一种改性氯化石蜡及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种改性氯化石蜡及其制备方法和应用，涉及增塑剂制备技术领域，所述改性氯化石蜡的结构式为：

A modified chlorinated paraffin and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种改性氯化石蜡及其制备方法和应用
本专利技术涉及增塑剂制备
，尤其涉及一种改性氯化石蜡及其制备方法和应用。
技术介绍
氯化石蜡是石蜡烃的氯化衍生物，具有低挥发性、阻燃、电绝缘性良好、价廉等优点，可用作阻燃剂和聚氯乙烯辅助增塑剂，广泛用于生产电缆料、地板料、软管、人造革、橡胶等制品，以及涂料、润滑油等的添加剂。但若氯化石蜡单独作为增塑剂使用时，增塑效果较差，因此应用受到限制。常见的解决方法是与邻苯二甲酸酯类等主增塑剂复配使用，但主增塑剂往往价格较高，并且存在主增塑剂与辅助增塑剂相容性问题，导致制件表面易出油，对制件外观带来不利影响。目前，针对氯化石蜡分子结构的设计和改性研究报道较少。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种改性氯化石蜡及其制备方法和应用，通过将间苯二甲酸酯结构引入氯化石蜡中，优化氯化石蜡自身增塑性能，制得的改性氯化石蜡增塑剂耐迁移性良好、增塑效率高。本专利技术提出的一种改性氯化石蜡，其结构式如式(Ⅰ)所示：其中，R1为-CnH2n+2-xClx-1，n＝12-24，x＝6-7；R2为C3-C6的直链烷基。本专利技术还提出了上述改性氯化石蜡的制备方法，其合成路线为：包括以下步骤：(1)5-巯基间苯二甲酸的合成：以式(Ⅱ)化合物为原料，在惰性气体保护下与硫氢化盐反应生成5-巯基间苯二甲酸(Ⅲ)，简称为SDA；其中，式(Ⅱ)化合物中，R3为-NO2、-F、-Cl、-Br；(2)5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡：以叔丁醇为催化剂，将5-巯基间苯二甲酸(Ⅲ)在惰性气体保护下与氯化石蜡进行取代反应，生成式(Ⅳ)，简称为CP-SDA；(3)酯化反应：将5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡(Ⅳ)在惰性气体保护下与正构醇进行酯化反应，即得改性氯化石蜡(Ⅰ)，简称为CP-SDE。优选地，具体包括以下步骤：(1)5-巯基间苯二甲酸的合成：将甲醇和硫氢化盐加入到反应器中，升温至50-55℃，滴加式(Ⅱ)化合物，在惰性气体保护下反应10-14h；待反应结束后，在90-100℃下真空干燥2-3h，得浅黄色液体产物SDA(Ⅲ)；(2)5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡：将丙酮和氯化石蜡加入到反应器中，搅拌，加入SDA(Ⅲ)和叔丁醇钾，升温至60-65℃，在惰性气体保护下反应10-14h；待反应结束后，在90-100℃下真空干燥2-3h，得淡黄色液体产物CP-SDA(Ⅳ)；(3)酯化反应：将CP-SDA(Ⅳ)加入到反应器中，再加入正构醇，升温至60-65℃，在惰性气体保护下反应4-6h；待反应结束后，在90-100℃下真空干燥2-3h，得淡黄色液体产物CP-SDE(Ⅰ)；优选地，正构醇为C3-C6正构醇。优选地，步骤(1)中，还包括萃取提纯，是将浅黄色液体产物SDA加入到乙醇中进行萃取，然后分离，再在90-100℃下真空干燥2-3h；优选地，步骤(2)中，反应结束后还包括萃取提纯，是将反应产物采用乙醇进行萃取，分离，在90-100℃下真空干燥2-3h，得淡黄色液体；然后将淡黄色液体加入到四氢呋喃中，用盐酸调节pH值至4，再加入到乙醇中进行萃取，分离，在90-100℃下真空干燥2-3h，即得淡黄色液体产物CP-SDA；优选地，步骤(3)中，反应结束后还包括萃取提纯，是将反应产物采用乙醇进行萃取，分离，然后在90-100℃下真空干燥2-3h，即得淡黄色液体产物CP-SDE。优选地，步骤(1)中，甲醇和硫氢化钠的摩尔份比为9-11：1；优选地，硫氢化钠和5-氯间苯二甲酸的摩尔份比为1-1.2：1。优选地，步骤(2)中，丙酮和氯化石蜡的摩尔份比为9-11：1；优选地，氯化石蜡和SDA的摩尔份比为1-1.2：1；优选地，叔丁醇钾和氯化石蜡的摩尔份比为1.8-2.2：1。优选地，步骤(3)中，CP-SDA和正构醇的摩尔份比为1：4-5。优选地，步骤(3)中，正构醇为正戊醇。本专利技术还提出上述改性氯化石蜡在PVC增塑剂中的应用。有益效果：本专利技术提出了一种改性氯化石蜡，采用亲核取代将间苯二甲酸酯结构引入氯化石蜡中，优化氯化石蜡自身增塑性能，获得一种耐迁移性良好、增塑效率高的氯化石蜡基增塑剂。当酯基碳原子数为6时，将该改性氯化石蜡增塑剂用于增塑PVC糊，PVC增塑样品粘度较未改性氯化石蜡增塑糊的粘度下降41％，拉伸强度较使用未改性氯化石蜡提高了97.87％，增塑效率提高44％，增塑效果显著。附图说明图1为本专利技术实施例1中制备的SDA的红外谱图；图2为本专利技术实施例1中制备的CP-SDA的红外谱图；图3为采用未改性CP和本专利技术实施例1中制备的CP-SDE6作为增塑剂增塑PVC糊树脂的塑化过程的金相显微镜图；图4为本专利技术实施例1中制备的不同CP-SDE增塑剂增塑PVC制品的拉伸强度图。具体实施方式本专利技术提出的一种改性氯化石蜡，其结构式如式(Ⅰ)所示：其中，R1为-nH2n+2-xClx-1，n＝12-24，x＝6-7；R2为C3-C6的直链烷基；其合成路线为：包括以下步骤：(1)5-巯基间苯二甲酸的合成：以式(Ⅱ)化合物为原料，在惰性气体保护下与硫氢化盐反应生成5-巯基间苯二甲酸(Ⅲ)，简称为SDA；其中，式(Ⅱ)化合物中，R3为-NO2、-F、-Cl、-Br；(2)5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡：以叔丁醇为催化剂，将5-巯基间苯二甲酸(Ⅲ)在惰性气体保护下与氯化石蜡进行取代反应，生成式(Ⅳ)，简称为CP-SDA；(3)酯化反应：将5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡(Ⅳ)在惰性气体保护下与正构醇进行酯化反应，即得改性氯化石蜡(Ⅰ)，简称为CP-SDE。下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种改性氯化石蜡，包括以下步骤：(1)5-巯基间苯二甲酸的合成在反应器中加入100份(摩尔份，下同)甲醇和10份硫氢化钠，升温至50℃后，缓慢滴加10份5-氯间苯二甲酸，氮气保护下反应12h。待反应结束后，100℃真空干燥2h。得到浅黄色液体，倒入乙醇中萃取，100℃真空干燥2h，得到浅黄色液体产物SDA。(2)5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡在反应器中加入100份丙酮和10份氯化石蜡CP，搅拌溶解后加入10份第一步反应产物SDA和20份叔丁醇钾，在氮气保护、60℃条件下反应12h。待反应结束后，用乙醇进行萃取，100℃真空干燥2h。得到淡黄色液体，倒入四氢呋喃中，用盐酸调节pH值至4，倒入乙醇中萃取，100℃真空干燥2h，得到淡黄色液体产物CP-SDA。(3)酯化反应向5个反应器中分别加入10份第二步反应产物CP-SDA，再向每个反应器中分别加入50份含碳原子数量为3-7的正构醇，在氮气保护、60℃条件下反应5h。待反应结束后，用乙醇进行萃取，100℃真空干燥2h，分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性氯化石蜡，其特征在于，其结构式如式(Ⅰ)所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种改性氯化石蜡，其特征在于，其结构式如式(Ⅰ)所示：



