乙撐雙硬脂酰胺生產(chǎn)工藝及應(yīng)用概述

楊國華

（四川天宇油脂化學(xué)有限公司，四川瀘州，646300）

乙撐雙硬脂酰胺生產(chǎn)工藝及應(yīng)用概述

楊國華

（四川天宇油脂化學(xué)有限公司，四川瀘州，646300）

簡要分析探討了以乙二胺和硬脂酸為原料采用常壓直接合成法制備乙撐雙硬脂酰胺（EBS）的反應(yīng)過程中影響其色澤的因素，著重討論了原料、輔料、反應(yīng)時(shí)間（滴加速度）、反應(yīng)溫度、抗氧劑、催化劑加入量、包裝溫度等的影響，提出了改善EBS色澤的方法。

硬脂酸；乙 二 胺 ； 色 澤 ；乙撐雙硬脂酰胺

乙撐雙硬脂酰胺（E B S）英文名稱為Ethyienebistearic amide，別名乙烯基雙硬脂酰胺；分子式：C38N76N2O2，為白色細(xì)小顆粒，硬而脆的白色高熔點(diǎn)蠟。工業(yè)品熔點(diǎn)為141～146℃，密度（25℃）為0.98 g/mL，閃點(diǎn)約285℃，無毒，對人體無副作用，對酸堿和水介質(zhì)穩(wěn)定，在本品的熔點(diǎn)或其以上溫度下，可溶于混合二甲苯、萜烯、油漆涂料、石腦油、丁醇、甲基溶劑等和高沸點(diǎn)溶劑，但不溶于水、乙醇、苯、四氯化碳、甘油等，具有高溫潤滑和低溫防粘、明顯提高制品表面光滑度等特性。其在塑料、涂料、橡膠、化纖等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

1 主要技術(shù)指標(biāo)及應(yīng)用

1.1 技術(shù)指標(biāo)

外觀： 白色粉狀

密度（25℃）：0.98 g/mL；

初熔點(diǎn)：141～146℃；

總胺值：≤3.0mg KOH/g ；

細(xì)度：20目、125目、200目、325目；

色值：≤5.0G；

酸值：≤7.0mg KOH/g；

加熱減量（揮發(fā)分）：≤0.5%。

1.2 主要應(yīng)用領(lǐng)域

1.2.1 EBS在塑料領(lǐng)域的應(yīng)用

在許多熱塑性和熱固性塑料中作為內(nèi)部和外部滑劑，最具代表者如 ABS、PS、AS、PVC，亦可應(yīng)用于PE、PP、PVAC、醋酸纖維素（cellulose，Acctate），尼龍（Nylon），酚醛樹脂（pheonolic-Resin）、氨基塑料等，具有良好的光潔度，脫膜性。

在熱塑性的 PUR注塑加工中，該助劑也擔(dān)當(dāng)了內(nèi)部脫膜劑，添加量為0.1%～1%。

作為聚甲醛潤滑劑，添加量為0.5%，提高了熔體流動(dòng)速率，改善了脫膜性，且聚甲醛的白度、熱穩(wěn)定性及各項(xiàng)物理指標(biāo)均達(dá)到優(yōu)級品指標(biāo)。

1.2.2 EBS作為顏料、填料分散劑的應(yīng)用

在塑料（化纖）色母粒（如ABS、PS、丙綸、滌綸母粒）中，EBS作為分散劑，可提高顏料、填料的分散性和加入量，提高加工效率，并可提高色母粒的鮮艷度和光亮度；EBS還可作為塑料配色用擴(kuò)散粉，加入量為0.5%～5%。

1.2.3 在涂料、油墨中的應(yīng)用

涂料及油漆制造時(shí)，添加0.5%～2%EBS能提升鹽霧及防潮效果；在涂料中添加本品可改善脫漆劑性能，可提高烘烤瓷漆表面的流平性。

在家具拋光劑和印刷油墨中可作為消光劑。

本品經(jīng)微粉化處理后（粒徑：d 50約6μ，d 90約12μ），具有優(yōu)良的抗磨性和爽滑性，用于漆系改善打磨性，在多孔的表面改善脫氣性，用高剪切的分散設(shè)備或球磨機(jī)進(jìn)行微粉化處理，加入量為0.5%～1%，為保證顆粒充分濕潤，攪拌時(shí)間應(yīng)足夠長。

