СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭПОКСИДИРОВАННЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ ПЛАСТИФИКАТОРА-СТАБИЛИЗАТОРА ДЛЯ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
METHOD FOR PRODUCING EPOXIDATED VEGETABLE OILS USED AS A STABILISER PLASTICISER FOR ORGANOCHLORINE POLYMER MATERIALS

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.
3
Из Табл. 2 (Приложение 2) видно, что производительность реактора увеличилась до 100…120 кг/мвчас.
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.