專利名稱：一種易降解酯基季銨鹽柔軟劑的制備方法
一種易降解酯基季銨鹽柔軟劑的制備方法
技術領域：
本發明涉及日用化學品生產領域，尤其涉及一種易降解酯基季銨鹽柔軟劑的制備方法。
背景技術：
地溝油泛指生活生產過程中經加工使用后排入環境中的廢棄油脂；地溝油經過過濾分水，脫臭脫色處理后可用于生產生物柴油及其它使用脂肪酸及其衍生物為原料的精細化工產品的生產。柔軟劑是在造紙、紡織及日化等部門廣泛使用的一類賦予產品良好手感及使用性能的重要精細化工產品。脂肪酸類衍生物作為柔軟劑使用由來已久，最早使用的脂肪烴季銨鹽因在環境中難以代謝而被禁用，而后脂肪酸衍生物氨基酰胺及酯季銨鹽的可生物降解的產品發展較快，關于酯季銨鹽類的描述可參見美國專利US4339391，在商業上可參考贏創的REW0QUAT系列商品，相似的，酯季銨鹽的配制方法可參見US3340840 ； US3872138。地溝油的回收主要通過過濾，分水，脫臭及脫色等步驟去除非油脂類雜質。經常發生的情況是在地溝油過于粘稠的時候，脫臭和脫色等工藝的效率很低，而使雜質大量殘留。 這一點對于相關產品的生產如生物柴油及柔軟劑來說，都是非常不利的。申請人研究發現， 如在過濾分水后先進行甲酯化，則產品粘度大大降低，精制工作的效率明顯大大提高，很容易得到適合的工業原料。一般而言，油脂的甲脂化過程系在甲醇中使用酸性催化劑進行預酯化而后使用催化劑進行酯交換而完成甲酯化過程。整個過程需要用到大量甲醇，而且需要進行多次酸堿度的調整，操作復雜。我們發現之所以使用大量甲醇，主要是因為油脂在甲醇中溶解度過低，反應是兩相反應所致。而使用酸堿反復進行催化則主要是因為油脂是脂肪酸及其甘油酯的混合物，發生酯交換的條件有所不同所致，參見文獻“棕櫚制備生物柴油研究，化工科技市場；30(3) ;2007，3;P26-29”。我們嘗試使用與油脂完全的碳酸二甲酯與油脂反應，令人驚奇的發現，反應在均相中進行，而且可以按化學計量的方式發生，可在不過量或微小過量的情況下獲得比較理想的甲酯化效果。一般以脂肪酸為原料生產柔軟劑，需要在較高溫度下脫水生成所需要的物質，而生產柔軟劑的另一重要原料主要是多胺類化合物或醇胺類化合物，都是高溫下易氧化變質的熱敏性物質，所以降低反應溫度對提高產品質量及降低生產成本都是有意義的。甲酯化地溝油就可以遠低于一般脂肪酸為原料所需的溫度下進行柔軟劑的生產。此類產品主要以飽和脂肪酸或其甘油脂，如硬脂酸棕櫚酸或棕櫚油及氫化牛油等為原料進行制備，該類產品具有飽滿的手感，但是水可分散性較差，使用時需要在很高的溫度下化料，而且在工作液中不穩定，有時容易破乳。而且，近年來因為飽和脂肪酸在食品及生物柴油中的需求量大增，價格上漲較快，大大增加了生產成本。而使用植物油脂為原料開發的此類產品，具有良好的水可分散性，使用方便。一般認為，飽和脂肪酸對于柔軟手感的貢獻大于不飽和脂肪酸，而地溝油由于是飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的混合物，所以其綜合效果較好，手感較好，而且方便使用。
發明內容本發明的目的在于，針對上述現有技術中的不足，提供了一種具有良好水可分散性及柔軟性的易降解酯基季銨鹽柔軟劑的制備方法。本發明的上述目的通過以下的技術方案來實現一種易降解酯基季銨鹽柔軟劑的制備方法，包括以下步驟A.分水過濾取一定量的地溝油，加入硅藻土，經攪拌、過濾，分去下層濁液，保留上層油脂；B.甲酯化在步驟A所得油脂中加入碳酸二甲酯，同時加入酸性催化劑，加熱到 120度反應4小時，加入碳酸鈉中和濃硫酸，過濾干凈得甲酯化地溝油；C.酯交換反應在步驟B所得的甲酯化地溝油中加入三乙醇胺，同時加入無機強堿催化劑，加熱到80度，真空-O. 06Mpa下反應2小時；D.季銨化在80度環境下，在2小時內滴加硫酸二乙酯，滴加完后，保溫2小時，
反應結束。本發明所述的制備方法，其中所述的步驟B中碳酸二甲酯的用量在油脂摩爾量 110%以上即可。本發明所述的制備方法，其中所述的步驟B中甲酯化時采用的酸性催化劑可以是固體或液體強酸，如濃硫酸，三氟甲磺酸、氨基磺酸、對甲苯磺酸等。本發明所述的制備方法，其中所述的步驟B中甲酯化時采用的酸性催化劑的用量為 O. 05% -O. 5%o本發明所述的制備方法，其中所述的步驟C中甲酯化地溝油與三乙醇胺的摩爾比為 I. 5-2 I。本發明所述的制備方法，其中所述的步驟C中的無機強堿催化劑可以是氫氧化鈉或氫氧化鉀。本發明與現有技術相比的優點是將地溝油經過過濾分水后，用化學計量的碳酸二甲酯進行甲酯化，而后靜置分層過濾除雜，得到適合于本發明需要的制備柔軟劑所需要的甲酯化回收地溝油，以此甲酯化地溝油為原料可在大大低于常規所需的反應溫度下進行柔軟劑的生產。
