一种用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯的制备方法技术

一种用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯的制备方法，属于化学合成技术领域。本发明专利技术以价格低廉的生物基原料蓖麻油下游产品蓖麻油酸、二元酸酐、二元醇为原料，经两步法反应先由蓖麻油酸和二元酸酐制备蓖麻油基二元酸，再由该蓖麻油基二元酸和二元醇在催化剂、带水剂的共同作用下进行聚酯化反应，再经减压蒸馏等后处理制得产品蓖麻油基聚酯PVC增塑剂。将该产品、PVC树脂、热稳定剂按照一定的配方通过溶剂铸膜法制备PVC塑料试片，试片柔软，透明度和同样条件下由邻苯二甲酸二辛酯（DOP）增塑的PVC塑料片相当。本发明专利技术原料属于植物油基，原料可再生，价格低廉，不依赖石油，制备工艺简单，不产生三废，产品无毒、环保、耐迁移、增塑性能优异，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯的制备方法，属于化学合成
。本专利技术以价格低廉的生物基原料蓖麻油下游产品蓖麻油酸、二元酸酐、二元醇为原料，经两步法反应先由蓖麻油酸和二元酸酐制备蓖麻油基二元酸，再由该蓖麻油基二元酸和二元醇在催化剂、带水剂的共同作用下进行聚酯化反应，再经减压蒸馏等后处理制得产品蓖麻油基聚酯PVC增塑剂。将该产品、PVC树脂、热稳定剂按照一定的配方通过溶剂铸膜法制备PVC塑料试片，试片柔软，透明度和同样条件下由邻苯二甲酸二辛酯（DOP）增塑的PVC塑料片相当。本专利技术原料属于植物油基，原料可再生，价格低廉，不依赖石油，制备工艺简单，不产生三废，产品无毒、环保、耐迁移、增塑性能优异，具有良好的应用前景。【专利说明】—种用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯的制备方法
本专利技术涉及一种用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯的制备方法，属于化学合成
。
技术介绍
增塑剂是一种加入到高分子材料(通常是指树脂、塑料或弹性体)中，以提高它们的可加工性、可塑性、柔韧性的物质。目前，占据主流市场的增塑剂是邻苯二甲酸酯类，用量较大的如邻苯二甲酸二辛脂(D0P)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。然而，经研究证实，此类增塑剂进入人体后，对机体多个系统产生毒性作用，尤其是对妇女和儿童危害很大。美国环境保护总局和欧洲议会已经限制了多种邻苯二甲酸酯类增塑剂在环保和卫生领域的应用，如儿童玩具、医疗器械、食品包装等敏感性材料。因此，合成无毒、环保、耐迁移及增塑性能好的增塑剂迫在眉睫。植物油基增塑剂是以生物质可再生资源植物油为基础合成的一类无毒环保型增塑剂，其中生产植物油基增塑剂的原料有三大类:天然油脂如蓖麻油、大豆油等；甘油；由天然油脂加工得到的脂肪酸(主成分为十八碳脂肪酸)。其中，蓖麻油价格低廉，原料易得，并具有可再生性。聚酯增塑剂是一种新型的低相对分子质量化合物，它是由二 (多)元醇与二 (多)元酸通过缩聚反应得到的线性高分子聚合物，是增塑剂的一个重要品种。与单体分子结构的增塑剂相比，它具有迁移性小、耐高温、耐抽出的特点，在PVC制品中有突出的抗低温冲击、非常高的抗撕裂强度和抗抽出能力 。它主要用作汽车内制品、电线电缆、电冰箱耐低温器材等室内外对低温或抽出要求高的功能性塑料制品，并且使用领域日益广泛，是发展较快的一类特种增塑剂，在应用研究方面主要解决耐久性与加工性、低温性之间的矛盾。由此想到克服传统增塑剂的弊端，把植物油基增塑剂和聚酯增塑剂两者的优点结合在一起。聚酯增塑剂需要原料含有两个羧基或两个羟基，植物油基中可以直接进行聚酯化反应的不多，需要先进行一步有机合成。先由价格低廉的蓖麻油下游产品蓖麻油酸和二元酸酐制备蓖麻油基二元酸，再由该二元酸和二元醇进行聚酯化反应，经减压蒸馏等后处理制得蓖麻油基聚酯类增塑剂。将该聚酯增塑剂产品、PVC树脂、热稳定剂按照一定的配方通过溶剂铸膜法制备PVC塑料试片，试片柔软，透明度和同样条件下DOP制备的塑料片相当。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯的制备方法，其克服了传统增塑剂分子量小、性能单一、与PVC相容性较差等缺点，提供了具有热稳定性强、机械性能良好，柔软度高的用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯及其制备方法。产品可以用在对增塑剂环保性、PVC塑料柔软性要求较高的领域。本专利技术的技术方案，一种用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯的制备方法，先由蓖麻油酸和二元酸酐制备蓖麻油基二元酸，再由该蓖麻油基二元酸和二元醇在催化剂、带水剂的共同作用下进行聚酯化反应，经减压蒸馏处理制得产品；具体步骤如下: (1)蓖麻油基二元酸的制备:在反应器中加入蓖麻油酸、二元酸酐和催化剂，其中蓖麻油酸与二元酸酐的摩尔比为1:1，催化剂的加入量为蓖麻油酸和二元酸酐总质量的0.2%~0.5%，温度控制在110°C~130°C，反应的同时测量反应液酸值，待酸值不再降低即完成反应，冷却至室温，即得蓖麻油基二元酸； 反应方程式如下:【权利要求】1.