1.2.4 用作離型劑

鑄砂用酚醛樹脂添加 EBS可作為離型劑。

1.2.5 在橡膠中的應(yīng)用

合成樹脂及橡膠如 Yinyl，polychloroprene，GRS（SBR）在它們的乳化液中加入1%～3%EBS，有良好的抗粘及抗結(jié)塊效果，EBS應(yīng)用于汽車用地板墊，排水管等橡膠制品起到增加表面光澤的效果。

1.2.6 用作粉末涂料流動(dòng)助劑

EBS可用作粉末涂料的流動(dòng)助劑。

1.2.7 EBS在化纖中的應(yīng)用

在化纖工業(yè)中，EBS可以提高聚酯、聚酰胺纖維的耐熱耐候、流動(dòng)性能，賦予它們一定的抗靜電效果，在抗靜電尼龍纖維紡絲中可減少紗線的斷裂。

1.2.8 在日用塑料制品中的應(yīng)用

隨著塑料工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，日用塑料制品有了極大的發(fā)展。它替代許多古老的竹木制品、金屬制品和陶瓷制品，已進(jìn)入現(xiàn)代人們?nèi)粘Ｉ畹膫€(gè)角落，并以它各種優(yōu)異的性能日益被人們所接受和喜愛。盆、桶等類聚乙烯日用塑料制品之所以能得到人們的青睞，除了它的內(nèi)在性能之外，外表的色彩鮮艷和光潔是一個(gè)重要因素，但是，塑料制品表面光潔度的好壞可通過改進(jìn)配方，加入EBS助劑來達(dá)到這一目的。

1.2.9 其他用途

EBS的應(yīng)用近年來發(fā)展較快，國內(nèi)還開展了其他方面的嘗試。山西省化工研究所和上海溶劑廠將EBS作聚甲醛潤滑劑，應(yīng)用效果良好；北京織帶廠將EBS應(yīng)用到所生產(chǎn)的軟質(zhì)PVC輸水帶中，節(jié)省了動(dòng)力消耗，同時(shí)成膜開口效果得到了改善；太原塑料一廠將EBS應(yīng)用到所生產(chǎn)的PVC硬片中，提高了物料的流動(dòng)性，防止了物料結(jié)塊。

從上述EBS的用途可以看出，對其色澤的要求十分苛刻，因此生產(chǎn)過程中如何改善色澤尤為重要。

2 生產(chǎn)工藝

EBS的合成方法一般可分為4種路線：①硬脂酸與胺類化合物反應(yīng)；②硬脂酸酯與胺類化合物反應(yīng)；③硬脂酰氯與胺類化合物反應(yīng)；④腈化物的水解。硬脂酸法工藝簡單、操作方便，反應(yīng)條件溫和不苛刻，反應(yīng)原料易得且成本低，收率高、三廢少，但在成鹽階段生成的銨鹽中間體極易著色，使產(chǎn)品色值偏高，銨鹽在脫水階段有其他副反應(yīng)發(fā)生，導(dǎo)致產(chǎn)品純度下降，熔程變寬。但只要加強(qiáng)過程控制，生產(chǎn)出產(chǎn)品完全能滿足用戶需要；酰氯法的特點(diǎn)是兩步反應(yīng)，簡單易行、條件溫和，但后處理復(fù)雜、三廢多，總收率相對較低，且不適應(yīng)當(dāng)前環(huán)保形勢，但色澤好；脂肪酸酯與胺的反應(yīng)能獲得高純度的酰胺，收率高，但脂肪酸的酯化及酰胺化過程中醇的蒸發(fā)工藝復(fù)雜、能耗高，不利于實(shí)施清潔生產(chǎn)；氰化物分解雖然簡單，但原料氰化物的制備困難。

