CN106398305A - 一种环保型隐色染料植物油溶剂 - Google Patents

一种环保型隐色染料植物油溶剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保型隐色染料植物油溶剂，其是由如下质量百分数计的组分制备而成：A组分0‑40％；B组分40‑100％，氯代甲酯0‑20％，上述组分的质量百分数之和为100％；所述A组分为植物油或植物油甲酯，所述B组分为环氧植物油或环氧甲酯。本发明的制备方法该溶剂采用纯天然的原材料，可进行生物降解，而且溶剂无毒性、无刺激性、安全性好、适用范围广，是一种环保无公害的溶剂。

Description

一种环保型隐色染料植物油溶剂
技术领域
本发明涉及一种植物油溶剂，具体涉及一种环保型隐色染料植物油溶剂。
背景技术
无碳复写纸(CCP)自80年代初进入中国,就因其使用方便、快捷为广大用户所喜爱。随着电子计算机网络的扩大,业务服务区域的扩展,日益膨胀的情报量定会大大增加无碳复写纸的需求。无碳复写纸主要是利用染料溶剂和酸性显色剂之间的显色反应来达到复写的效果。当今无碳复写纸、圆珠笔芯采用的染料溶剂大多是苯类溶剂，其中以二苯基乙烷、二异丙基萘最为普遍，但是该类溶剂有以下缺点：
1、有刺激作用，损害心脏、肝肾，对神经***、消化***有一定毒性，不利于人体的健康，也不符合国家对环境保护方面的要求；
2、对环境有危害，对大气可造成污染；
3、VOCs(＞100mg/g)排放量大，环保成本高；
4、闪点低，加热存在燃烧危险。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种环保型隐色染料植物油溶剂，该溶剂采用纯天然的原材料，可进行生物降解，而且溶剂无毒性、无刺激性、安全性好、适用范围广，是一种环保无公害的溶剂。
实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种环保型隐色染料植物油溶剂，其是由如下质量百分数计的组分制备而成：A组分0-40％；B组分40-100％，氯代甲酯0-20％，上述组分的质量百分数之和为100％；所述A组分为植物油或植物油甲酯，所述B组分为环氧植物油或环氧甲酯。
优选地，所述A组分的植物油为蓖麻油、大豆油、玉米油、棕榈油、菜籽油、棉籽油、花生油、葵花籽油其中的一种或多种。
优选地，所述A组分的植物油甲酯为植物油经甲酯化改性方法制备而成；所述B组分的环氧植物油为植物油经环氧化改性方法制备而成，所述B组分的环氧甲酯为植物油甲酯经环氧化改性方法制备而成；所述氯代甲酯为植物油甲酯经氯取代改性方法制备而成。。
优选地，所述植物油的甲酯化改性方法的步骤如下：
1)将植物油、甲醇、浓硫酸，置于反应釜中，电炉上加热至110℃，压力升至0.4MPa后，取下减压至常压，得到预酯化产物；
2)将氢氧化钾溶于甲醇后，加入步骤1)得到的预酯化产物，控制温度60℃，并搅拌1h得到酯交换反应液；
3)将步骤2)得到的酯交换反应液分液取上层去下层甘油，甲酯相水洗去除皂化物得到粗甲酯；再将粗甲酯置于三口烧瓶中，控温100℃-120℃下蒸出甲醇、水分，得到粗植物油甲酯；
4)在真空度为0.095MPa-1MPa，温度为225℃-275℃条件下，对步骤3)得到的粗植物油甲酯进行减压蒸馏，得到植物油甲酯。
优选地，所述步骤1)中植物油、甲醇、浓硫酸的质量比为(60-90)：(30-70)：1；所述步骤2)中甲醇、氢氧化钾的质量比为(5-60)：1。
优选地，所述环氧化改性方法的步骤如下：
1)将甲酸与催化剂混合,然后缓慢滴加双氧水到甲酸液中,控制温度小于10℃,冷藏放置过夜；所述催化剂为浓硫酸、磷钨酸其中的一种；
2)加入C原料,升温至40-50℃,开始滴加过氧甲酸,滴加时间1-2h,升温至反应所需温度50-70℃,保温反应2-6h；
3)将反应后粗品分相,得上层油相,回收下层酸水相；
