽气，排出气泡；
f)压力调到0.8MPa，温度210℃，搅拌速度为450r·min-1，聚合反应3小时后停止加热，排除水汽，冷却至室温，即得二聚脂肪酸，该二聚脂肪酸的产率为85％。
g)对制备的二聚脂肪酸进行分子蒸馏分离和纯化二聚酸的工艺条件为：从含二聚酸的混合物中去除单体酸，适宜的压力为4Pa，蒸馏温度160℃，进料速率3g·min-1，从一次蒸馏残液中分离提纯二聚酸，适宜的压力为4Pa，蒸馏温度 220℃，进料速率2g·min-1，两步分子蒸馏纯化后，二聚酸含量达96.30％。
本实施例未插层前，蒙脱土层间距1.47nm，二聚酸收率32.37％；一次插层后，蒙脱土层间距3.90nm，二聚酸收率58.0％；二次插层后，蒙脱土层间距4.16 nm，二聚酸收率72.15％。可见，采用二次插层后，相对于采用一次插层，其二聚酸收率大大提高。
实施例3
本实施例聚脂肪酸的方法的制备方法，包括以下步骤：
a)将8％(与反应物脂肪酸物质的量比，w/w)的有机蒙脱土加入3.00％水中，搅拌使混合均匀；
b)加入16％复合插层剂(质量比为1:2的十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵)，搅拌使其进入有机蒙脱土的层间结构中，反应温度78℃，反应2.8h，抽滤、水洗、真空干燥，完成一次插层；
c)将b)产物加入70℃水中，加入双十八烷基二甲基氯化铵，搅拌2h，抽滤、水洗、真空干燥，完成二次插层；
d)将步骤c)中加入菜籽油脂肪酸100mL，搅拌使混合物进一步分散；
e)将步骤d)处理得到的混合物置入高压反应釜中，在真空度为110Pa、室温下进行真空抽气，排出气泡；
f)压力调到0.9MPa，温度230℃，搅拌速度为450r·min-1，聚合反应4小时后停止加热，排除水汽，冷却至室温，即得二聚脂肪酸，该二聚脂肪酸的产率为80％。
g)对制备的二聚脂肪酸进行分子蒸馏分离和纯化二聚酸的工艺条件为：从含二聚酸的混合物中去除单体酸，适宜的压力为4Pa，蒸馏温度160℃，进料速率 3g·min-1，从一次蒸馏残液中分离提纯二聚酸，适宜的压力为4Pa，蒸馏温度 220℃，进料速率2g·min-1，两步分子蒸馏纯化后，二聚酸含量达95.10％。
本实施例未插层前，蒙脱土层间距1.47nm，二聚酸收率32.37％；一次插层后，蒙脱土层间距3.85nm，二聚酸收率57.9％；二次插层后，蒙脱土层间距 4.01nm，二聚酸收率70.00％。可见，采用二次插层后，相对于采用一次插层，其二聚酸收率大大提高。
实施例4
本实施例聚脂肪酸的方法的制备方法，包括以下步骤：
a)将5％(与反应物脂肪酸物质的量比，w/w)的有机蒙脱土加入4％水中，搅拌使混合均匀；
b)加入10％复合插层剂(质量比为1:1的十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵)，搅拌使其进入有机蒙脱土的层间结构中，反应温度80℃，反应3h，抽滤、水洗、真空干燥，完成一次插层；
c)将b)产物加入70℃水中，加入双十八烷基二甲基氯化铵，搅拌2h，抽滤、水洗、真空干燥，完成二次插层；
d)将步骤c)中加入妥尔油120mL，搅拌使混合物进一步分散；
e)将步骤d)处理得到的混合物置入高压反应釜中，在真空度为150Pa、室温下进行真空抽气，排出气泡；
f)压力调到1.0MPa，温度240℃，搅拌速度为500r·min-1，聚合反应5小时后停止加热，排除水汽，冷却至室温，即得二聚脂肪酸，该二聚脂肪酸的产率为96％。
g)对制备的二聚脂肪酸进行分子蒸馏分离和纯化二聚酸的工艺条件为：从含二聚酸的混合物中去除单体酸，适宜的压力为4Pa，蒸馏温度160℃，进料速率 3g·min-1，从一次蒸馏残液中分离提纯二聚酸，适宜的压力为4Pa，蒸馏温度 220℃，进料速率2g·min-1，两步分子蒸馏纯化后，二聚酸含量达99.90％。
本实施例未插层前，蒙脱土层间距1.47nm，二聚酸收率32.37％；一次插层后，蒙脱土层间距4.0nm，二聚酸收率65.0％；二次插层后，蒙脱土层间距4.23nm，二聚酸收率75.98％。可见，采用二次插层后，相对于采用一次插层，其二聚酸收率大大提高。
实施例5
本实施例聚脂肪酸的方法的制备方法，包括以下步骤：
a)将10％(与反应物脂肪酸物质的量比，w/w)的有机蒙脱土加入5％水中，搅拌使混合均匀；
b)加入20％复合插层剂(质量比为1:2:1的十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵)，搅拌使其进入有机蒙脱土的层间结构中，反应温度77℃，反应2.4h，抽滤、水洗、真空干燥，完成一次插层；
c)将b)产物加入70℃水中，加入双十八烷基二甲基氯化铵，搅拌2h，抽滤、水洗、真空干燥，完成二次插层；
d)将步骤c)中加入棉子油脂肪酸150mL，搅拌使混合物进一步分散；
e)将步骤d)处理得到的混合物置入高压反应釜中，在真空度为150Pa、室温下进行真空抽气，排出气泡；
f)压力调到1.1MPa，温度250℃，搅拌速度为500r·min-1，聚合反应5小时后停止加热，排除水汽，冷却至室温，即得二聚脂肪酸，该二聚脂肪酸的产率为95％。
g)对制备的二聚脂肪酸进行分子蒸馏分离和纯化二聚酸的工艺条件为：从含二聚酸的混合物中去除单体酸，适宜的压力为4Pa，蒸馏温度160℃，进料速率 3g·min-1，从一次蒸馏残液中分离提纯二聚酸，适宜的压力为4Pa，蒸馏温度 220℃，进料速率2g·min-1，两步分子蒸馏纯化后，二聚酸含量达99.10％。
本实施例未插层前，蒙脱土层间距1.47nm，二聚酸收率32.37％；一次插层后，蒙脱土层间距4.0nm，二聚酸收率64.9％；二次插层后，蒙脱土层间距4.22nm，二聚酸收率75.88％，可见，采用二次插层后，相对于采用一次插层，其二聚酸收率大大提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
一种自组装有机蒙脱土催化聚合不饱和脂肪酸的方法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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