由于目前大部分EBS廠家均采用硬脂酸法生產(chǎn)EBS，因此下面著重探討該反應(yīng)工藝。

首先是在熔融狀態(tài)下，硬脂酸與乙二胺反應(yīng)，生成中間體銨鹽（100℃左右），該中間體極易著色，在140℃以上分解，得到相應(yīng)的乙酰雙硬脂酰胺。該方法工藝流程短，但反應(yīng)溫度較高，一般在200℃以上，還需選擇適宜的催化劑和抗氧劑，以保證合成過程中物料不被氧化，確保產(chǎn)品色度。

3 影響產(chǎn)品色澤的因素及防范措施

從前述硬脂酸法生產(chǎn)EBS的原理分析可以看出影響EBS色澤的主要因素，因此，下面著重討論硬脂酸法生產(chǎn)EBS過程中，如何通過有效的工藝過程控制來改善EBS色澤，進(jìn)而使產(chǎn)品達(dá)到用戶要求。

3.1 原料硬脂酸質(zhì)量

原料硬脂酸的質(zhì)量直接影響產(chǎn)品EBS的色度，一般情況下，要求原料硬脂酸色度在30APHA以下，且為同種原料生產(chǎn)，并要求融化狀態(tài)下不變色。若硬脂酸融化狀態(tài)下色澤太差，在滴加乙二胺生成胺鹽時(shí)產(chǎn)品表面氧化更快，從而導(dǎo)致產(chǎn)品色澤變深。

3.2 乙二胺質(zhì)量

乙二胺質(zhì)量也是保證EBS色澤的關(guān)鍵，一般要求乙二胺含量大于99.8%，色澤小于10APHA，且無渾濁變色現(xiàn)象，最好選擇優(yōu)質(zhì)乙二胺。

3.3 反應(yīng)溫度的影響

硬脂酸與乙二胺成鹽過程是個(gè)放熱過程，反應(yīng)溫度不需太高。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，滴加乙二胺的溫度控制在80～100℃為宜，成鹽過程為100℃左右。但是銨鹽分解是個(gè)可逆過程，迅速將水移出反應(yīng)系統(tǒng)，才能使胺分解過程進(jìn)行到底，反應(yīng)溫度常?？刂圃?60～200℃（該溫度主要與催化劑的類型及添加量相關(guān)）。不同溫度下銨鹽分解反應(yīng)的結(jié)果不同，隨著反應(yīng)溫度的提高，產(chǎn)物的收率也相應(yīng)提高，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到185℃左右時(shí)，收率達(dá)到最高值；與185℃分解相比，雖然收率高1.2個(gè)百分點(diǎn)，但產(chǎn)品色澤偏深，脫色處理效果不好，若繼續(xù)提高反應(yīng)溫度，則產(chǎn)物的收率又呈降低趨勢，同時(shí)產(chǎn)品色澤也成褐色，所以最佳反應(yīng)溫度為180℃。當(dāng)反應(yīng)溫度＜180℃時(shí)，脫水反應(yīng)不夠完全，使產(chǎn)品得率不夠理想；當(dāng)反應(yīng)溫度＞185℃時(shí)，銨鹽脫水更加徹底，但高溫反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生更多副產(chǎn)物，使產(chǎn)物收率也隨之下降；同時(shí)，太高的反應(yīng)溫度會(huì)使產(chǎn)品的表面更容易被氧化，導(dǎo)致產(chǎn)品色澤加深。

3.4 乙二胺的滴加速度和反應(yīng)器的攪拌效果

控制乙二胺的滴加速度非常重要，若滴加過快，反應(yīng)器內(nèi)會(huì)大量起泡溢出，不僅浪費(fèi)乙二胺，而且會(huì)使產(chǎn)品收率和色澤受到影響。但若太慢，反應(yīng)時(shí)間將延長，成鹽階段生成的銨鹽中間體極易著色，會(huì)直接影響產(chǎn)品的色澤，因此，選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)牡渭铀俣确浅Ｖ匾?/p>