4)再用碱液洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之后用水洗至pH值＝7；然后分出上层油相；所述碱液为碳酸氢钠、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种；
5)减压蒸馏除水,得最终产品D；
所述C原料为植物油，D为环氧植物油。
优选地，所述C原料为植物油甲酯，D为环氧甲酯。
优选地，所述步骤1)中甲酸、催化剂、双氧化的质量比为(0.5-0.7)：1：(1-0.9)；步骤2)中C原料与过氧甲酸的质量比为(5-7)：1。
优选地，所述植物油甲酯的氯取代改性方法的步骤如下：
1)将植物油甲酯、甲醇混合，然后加入催化剂，得到混合液；其中，催化剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种；
2)将步骤1)得到的混合液中通入氯气，控制温度在70-85℃，反应时间在7-8h，得到氯代甲酯。
优选地，所述步骤1)中植物油甲酯、甲醇、催化剂的质量比为(100-200)：(10-20)：1；所述步骤2)中氯气的流量为50-60mL/min。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的植物油溶剂采用纯天然的植物油原材料，植物油的原材料可进行生物降解，而且植物油溶剂无毒性、无刺激性、安全性好、适用范围广，是一种环保无公害的植物油溶剂；
2、本发明的溶剂油的闪点高、使用安全、便于储存、挥发性低、气味温和，在这些方面均优于传统的石化溶剂；而且该溶剂油与其他组分具有优良的兼容性和协同性，使混合的组分更容易乳化，而且不会影响溶解的稳定性；
3、本发明的原料中无苯类溶剂，因此利于人体的健康，符合国家对环境保护方面的要求，同时也适用于大规模的工业化生产。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述：
一种环保型隐色染料植物油溶剂，其是由如下质量百分数计的组分制备而成：A组分0-40％；B组分40-100％，氯代甲酯0-20％，上述组分的质量百分数之和为100％；所述A组分为植物油或植物油甲酯，所述B组分为环氧植物油或环氧甲酯。
A组分的植物油为蓖麻油、大豆油、玉米油、棕榈油、菜籽油、棉籽油、花生油、葵花籽油其中的一种或多种；A组分的植物油甲酯为植物油经甲酯化改性方法制备而成；B组分的环氧植物油为植物油经环氧化改性方法制备而成，B组分的环氧甲酯为植物油甲酯经环氧化改性方法制备而成，氯代甲酯为植物油甲酯经氯取代改性方法制备而成。
其中，植物油的甲酯化改性方法的步骤如下：
1)将植物油、甲醇、浓硫酸按质量比为(60-90)：(30-70)：1置于反应釜中，电炉上加热至110℃，压力升至0.4MPa后，取下减压至常压，得到预酯化产物；
2)将氢氧化钾溶于甲醇，甲醇、氢氧化钾的质量比为(5-60)：1，然后加入步骤1)得到的预酯化产物，控制温度60℃，并搅拌1h得到酯交换反应液；
3)将步骤2)得到的酯交换反应液分液取上层去下层甘油，甲酯相水洗去除皂化物得到粗甲酯；再将粗甲酯置于三口烧瓶中，控温100℃-120℃下蒸出甲醇、水分，得到粗植物油甲酯；
4)在真空度为0.095MPa-1MPa，温度为225℃-275℃条件下，对3)得到的粗植物油甲酯进行减压蒸馏，得到植物油甲酯。
其中，环氧化改性方法的步骤如下：
1)将甲酸与催化剂混合,然后缓慢滴加双氧水到甲酸液中,控制温度小于10℃,冷藏放置过夜；催化剂为浓硫酸、磷钨酸其中的一种；甲酸、催化剂、双氧化的质量比为(0.5-0.7)：1：(1-0.9)；步骤2)中C原料与过氧甲酸的质量比为(5-7)：1。
2)加入C原料,升温至40-50℃,开始滴加30g-40g过氧甲酸,滴加时间1-2h,升温至反应所需温度50-70℃,保温反应2-6h；C原料与过氧甲酸的质量比为(5-7)：1；
3)将反应后粗品分相,得上层油相,回收下层酸水相；
