一种生物基耐溶剂增塑剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物基耐溶剂增塑剂及其制备方法，该生物基耐溶剂增塑剂为改性二油酸异山梨酯、三(丁酸乙酯基)异氰尿酸酯和四丁基氯化铵组合而成。本发明专利技术制备得到的生物基耐溶剂增塑剂各组分之间相互配合，除了具有良好的增塑效果外，还能改善聚乙烯树脂的柔顺性、拉伸强度、耐萃取性和可降解性，赋予聚乙烯很好的阻燃性能，同时制备原料绿色环保，生物相容性好。容性好。

【技术实现步骤摘要】
一种生物基耐溶剂增塑剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及塑料制品添加剂
，具体涉及一种生物基耐溶剂增塑剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]在过去的六十多年中，塑料已经成为了世界上不可或缺、用途广泛的一种新型材料，广泛应用于食品包装、医疗用品、电子产品、建筑材料等领域。增塑剂的选择对于塑料用品的性能及安全性起着至关重要的作用。传统的几种增塑剂对于不同聚合物的塑化效果各不相同，在选择增塑剂时除了需要与聚合物材料有良好的生物相容性以外，其他的一些特性，如耐浸出性、柔韧性、热稳定性，以及对于水分和光等因素的抵抗力都需要进行考虑。已知的不同类型增塑剂有300多种，其中有50多种用于商业用途。最常用的增塑剂一般都是酯类有机化合物。耐溶剂性都不是很理想，这个性能缺点严重限制了生物基增塑剂材料的应用
[0003]专利CN111087572A公开了一种具有耐磨、耐溶剂、耐水性能的生物基水性聚氨酯树脂及其制备方法，其中，所述生物基水性聚氨酯树脂包括：含活性氢的多元醇、具有二聚脂肪酸主链的长链化合物等。该专利技术制备的生物基水性聚氨酯树脂具有优异的耐磨、耐溶剂和耐水性等性能。缺点在于力学性能较差，产品质量稳定性得不到保障。
[0004]专利CN113549199A涉及一种生物基耐溶剂聚酯多元醇、聚氨酯树脂及其制备工艺，属于聚氨酯多元醇及其制备方法
一种生物基耐溶剂聚酯多元醇，其特征在于包括生物基二元醇和生物基二元酸，二者的摩尔比为(1.05
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1.2)：1。该专利技术提供一种生物基耐溶剂聚氨酯多元醇合成方法并采用分步聚合的特殊生产工艺生产聚氨酯树脂，制得的聚氨酯树脂具有优良的耐溶剂以及耐高温性能。但是该聚氨酯树脂存在加工性能差，制备过程挥发性大的缺点。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在力学性能和加工性能差、污染大、不耐溶剂的问题，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种方法简单、原料绿色环保、溶出率低的生物基耐溶剂增塑剂的制备方法。
[0006]为了实现上述的专利技术目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0007]一种生物基耐溶剂增塑剂，所述生物基耐溶剂增塑剂为改性二油酸异山梨酯、三(丁酸乙酯基)异氰尿酸酯和四丁基氯化铵按质量比为1：2～4：0.1～0.3组合而成。
[0008]四丁基氯化铵的添加赋予了增塑剂分子中较多的支链结构，大量极性酸酯结构提高了与树脂基体的相容性，支链结构较多的增塑剂与树脂的相容性好，使得增塑剂不易扩散到介质中，在极性溶剂中具有较好的耐萃取性。水是一种极性溶剂，生物基耐溶剂增塑剂在水中的溶解性大，增塑剂在水中的质量损失率高，样品可以在亲油的包装材料及其它非亲水性的树脂制品中作为助剂使用，良好的亲水性也为增塑剂产品在水大量存在的自然环
境中容易降解。
[0009]所述二环氧油酸异山梨酯的制备方法，包括以下步骤：
[0010]S1将油酸与异山梨醇混合加热，再加入催化剂，加热反应，反应结束后冷却，再加入氢氧化钠水溶液，继续加热反应，反应结束后收集上清液，用水洗涤后干燥得到二油酸异山梨酯；
[0011]S2将二油酸异山梨酯与与催化剂混合加热，再加入甲酸和过氧化氢水溶液，加热反应，反应结束后收集有机相，用水洗涤后干燥得到二环氧油酸异山梨酯。
[0012]优选的，所述二环氧油酸异山梨酯的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S1将50～100g油酸与10～30g异山梨醇混合，混合均匀后在氮气的氛围下，加热至120～150℃，再加入0.1～1g催化剂，继续加热至130～160℃反应7～10h，反应结束冷却至20～30℃，再加入5～10mL10～20wt％氢氧化钠水溶液，加热至40～70℃反应30～60min，反应结束后离心10～20min，收集上清液，再将上清液用水洗涤2～3次，洗涤完成后将上清液在60～80℃下真空蒸馏10～30min，即得到二油酸异山梨酯；