一种用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯的制备方法，其特征在于:先由蓖麻油酸和二元酸酐制备蓖麻油基二元酸，再由该蓖麻油基二元酸和二元醇在催化剂、带水剂的共同作用下进行聚酯化反应，经减压蒸馏处理制得产品；具体步骤如下: (1)蓖麻油基二元酸的制备:在反应器中加入蓖麻油酸、二元酸酐和催化剂，其中蓖麻油酸与二元酸酐的摩尔比为1:1，催化剂的加入量为蓖麻油酸和二元酸酐总质量的0.2%~Ο.5%，温度控制在110°C~130°C，反应的同时测量反应液酸值，待酸值不再降低即完成反应，冷却至室温，即得蓖麻油基二元酸； (2)蓖麻油基聚酯类增塑剂初产品的制备:取步骤(1)制备的蓖麻油基二元酸、二元醇、催化剂以及带水剂加入反应器中，其中蓖麻油基二元酸:二元醇摩尔比为1.0:1.2^1.0:1.5，催化剂的加入量为蓖麻油基二元酸和二元醇总质量的1.0%~3.0%，带水剂的加入量为蓖麻油基二元酸和二元醇总质量的10%~20% ;将上述原料混合,在氮气保护下缓慢升温，控制最高反应温度不超过210°C，待体系酸值不再降低时停止反应，氮气保护下冷却至室温，即得蓖麻油基聚酯类增塑剂初产品； (3)减压蒸馏:取步骤(2)得到的初产品在130°C~150°C、0.05、.1MPa下减压蒸馏，蒸馏结束，继续维持0.05、.1MPa压力状态下冷却至室温，即得最终产品用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯； 所述催化剂为钛酸四正丁酯、氯化亚锡、三氧化二锑之一种； 所述带水剂为环己烷。2.根据权利要求1所述用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯的制备方法，其特征在于:步骤(I)所述二元酸酐为六氢邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、甲基六氢苯酐或丁二酸酐中的一种。3.根据权利要求1所述用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯的制备方法，其特征在于:步骤(2)所述二元醇为:一缩二乙二醇，二缩三乙二醇，I, 4- 丁二醇，甲基丙二醇，乙二醇，1，3-丙二醇中的一种。4.根据权利要求1所述用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯的制备方法，其特征在于:所述产品用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯相对分子量在4500-5500，分子量分布在1.10~1.80。【文档编号】C08G63/676GK103804669SQ201410070588【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日 【专利技术者】蒋平平, 张彩芹 申请人:江南大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯的制备方法，其特征在于：先由蓖麻油酸和二元酸酐制备蓖麻油基二元酸，再由该蓖麻油基二元酸和二元醇在催化剂、带水剂的共同作用下进行聚酯化反应，经减压蒸馏处理制得产品；具体步骤如下：（1）蓖麻油基二元酸的制备：在反应器中加入蓖麻油酸、二元酸酐和催化剂，其中蓖麻油酸与二元酸酐的摩尔比为1:1，催化剂的加入量为蓖麻油酸和二元酸酐总质量的0.2%~0.5%，温度控制在110℃~130℃，反应的同时测量反应液酸值，待酸值不再降低即完成反应，冷却至室温，即得蓖麻油基二元酸；（2）蓖麻油基聚酯类增塑剂初产品的制备：取步骤（1）制备的蓖麻油基二元酸、二元醇、催化剂以及带水剂加入反应器中，其中蓖麻油基二元酸:二元醇摩尔比为1.0:1.2~1.0:1.5，催化剂的加入量为蓖麻油基二元酸和二元醇总质量的1.0%~3.0%，带水剂的加入量为蓖麻油基二元酸和二元醇总质量的10%~20%；将上述原料混合，在氮气保护下缓慢升温，控制最高反应温度不超过210℃，待体系酸值不再降低时停止反应，氮气保护下冷却至室温，即得蓖麻油基聚酯类增塑剂初产品；（3）减压蒸馏：取步骤（2）得到的初产品在130℃~150℃、0.05~0.1MPa下减压蒸馏，蒸馏结束，继续维持0.05~0.1MPa压力状态下冷却至室温，即得最终产品用作PVC增塑剂的蓖麻油基聚酯；所述催化剂为钛酸四正丁酯、氯化亚锡、三氧化二锑之一种；所述带水剂为环己烷。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋平平，张彩芹，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：