4)再用氢氧化钾洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之后用水洗至pH值＝7；然后分出上层油相；所述碱液为碳酸氢钠、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种；
5)减压蒸馏除水,得最终产品D；
所述C原料为植物油，D为环氧植物油；所述C原料为植物油甲酯，D为环氧甲酯。
其中，植物油甲酯的氯取代改性方法的步骤如下：
1)将植物油甲酯、甲醇混合，然后加入催化剂，得到混合液；其中，催化剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种；植物油甲酯、甲醇、催化剂的质量比为(100-200)：(10-20)：1；
2)将步骤1)得到的混合液中通入氯气，氯气的流量为50-60mL/min，控制温度为70-85℃，反应时间为7-8h，得到氯代甲酯。
实施例1
一种环保型隐色染料植物油溶剂，其是由如下质量百分数计的组分制备而成：大豆油40％，环氧玉米油50％，氯代甲酯10％。
其中，环氧玉米油的环氧化改性方法的步骤如下：
1)将50g甲酸与75g浓硫酸混合,然后缓慢滴加75g双氧水到甲酸液中,控制温度小于10℃,冷藏放置过夜；
2)加入150g玉米油,升温至48℃,开始滴加30g过氧甲酸,滴加时间1h,升温至反应所需温度50℃,保温反应4h；
3)将反应后粗品分相,得上层油相,回收下层酸水相；
4)再用碳酸氢钠洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之后用水洗至pH值＝7；然后分出上层油相；
5)减压蒸馏除水,得最终产品环氧玉米油。
其中，氯代甲酯的制备方法如下：
1)将30g植物油甲酯、3g甲醇混合，然后加入0.15g过氧化苯甲酰，得到混合液；
2)将步骤1)得到的混合液中通入氯气，氯气的流量为50mL/min，控制温度在70-85℃，反应时间在7h，得到氯代甲酯。
实施例2
一种环保型隐色染料植物油溶剂，其是由如下质量百分数计的组分制备而成：蓖麻油38％；环氧菜籽油60％，氯代甲酯12％。
其中，环氧菜籽油的环氧化改性方法的步骤如下：
1)将50g甲酸与90g浓硫酸混合,然后缓慢滴加82g双氧水到甲酸液中,控制温度小于10℃,冷藏放置过夜；
2)加入180g菜籽油,升温至40℃,开始滴加90g过氧甲酸,滴加时间1.3h,升温至反应所需温度60℃,保温反应3.5h；
3)将反应后粗品分相,得上层油相,回收下层酸水相；
4)再用氢氧化钠洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之后用水洗至pH值＝7；然后分出上层油相；
5)减压蒸馏除水,得最终产品环氧菜籽油。
其中，氯代甲酯的制备方法如下：
1)将36g植物油甲酯、3.6g甲醇混合，然后加入0.18g过氧化苯甲酰，得到混合液；
2)将步骤1)得到的混合液中通入氯气，氯气的流量为55mL/min，控制温度在75℃，反应时间7.5h，得到氯代甲酯。
实施例3
一种环保型隐色染料植物油溶剂，其是由如下质量百分数计的组分制备而成：花生油10％；环氧棕榈油75％，氯代甲酯15％。
其中，环氧菜籽油的环氧化改性方法的步骤如下：
1)将55g甲酸与100g浓硫酸混合,然后缓慢滴加95g双氧水到甲酸液中,控制温度小于10℃,冷藏放置过夜；
2)加入180g棕榈油,升温至45℃,开始滴加30g过氧甲酸,滴加时间2h,升温至反应所需温度70℃,保温反应2h；
3)将反应后粗品分相,得上层油相,回收下层酸水相；
4)再用氢氧化钠洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之后用水洗至pH值＝7；然后分出上层油相；
5)减压蒸馏除水,得最终产品环氧棕榈油。
其中，氯代甲酯的制备方法如下：
1)将36g植物油甲酯、1.8g甲醇混合，然后加入0.32g过氧化苯甲酰，得到混合液；
2)将步骤1)得到的混合液中通入氯气，氯气的流量为60mL/min，控制温度在75℃，反应时间7.5h，得到氯代甲酯。