[0014]S2将50～100g二油酸异山梨酯与5～10g催化剂混合，混合均匀后加热至50～70℃，再加入10～20g甲酸和40～70g 20～50wt％过氧化氢水溶液，在50～70℃搅拌反应5～10h，静置分离收集有机相，用水洗涤2～3次，洗涤完成后将有机相在60～80℃下真空蒸馏10～30min，即得到二环氧油酸异山梨酯。
[0015]异山梨醇是一种类似芳香结构的生物基二醇，可与羧酸通过酯化反应得到异山梨醇酯，异山梨醇酯具有与苯二甲酸酯类增塑剂相似的化学结构具有良好的生物降解性。本专利技术通过将其与从植物油中水解得到的油酸进行酯化反应，得到二油酸异山梨酯，由于油酸的烷基长链中含有不饱和双键，由于双键化学活性大，在加工和使用过程中易于发生氧化反应，若直接使用二油酸异山梨酯作为增塑剂，其耐热性以及耐老化性能均不好，因此本专利技术对油酸上的双键进行了环氧化改性得到二环氧油酸异山梨酯，其除了具有增塑剂的作用外，还兼有热稳定剂的作用，与传统的苯二甲酸酯类塑化剂相比，由于苯环的存在，其耐热性和稳定性都不够优秀，在热氧老化条件下会发生变色，二环氧油酸异山梨酯不仅增塑效果更好，而且力学性能和热稳定性更好。
[0016]所述改性二油酸异山梨酯的制备方法，包括以下步骤：
[0017]S1将油酸与异山梨醇混合加热，再加入催化剂，加热反应，反应结束后冷却，再加入氢氧化钠水溶液，继续加热反应，反应结束后收集上清液，用水洗涤后干燥得到二油酸异山梨酯；
[0018]S2将二油酸异山梨酯与与催化剂混合加热，再加入甲酸和过氧化氢水溶液，加热反应，反应结束后收集有机相，用水洗涤后干燥得到二环氧油酸异山梨酯；
[0019]S3将二环氧油酸异山梨酯与甲苯混合加热，再加入磷酸二乙酯、甲苯、催化剂，先搅拌，再加热反应，反应结束后冷却，用水洗涤后蒸馏得到磷酸二乙酯二油酸异山梨酯；
[0020]S4将磷酸二乙酯二油酸异山梨酯、醋酸酐、强酸性阳离子交换树脂混合，混合均匀后加热反应，反应结束后蒸馏，蒸馏结束后先用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤，再用水洗涤，洗涤完成后蒸馏得到改性二油酸异山梨酯。
[0021]优选的，所述改性二油酸异山梨酯的制备方法，包括以下步骤：
[0022]S1将50～100g油酸与10～30g异山梨醇混合，混合均匀后在氮气的氛围下，加热至
120～150℃，再加入0.1～1g催化剂，继续加热至130～160℃反应7～10h，反应结束冷却至20～30℃，再加入5～10mL10～20wt％氢氧化钠水溶液，加热至40～70℃反应30～60min，反应结束后离心10～20min，收集上清液，再将上清液用水洗涤2～3次，洗涤完成后将上清液在60～80℃下真空蒸馏10～30min，即得到二油酸异山梨酯；
[0023]S2将50～100g二油酸异山梨酯与5～10g催化剂混合，混合均匀后加热至50～70℃，再加入10～20g甲酸和40～70g 20～50wt％过氧化氢水溶液，在50～70℃搅拌反应5～10h，静置分离收集有机相，用水洗涤2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物基耐溶剂增塑剂的制备方法，其特征在于：所述生物基耐溶剂增塑剂为改性二油酸异山梨酯、三(丁酸乙酯基)异氰尿酸酯和四丁基氯化铵按质量比为1：2～4：0.1～0.3组合而成。2.如权利要求1所述生物基耐溶剂增塑剂的制备方法，其特征在于，所述改性二油酸异山梨酯的制备方法，包括以下步骤：S1将50～100g油酸与10～30g异山梨醇混合，混合均匀后在氮气的氛围下，加热至120～150℃，再加入0.1～1g催化剂，继续加热至130～160℃反应7～10h，反应结束冷却至20～30℃，再加入5～10mL10～20wt％氢氧化钠水溶液，加热至40～70℃反应30～60min，反应结束后离心10～20min，收集上清液，再将上清液用水洗涤2～3次，洗涤完成后将上清液在60～80℃下真空蒸馏10～30min，即得到二油酸异山梨酯；S2将50～100g二油酸异山梨酯与5～10g催化剂混合，混合均匀后加热至50～70℃，再加入10～20g甲酸和40～70g 20～50wt％过氧化氢水溶液，在50～70℃搅拌反应5～10h，静置分离收集有机相，用水洗涤2～3次，洗涤完成后将有机相在60～80℃下真空蒸馏10～30min，即得到二环氧油酸异山梨酯；S3将50～100g二环氧油酸异山梨酯与25～75g甲苯混合，混合均匀后加热至30～50℃，再加入25～50g磷酸二乙酯、25～75g甲苯、0.5～1g催化剂，先搅拌20～30min，再加热至70～80℃搅拌反应4～8h，反应结束后冷却至...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡长昕，
申请(专利权)人：昕亮科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：