具體實施方式
以下對本發明的較佳實施例加以詳細說明。實施例I :A.分水過濾取地溝油10千克,加入硅藻土 I千克,攪拌30分鐘，過濾，分去下層濁液，保留上層油脂，稱重得8. I千克；B.甲酯化在步驟A所得的將8. I千克油脂中加入3千克碳酸二甲酯，同時加入 8克濃硫酸作為催化劑，加熱到120度反應4小時，加入10克碳酸鈉中和濃硫酸，過濾干凈得甲酯化地應4小時，加入10克碳酸鈉中和濃硫酸，過濾干凈得甲酯化地溝油7. 6千克；C.酯交換反應在步驟B所得的7. 6千克甲酯化地溝油中加入2. I千克三乙醇胺，同時加入7. 6克氫氧化鈉作為催化劑，加熱到80度，真空-O. 06Mpa下反應2小時；D.季按化在80度環境下,在2小時內滴加2. 2千克硫酸_■乙酷，滴加完后，保溫 2小時，反應結束。實施例2 A.分水過濾取地溝油10千克,加入硅藻土 2千克，攪拌60分鐘，過濾，分去下層濁液，保留上層油脂，稱重得7. 8千克；B.甲酯化在步驟A所得的將8. I千克油脂中加入3千克碳酸二甲酯，同時加入 8克氨基磺酸作為催化劑，加熱到120度反應4小時，加入10克碳酸鈉中和濃硫酸，過濾干凈得甲酯化地溝油7. 4千克；C.酯交換反應在步驟B所得的7. 4千克甲酯化地溝油中加入2. I千克三乙醇胺， 同時加入7. 6克氫氧化鈉作為催化劑，加熱到80度，真空-O. 06Mpa下反應2小時；D.季按化在80度環境下,在2小時內滴加2. 2千克硫酸_■乙酷，滴加完后，保溫 2小時，反應結束。實施例3 A.分水過濾取地溝油10千克,加入硅藻土 4千克，攪拌60分鐘，過濾，分去下層濁液，保留上層油脂，稱重得7. 2千殼；B.甲酯化在步驟A所得的將7. 2千克油脂中加入3千克碳酸二甲酯，同時加入 8克對甲苯磺酸作為催化劑，加熱到120度反應4小時，加入10克碳酸鈉中和濃硫酸，過濾干凈得甲酯化地溝油6. 7千克；C.酯交換反應在步驟B所得的6. 7千克甲酯化地溝油中加入I. 9千克三乙醇胺， 同時加入7. 6克氫氧化鈉作為催化劑，加熱到80度，真空-O. 06Mpa下反應2小時；D.季按化在80度環境下,在2小時內滴加2. 2千克硫酸_■乙酷，滴加完后，保溫 2小時，反應結束。
權利要求
1.一種易降解酯基季銨鹽柔軟劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟A.分水過濾取一定量的地溝油，加入硅藻土，經攪拌、過濾，分去下層濁液，保留上層油脂；B.甲酯化在步驟A所得油脂中加入碳酸二甲酯，同時加入酸性催化劑，加熱到120度反應4小時，加入碳酸鈉中和濃硫酸，過濾干凈得甲酯化地溝油；C.酯交換反應在步驟B所得的甲酯化地溝油中加入三乙醇胺，同時加入無機強堿催化劑，加熱到80度，真空-O. 06Mpa下反應2小時；D.季按化在80度環境下，在2小時內滴加硫酸_■乙酷，滴加完后，保溫2小時，反應結束。
2.根據權利要求I所述的一種易降解酯基季銨鹽柔軟劑的制備方法，其特征在于所述步驟B中碳酸二甲酯的用量在油脂摩爾量110%以上即可。
3.根據權利要求I所述的一種易降解酯基季銨鹽柔軟劑的制備方法，其特征在于所述步驟B中甲酯化時采用的酸性催化劑可以是固體或液體強酸，如濃硫酸，三氟甲磺酸、氨基磺酸、或對甲苯磺酸。
4.根據權利要求I所述的一種易降解酯基季銨鹽柔軟劑的制備方法，其特征在于所述步驟B中甲酯化時采用的酸性催化劑的用量為O. 05% -O. 5%。
5.根據權利要求I所述的一種易降解酯基季銨鹽柔軟劑的制備方法，其特征在于所述步驟C中甲酯化地溝油與三乙醇胺的摩爾比為1.5-2 I。
6.根據權利要求I所述的一種易降解酯基季銨鹽柔軟劑的制備方法，其特征在于所述步驟C中的無機強堿催化劑可以是氫氧化鈉或氫氧化鉀。
全文摘要
本發明公開了一種易降解酯基季銨鹽柔軟劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟分水過濾；甲酯化；酯交換反應；季銨化。本發明與現有技術相比的優點是將地溝油經過過濾分水后，用化學計量的碳酸二甲酯進行甲酯化，而后靜置分層過濾除雜，得到適合于本發明需要的制備柔軟劑所需要的甲酯化回收地溝油，以此甲酯化地溝油為原料可在大大低于常規所需的反應溫度下進行柔軟劑的生產。
文檔編號C11C3/04GK102586029SQ201210001338
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月5日 優先權日2012年1月5日
發明者張靜 申請人:上虞市精細化工廠