环氧油酸新戊二醇酯及其合成方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种具有如式（I）所示结构的环氧油酸新戊二醇酯，可作为增塑剂应用于塑料中，其合成步骤包括：1）油酸与新戊二醇进行酯化反应合成新戊二醇油酸酯；2）将新戊二醇油酸酯与双氧水进行环氧化反应合成环氧油酸新戊二醇酯。本发明专利技术的制备工艺简单，将其作为增塑剂应用于塑料中，制品加工性能优异，紫外线阻隔率较高，耐溶剂析出性能好；尤其应用于电线电缆料中，制品耐老化性好，低温冲击脆化性能好，是一种性质优良的无毒塑料增塑剂，具有广阔的市场前景。阔的市场前景。阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
环氧油酸新戊二醇酯及其合成方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种增塑剂，具体涉及一种环氧油酸新戊二醇酯，此外，本专利技术还涉及一种环氧油酸新戊二醇酯的合成方法与应用。

技术介绍

[0002]近年来，随着人们环境保护意识的增强，医药、食品包装、日用品、玩具等塑料制品对增塑剂提出了更高的卫生要求。长期以来增塑剂主要是以邻苯类产品为主，但是人们发现该类增塑剂对人体有某些毒副作用，为此，欧盟食品安全机构(EFSA)规定了邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)等浓度的限量，所以，无毒环保的增塑剂成为当下全球增塑剂研究的重点。
[0003]由于环氧植物油具有良好的耐热性、耐光性、互渗性、低温柔韧性，且挥发度低等特性，近年来在塑料工业中应用广泛，是美国食品药物管理局(FDA)批准的唯一可用于仪器包装材料的增塑剂，特别适用于食品/药品塑料包装材料、儿童玩具以及家庭装饰材料等有严格环保要求的领域。然而，环氧植物油的分子量及粘性较大，流动性差，限制了其进一步应用。
[0004]新戊二醇油酸酯是一种具有优良性能的酯类化合物，它具有极好的粘温性，良好的耐低温性，高温稳定性好，低挥发性，运动黏度较低，流变学性能稳定、生物降解性能和摩檫学性能均优于矿物油，因而能满足较高的润滑要求。又因为其生物降解率高，可高达 97％，较高温度下能够直接汽化，几乎不存在结焦、残留，是一类极具开发潜力的环境友好型绿色润滑油，已成为了调制高级润滑油和化纤油剂的重要基础原料。新戊二醇油酸酯粗产品显酸性，传统的脱酸方法(CN 102826999 A)是加入占油酸和新戊二醇总重量的 10～40％的NaHCO3饱和溶液进行碱洗，然后再经过水洗、真空干燥等步骤，该方法耗碱量和耗水量都非常大，大量的碱不仅会腐蚀生产设备，还会引起新戊二醇油酸酯粗产品的部分皂化，从而降低产品收率，影响产品质量，例如产品的电阻率明显降低等。因此需要寻求一种更有效的脱酸方法。
[0005]此外，新戊二醇油酸酯主要作为润滑油使用，其进一步的延伸应用鲜见报道。申请人结合环氧类增塑剂和新戊二醇油酸酯的特点，希望开发出一种新型的性质优良的增塑剂。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种加工性能优异，耐溶剂析出性能好，耐老化性好的新型增塑剂环氧油酸新戊二醇酯，本专利技术的另一目的在于提供一种该增塑剂的合成方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术以油酸与新戊二醇为原料，通过1)酯化反应：油酸与新戊二醇在催化剂作用下进行酯化反应合成新戊二醇油酸酯：2)环氧化反应：将步骤1)中生成的新戊二醇油酸
酯与双氧水在弱酸和催化剂作用下进行环氧化反应合成环氧油酸新戊二醇酯等步骤，合成得到了加工性能优异，耐溶剂析出性能好，耐老化性好的新型增塑剂环氧油酸新戊二醇酯，其具有如下式(I)所示的结构：
[0009][0010]优选的是：步骤1)所述的酯化反应中，油酸与新戊二醇的重量比为4.9～6.0：1。
[0011]优选的是：步骤1)所述的酯化反应中，反应温度为160-250℃，反应时间为8-16 小时。进一步优选的是：反应温度在170℃、190℃、210℃分别保温2小时，230℃保温8 小时。
[0012]优选的是：步骤1)所述的酯化反应中，通入氮气进行保护，采用高温氮气脱臭法脱除新戊二醇油酸酯粗产品中的酸性物质。
[0013]优选的是：步骤1)所述的酯化反应中，所述催化剂为钛酸四丁酯、磷酸、磷酸钠中的至少一种，且其用量为油酸和新戊二醇总重量的0.1-0.4％。
[0014]优选的是：步骤2)所述的环氧化反应中，反应温度为60-80℃，反应时间为4-10 小时。