实施例4
一种环保型隐色染料植物油溶剂，其是由如下质量百分数计的组分制备而成：花生油甲酯10％；环氧甲酯75％，氯代甲酯15％。
其中，花生油甲酯的甲酯化改性方法的步骤如下：
1)将18g花生油、10g甲醇、0.3g浓硫酸，置于反应釜中，电炉上加热至110℃，压力升至0.4MPa后，取下减压至常压，得到预酯化产物；
2)将2g氢氧化钾溶于0.4g甲醇后，加入步骤1)得到的预酯化产物，控制温度60℃，并搅拌1h得到酯交换反应液；
3)将步骤2)得到的酯交换反应液分液取上层去下层甘油，甲酯相水洗去除皂化物得到粗甲酯；再将粗甲酯置于三口烧瓶中，控温100℃下蒸出甲醇、水分，得到粗植物油甲酯；
4)在真空度为0.095MPa，温度为225℃条件下，对步骤3)得到的粗花生油甲酯进行减压蒸馏，得到花生油甲酯。
其中，环氧甲酯的制备方法如下：
1)将40g甲酸与45g磷钨酸混合,然后缓慢滴加45g双氧水到甲酸液中,控制温度小于10℃,冷藏放置过夜；
2)加入200g棕榈油,升温至45℃,开始滴加40g过氧甲酸,滴加时间2h,升温至反应所需温度70℃,保温反应2h；
3)将反应后粗品分相,得上层油相,回收下层酸水相；
4)再用碳酸氢钠洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之后用水洗至pH值＝7；然后分出上层油相；
5)减压蒸馏除水,得最终产品环氧棕榈油。
其中，氯代甲酯的制备方法如下：
1)将40g植物油甲酯、4g甲醇混合，然后加入0.4g偶氮二异丁腈，得到混合液；
2)将步骤1)得到的混合液中通入氯气，氯气的流量为60mL/min，控制温度在75℃，反应时间7.5h，得到氯代甲酯。
实施例5
一种环保型隐色染料植物油溶剂，其是由如下质量百分数计的组分制备而成：葵花籽油10％；环氧甲酯75％，氯代甲酯15％。
其中，环氧甲酯的制备方法如下：
1)将40g甲酸与45g磷钨酸混合,然后缓慢滴加45g双氧水到甲酸液中,控制温度小于10℃,冷藏放置过夜；
2)加入200g棕榈油,升温至45℃,开始滴加40g过氧甲酸,滴加时间2h,升温至反应所需温度70℃,保温反应2h；
3)将反应后粗品分相,得上层油相,回收下层酸水相；
4)再用氢氧化钾洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之后用水洗至pH值＝7；然后分出上层油相；
5)减压蒸馏除水,得最终产品环氧棕榈油。
其中，氯代甲酯的制备方法如下：
1)将40g植物油甲酯、4g甲醇混合，然后加入0.4g偶氮二异丁腈，得到混合液；
2)将步骤1)得到的混合液中通入氯气，氯气的流量为60mL/min，控制温度在75℃，反应时间7.5h，得到氯代甲酯。
对本发明的实施例1-5的植物油溶剂进行性能测试，测试结果如下表所示：
1、稳定性实验
按照质量百分含量隐色染料5％、溶剂油95％混合溶解，检测溶解后染料的性能检测，按配比将实施例1-5所得的植物油溶剂，加入隐色染料结晶紫内酯(CVL)，在25℃、8℃条件下，分别检测结晶析出情况，检测结果如表一所示：
表一 稳定性实验检测表
25℃ 8℃
实施例1 24h无析出，48h无析出 24h无析出，48h无析出
实施例2 24h无析出，48h无析出 24h无析出，48h无析出
实施例3 24h无析出，48h无析出 24h无析出，48h无析出
实施例4 24h无析出，48h无析出 24h无析出，48h无析出
实施例5 24h无析出，48h无析出 24h无析出，48h无析出
2、显色性能实验
按照国标GB 16797—2008无碳复写纸附录C测定，测定结果如表二所示：
表二 显色性能实验检测表
测试品 优等品
实施例1 72 60
实施例2 70 60
实施例3 75 60
实施例4 71 60
实施例5 74 60