此外，反應(yīng)器的攪拌效果是否均勻也將影響產(chǎn)品色澤，因?yàn)槿魯嚢璨痪鶆颍磻?yīng)器中物料可能出現(xiàn)局部過熱的現(xiàn)象，因此，攪拌器最好選用變頻電機(jī)，以便根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行的程度予以控制轉(zhuǎn)速。

3.5 不同抗氧劑的影響

由于反應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行，容易發(fā)生氧化副反應(yīng)，影響產(chǎn)品的收率和色澤。EBS制備的關(guān)鍵是抗氧劑的選擇，抗氧化效果的差異對產(chǎn)品的色澤影響極大，選擇不當(dāng)則產(chǎn)品發(fā)黃。硼氫化物和磷酸氫鹽等均可作為抗氧劑使用。筆者經(jīng)過多年生產(chǎn)試驗(yàn)證明，亞硫酸氫鈉作為抗氧劑收率最高，達(dá)到95%，但產(chǎn)品色澤偏深；以硼氫化鈉作抗氧劑，產(chǎn)品顏色變淺，但收率不高；在抗氧化劑用量不變的前提下，采用亞硫酸氫鈉和硼氫化鈉的混合物時(shí)，反應(yīng)收率較高（但需特別注意其添加量的影響），得到的EBS色澤較好。

3.6 氮?dú)獾谋Ｗo(hù)

為了保證產(chǎn)品色度，反應(yīng)進(jìn)料前需對反應(yīng)釜抽真空，完畢進(jìn)行氮?dú)鈴氐字脫Q，進(jìn)料后原料未升到反應(yīng)溫度前，在反應(yīng)器中連續(xù)通入氮?dú)?，使整個(gè)反應(yīng)在氮?dú)夥諊羞M(jìn)行（包括乙二胺），確保產(chǎn)品色度良好；同時(shí)氮?dú)膺B續(xù)放空，也使反應(yīng)生成的水被連續(xù)不斷地帶走，從而促使反應(yīng)向生成產(chǎn)品方向進(jìn)行。

3.7 噴粉冷卻溫度

目前大部分生產(chǎn)工藝反應(yīng)合格后的EBS均進(jìn)行噴粉包裝。根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)，若物料經(jīng)噴粉冷卻后在較高溫度下就開始包裝，則EBS即使包裝成型后色澤已會(huì)變深。一般情況下在產(chǎn)品溫度50℃以下包裝，變色的可能性較小。

[1] 韓秀山. 我國 EBS的市場前景和應(yīng)用進(jìn)展[J].廣東橡膠,2003(5)：19-20.

[2] 姜丹蕾, 石大川. 乙撐雙硬脂酰胺的合成與應(yīng)用[J].化工科技, 1999, 7(3)：36-38.

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[4] 王敏. 乙撐雙硬脂酰胺的生產(chǎn)技術(shù)及市場概述[J]. 精細(xì)與專用化學(xué)品, 2006,14(2).

Review on Production Process and Application of EBS

Yang Guohua
(Sichuan Tianyu Grease Chemical Co., Ltd., Luzhou, Sichuan,646300)

The paper briefly analyzes and discusses the factors that affect the color of Ethylene Bis Stearamide(EBS) by using stearic acid and ethylenediamine as raw materials in the way of direct synthesis method under atmospheric pressure, especially the raw materials, accessories, reaction time (dropping acceleration), reaction temperature, antioxidant, catalyst dosage, packaging temperature, etc. Then it puts forward some methods to improve the color of EBS with the attempt to provide insiders with some valuable reference on managing EBS.

stearic acid；ethylenediamine；color；ethylene bis stearamide

TQ645.6

A

1672-2701（2016）12-74-04

楊國華先生，工程師，四川天宇油脂化學(xué)有限公司副總工程師，主要從事油脂水解、脂肪酸蒸分餾及氫化工藝技術(shù)的研究以及脂肪含氮衍生物生產(chǎn)工藝的相關(guān)研究工作。E-mail:1311699370@qq.com。