[0015]优选的是：步骤2)所述的环氧化反应中，所述催化剂为硫酸或磷酸。
[0016]优选的是：步骤2)所述的环氧化反应中，所述弱酸为甲酸和/或乙酸。
[0017]优选的是：步骤2)所述的环氧化反应中，新戊二醇油酸酯、双氧水、弱酸、催化剂的重量比为1：0.4-0.7：0.04-0.08：0.001-0.003。
[0018]本专利技术制得的环氧油酸新戊二醇酯可作为增塑剂应用，常用于塑料，尤其是电线电缆中，且具有粘度小、稳定性好、流动性高、与塑料增塑效果好的特点。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0020]1、提供了一种新型化合物环氧油酸新戊二醇酯，将其作为增塑剂应用于塑料中，制品加工性能优异，紫外线阻隔率较高，耐溶剂析出性能好；尤其应用于电线电缆料中，制品耐老化性好，低温冲击脆化性能好，是一种性质优良的无毒塑料增塑剂；
[0021]2、提供了该新型增塑剂环氧油酸新戊二醇酯的合成方法，其中步骤1)酯化反应中边通氮气边进行反应，采用高温氮气脱臭法脱除新戊二醇油酸酯粗产品中的酸性物质，从而避免使用碱洗、水洗等脱酸方法，大大减小对设备的腐蚀性，提高新戊二醇油酸酯的收率和质量。
附图说明
[0022]图1示出了本专利技术实施例1的原料油酸的核磁共振氢谱图；
[0023]图2示出了本专利技术实施例1的原料新戊二醇的核磁共振氢谱图；
[0024]图3示出了根据本专利技术的实施例1所制得的新戊二醇油酸酯的核磁共振氢谱图；
[0025]图4示出了根据本专利技术的实施例1所制得的环氧油酸新戊二醇酯的核磁共振氢谱图。
[0026]图5示出了根据本专利技术的实施例1所制得的新戊二醇油酸酯的红外光谱图；
[0027]图6示出了根据本专利技术的实施例1所制得的环氧油酸新戊二醇酯的红外光谱图；
[0028]图7示出了根据本专利技术的实施例1所制得的环氧油酸新戊二醇酯与现有技术中其它增塑剂增塑PVC混合物料的流变性能曲线图。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。如无特别说明，本专利技术各实施例中所采用的原料均可通过市场购买可得。
[0030]本专利技术所述的环氧油酸新戊二醇酯，其合成过程包括以下步骤：
[0031]1)酯化反应：油酸与新戊二醇进行酯化反应合成新戊二醇油酸酯，此反应步骤中，反应温度为160-250℃，反应时间为8-16小时，其反应原理如下；
[0032][0033]2)环氧化反应：将步骤1)中生成的新戊二醇油酸酯与双氧水在弱酸和催化剂作用下进行环氧化反应合成环氧油酸新戊二醇酯，此反应步骤中，反应温度为60-80℃，反应时间为4-10小时，其反应原理如下：
[0034][0035]步骤1)所述的酯化反应中通入氮气进行保护，所述油酸与新戊二醇的重量比为 4.9～6.0：1，所述催化剂可以是钛酸四丁酯、磷酸、磷酸钠中的至少一种，且其用量为油酸和新戊二醇总重量的0.1-0.4％；
[0036]步骤2)所述的环氧化反应中，所述催化剂为硫酸或磷酸，所述弱酸为甲酸和/或乙酸，所述新戊二醇油酸酯、双氧水、弱酸、催化剂的重量比为1：0.4-0.7：0.04-0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环氧油酸新戊二醇酯，其特征在于：具有以下结构式，。2.一种环氧油酸新戊二醇酯的合成方法，其特征在于：包括以下步骤，1）酯化反应：油酸与新戊二醇在催化剂作用下进行酯化反应合成新戊二醇油酸酯，；2）环氧化反应：将步骤1）中生成的新戊二醇油酸酯与双氧水在弱酸和催化剂作用下进行环氧化反应合成环氧油酸新戊二醇酯， 。3.根据权利要求2所述的环氧油酸新戊二醇酯的合成方法，其特征在于：步骤1）所述的酯化反应中，油酸与新戊二醇的重量比为4.9~6.0 ：1。4.根据权利要求2或3所述的环氧油酸新戊二醇酯的合成方法，其特征在于：步骤1）所述的酯化反应中，反应温度为160-250℃，反应时间为8-16小时。5.根据权利要求4所述的环氧油酸新戊二醇酯的合成方法，其特征在于：步骤1）所述的酯化反应中，反应温度在170℃、190℃、210℃中分别保温2小时，230℃保温8小时。6.根据权利要求4所述的环氧油酸新戊二醇酯的合成方法，其特征在于：步骤1）所述的酯化反应中，通入氮气进行保护。7.根据权利要求2或3所述的环氧油酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：毋亭亭，曹志亮，李道斌，邓健能，张莉春，
申请(专利权)人：南通海珥玛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：