其中，R1为-CnH2n+2-xClx-1，n＝12-24，x＝6-7；R2为C3-C6的直链烷基。


2.一种如权利要求1所述的改性氯化石蜡的制备方法，其特征在于，其合成路线为：



包括以下步骤：
(1)5-巯基间苯二甲酸的合成：以式(Ⅱ)化合物为原料，在惰性气体保护下与硫氢化盐反应生成5-巯基间苯二甲酸(Ⅲ)，简称为SDA；其中，式(Ⅱ)化合物中，R3为-NO2、-F、-Cl、-Br；
(2)5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡：以叔丁醇为催化剂，将5-巯基间苯二甲酸(Ⅲ)在惰性气体保护下与氯化石蜡进行取代反应，生成式(Ⅳ)，简称为CP-SDA；
(3)酯化反应：将5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡(Ⅳ)在惰性气体保护下与正构醇进行酯化反应，即得改性氯化石蜡(Ⅰ)，简称为CP-SDE。


3.根据权利要求2所述的改性氯化石蜡的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)5-巯基间苯二甲酸的合成：将甲醇和硫氢化盐加入到反应器中，升温至50-55℃，滴加式(Ⅱ)化合物，在惰性气体保护下反应10-14h；待反应结束后，在90-100℃下真空干燥2-3h，得浅黄色液体产物SDA(Ⅲ)；
(2)5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡：将丙酮和氯化石蜡加入到反应器中，搅拌，加入SDA(Ⅲ)和叔丁醇钾，升温至60-65℃，在惰性气体保护下反应10-14h；待反应结束后，在90-100℃下真空干燥2-3h，得淡黄色液体产物CP-SDA(Ⅳ)；
(3)酯化反应：将CP-SDA(Ⅳ)加入到反应器中，再加入正构醇，升温至60-65℃，在惰性气体保护下反应4-6h；待反应结束后，在90-100℃下真空干燥2-3h，得淡黄色...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中立，王西弱，姚尚群，王文本，王西宇，
申请(专利权)人：安徽星鑫化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34