环氧脂肪酸甲酯,常温常压下呈无毒、无味黄色液体,属于环保型聚氯乙烯(PVC)增塑剂兼稳定剂。环氧脂肪酸甲酯可通过脂肪酸甲酯与过氧甲酸在酸性条件下发生环氧化反应制得,主要转化原料中的不饱和双键而成。环氧脂肪酸甲酯可替代邻苯二甲酸酯类增塑剂(如DOP),广泛用于食品包装、医疗器材、玩具及供水管道等PVC制品生产,兼具改善材料柔韧性与延缓老化的功能,其与钡、镉、锌等金属稳定剂协同使用时能提升制品物理性能,且在合成橡胶、纤维素树脂及环氧涂料中发挥润滑与分散作用。

图1 环氧脂肪酸甲酯的性状图
理化性质
环氧脂肪酸甲酯外观呈浅黄色液体,无特殊气味,易溶于醚、醇等有机溶剂,不溶于水。与普通环氧植物油增塑剂相比,环氧脂肪酸甲酯具有光稳定性好、无毒、挥发性低、脂质相容性好等特点,在家用电器、管道管材、电线电缆、食品包装、医用材料等领域应用广泛。
优势
环氧脂肪酸甲酯与PVC树脂相容性好,增塑效果明显。添加环氧脂肪酸甲酯能明显提高制品的物理性能,延长老化时间,与钡、镉、锌等金属稳定剂并用时,有良好的协同作用。环氧脂肪酸甲酯被广泛应用于PVC压延膜、发泡PVC人造革、服装革、电线电缆、一次性PVC手套、儿童玩具、输液管、医疗器械、冰箱密封条、食品包装膜、汽车地板革、广告布、再生塑胶造粒等制品中。同时,环氧脂肪酸甲酯还具有良好的润滑性、相容性、分散性,亦可用作表面活性剂、分散剂应用于环氧涂料、环氧树脂等行业。
脱羧工艺
研究人员公开报道了一种环氧脂肪酸甲酯的脱酸工艺,其中环氧脂肪酸甲酯粗品进入汽提塔,油温控制在90~110℃,汽提塔的真空度控制在0.08 MPa~0.1 MPa之间,经过汽提后得到纯化后的环氧脂肪酸甲酯。该工艺所采用的汽提为物理方法,相比传统化学方法,不需要加入额外的反应物质,因此环氧脂肪酸甲酯不会引入新的杂质。同时,通过汽提塔进行纯化时,由于汽提塔为封闭环境,能够收集生产过程中有气味的气体,使得最终得到的环氧脂肪酸甲酯相比传统方法气味更小、闪点更高。[1]
工业应用
环氧脂肪酸甲酯是一种环保型增塑剂兼稳定剂,能够替代邻苯二甲酸酯类增塑剂(如DOP),因此被广泛用于食品包装、医疗器材、玩具及供水管道等PVC制品的生产。在PVC制品加工中,环氧脂肪酸甲酯的推荐用量为20–30份;同时,该产品也可应用于电线电缆、片材、管材、塑料鞋子、冰箱密封条等聚氯乙烯塑料制品,以及在聚氯乙烯薄膜或人造革的加工中发挥作用。此外,环氧脂肪酸甲酯还可用作纤维素树脂和合成橡胶的无毒增塑剂与软化剂,在橡胶制品加工过程中,添加环氧脂肪酸甲酯有助于改善材料的物理性能。环氧脂肪酸甲酯亦可作为环氧涂料和环氧树脂等生产中的表面活性剂和分散剂,例如在电线电缆材料中,可与PVC树脂、PMMA树脂、碳酸钙、阻燃剂(如空心陶瓷微珠、空心玻璃微珠)、抗氧化剂等成分复配,从而制备出具有高强度、高韧性、高稳定性和阻燃性能的材料。
安全说明
环氧脂肪酸甲酯通常不被归类为危险化学品,常温下呈无毒、无味特性。环氧脂肪酸甲酯被公认为一种无毒增塑剂,国际食品、药物管理局已批准其可用于食品、药物的包装材料,玩具及家庭装饰材料的助剂。
参考文献
[1] 陈洁,蒋剑春,聂小安,等.环氧脂肪酸甲酯增塑剂的研制及应用[J].现代化工, 2013, 3:54-57.