由上述的稳定性实验和显色性能实验的测试表的结果可以看出，本发明的实施例1-5在25℃、8℃经过24h、48h，均无结晶析出，而且显色性能均为优等品的性能。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环保型隐色染料植物油溶剂，其特征在于，其是由如下质量百分数计的组分制备而成：A组分0-40％；B组分40-100％，氯代甲酯0-20％，上述组分的质量百分数之和为100％；所述A组分为植物油或植物油甲酯，所述B组分为环氧植物油或环氧甲酯。
2.根据权利要求1所述的环保型隐色染料植物油溶剂，其特征在于，所述A组分的植物油为蓖麻油、大豆油、玉米油、棕榈油、菜籽油、棉籽油、花生油、葵花籽油其中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的环保型隐色染料植物油溶剂，其特征在于，所述A组分的植物油甲酯为植物油经甲酯化改性方法制备而成；所述B组分的环氧植物油为植物油经环氧化改性方法制备而成，所述B组分的环氧甲酯为植物油甲酯经环氧化改性方法制备而成；所述氯代甲酯为植物油甲酯经氯取代改性方法制备而成。
4.根据权利要求3所述的环保型隐色染料植物油溶剂，其特征在于，所述植物油的甲酯化改性方法的步骤如下：
1)将植物油、甲醇、浓硫酸，置于反应釜中，电炉上加热至110℃，压力升至0.4MPa后，取下减压至常压，得到预酯化产物；
2)将氢氧化钾溶于甲醇后，加入步骤1)得到的预酯化产物，控制温度60℃，并搅拌1h得到酯交换反应液；
3)将步骤2)得到的酯交换反应液分液取上层去下层甘油，甲酯相水洗去除皂化物得到粗甲酯；再将粗甲酯置于三口烧瓶中，控温100℃-120℃下蒸出甲醇、水分，得到粗植物油甲酯；
4)在真空度为0.095MPa-1MPa，温度为225℃-275℃条件下，对步骤3)得到的粗植物油甲酯进行减压蒸馏，得到植物油甲酯。
5.根据权利要求4所述的环保型隐色染料植物油溶剂，其特征在于，所述步骤1)中植物油、甲醇、浓硫酸的质量比为(60-90)：(30-70)：1；所述步骤2)中甲醇、氢氧化钾的质量比为(5-60)：1。
6.根据权利要求3所述的环保型隐色染料植物油溶剂，其特征在于，所述环氧化改性方法的步骤如下：
1)将甲酸与催化剂混合,然后缓慢滴加双氧水到甲酸液中,控制温度小于10℃,冷藏放置过夜；所述催化剂为浓硫酸、磷钨酸其中的一种；
2)加入C原料,升温至40-50℃,开始滴加过氧甲酸,滴加时间1-2h,升温至反应所需温度50-70℃,保温反应2-6h；
3)将反应后粗品分相,得上层油相,回收下层酸水相；
4)再用碱液洗至稍偏酸性pH值＝5-6,之后用水洗至pH值＝7；然后分出上层油相；所述碱液为碳酸氢钠、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种；
5)减压蒸馏除水,得最终产品D；
所述C原料为植物油，D为环氧植物油。
7.根据权利要求6所述的环保型隐色染料植物油溶剂，其特征在于，所述C原料为植物油甲酯，D为环氧甲酯。
8.根据权利要求6或7所述的环保型隐色染料植物油溶剂，其特征在于，所述步骤1)中甲酸、催化剂、双氧化的质量比为(0.5-0.7)：1：(1-0.9)；步骤2)中C原料与过氧甲酸的质量比为(5-7)：1。
9.根据权利要求3所述的环保型隐色染料植物油溶剂，其特征在于，所述植物油甲酯的氯取代改性方法的步骤如下：
1)将植物油甲酯、甲醇混合，然后加入催化剂，得到混合液；其中，催化剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种；
2)将步骤1)得到的混合液中通入氯气，控制温度在70-85℃，反应时间在7-8h，得到氯代甲酯。
10.根据权利要求9所述的环保型隐色染料植物油溶剂，其特征在于，所述步骤1)中植物油甲酯、甲醇、催化剂的质量比为(100-200)：(10-20)：1；所述步骤2)中氯气的流量为50-60mL/min。
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