一种环氧增塑剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及C11C3，更具体地，本发明专利技术涉及一种环氧增塑剂及其制备方法和应用。所述增塑剂的制备原料包括环氧脂肪酸酯、醇和酯交换催化剂。本发明专利技术通过合适大小的环氧脂肪酸酯和醇发生酯交换的方法，提供一种增塑效果几乎可完全代替DOP且无毒环保、可降解、相容性好、增塑效率高、生产工艺简单，成本低廉的增塑剂及其制备方法，可用于PVC薄膜，如手套、管材、发泡材料等多个领域。通过控制增塑剂中醇的碳原子数和羟基数，对环氧脂肪酸酯进行改性，改性后的增塑剂的化学结构既有环氧基团又含有多个酯键，其在保留原有环氧增塑剂优良性能的基础上具有更好的低挥发性和低迁移性。有更好的低挥发性和低迁移性。

【技术实现步骤摘要】
一种环氧增塑剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及C11C3，更具体地，本专利技术涉及一种环氧增塑剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]PVC树脂可用于日用、化工等多个领域，其中在PVC加工过程中，需使用增塑剂提高PVC的加工和使用性能，目前主要使用的为邻苯二甲酸酯类增塑剂，因为其极性的苯基和酯基的作用，和PVC有高的相容性和耐迁移性能，但因为其毒性的影响，现已被部分领域限制使用。
[0003]环氧脂肪酸酯类增塑剂作为安全、环保类增塑剂，是目前增塑剂发展的方向之一，但其低极性、小分子等也造成了耐迁移、耐析出性较差，目前主要作为辅增塑剂。CN112126529A公开了一种多元醇环氧脂肪酸酯增塑剂的制备方法，包括将多元醇与环氧脂肪酸酯化的方法得到多元醇脂肪酸酯，具有较好的增塑效果和耐迁移性能，并且安全无毒。
[0004]但是通过酯化的方法需要通过过量的酸进行反应，且难以控制酯化产物的产率和纯度，且后处理繁琐，影响酯化工艺的应用，且制得的环氧类增塑剂，相比于邻苯二甲酸酯对PVC的相容性差，影响得到的PVC材料的增塑效果和力学性能的提高。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术第一个方面提供了一种环氧增塑剂，所述增塑剂的制备原料包括环氧脂肪酸酯、醇和酯交换催化剂。
[0006]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述环氧脂肪酸酯为环氧C10～C22脂肪酸C1～C8烷基酯。
[0007]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述环氧脂肪酸酯选自环氧C10～C22脂肪酸C1～C4烷基酯，可列举的有，环氧C10～C22脂肪酸甲酯、环氧C10～C22脂肪酸乙酯、环氧C10～C22脂肪酸丁酯。
[0008]所述环氧脂肪酸酯为脂肪酸酯的不饱和双键氧化成环氧键得到的环氧脂肪酸酯，本专利技术不对脂肪酸酯做具体限定，可为油酸酯、亚油酸酯、亚麻酸酯中的一种或其混合物，优选为混合物，本专利技术所述环氧脂肪酸酯可自制或购买，当购买时，可购自广州富非化工科技有限公司(环氧C10～C22脂肪酸C1～C4烷基酯的混合物)。
[0009]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述环氧脂肪酸酯中环氧基个数为1～3个，优选为1个。
[0010]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述醇中羟基个数为1～3个，可列举的有，1个、2个、3个。
[0011]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述醇的结构式为(OH)
n
R，n为1～3，R为烷基或烷基衍生物。
[0012]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述烷基衍生物为烷基中亚甲基被O、S、C＝O或C＝OO取代得到。所述烷基衍生物中的亚甲基被取代个数不做具体限定。
[0013]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述醇的碳原子数为4～10，可列举的有，4、5、6、7、8、9、10。
[0014]作为醇的实例，可列举的有，一元醇，如三乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、四乙二醇单甲醚、正丁醇、正己醇、正庚醇，二元醇，如三乙二醇、二乙二醇、四乙二醇、二丁二醇、己二醇，三元醇，如三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、己三醇。
[0015]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述环氧脂肪酸酯的酯基和醇的羟基的摩尔比为1：(1.05～1.3)，可列举的有，1：1.05、1：1.1、1：1.15、1：1.2、1：1.25、1：1.3。本专利技术不对环氧脂肪酸酯和醇的具体用量做限定，可根据环氧脂酸酯的酯基和醇的羟基进行选择。
[0016]本专利技术不对酯交换催化剂做具体限定，可列举的有，强碱催化剂，如氢氧化钾、氢氧化钠；离子液体催化剂、可溶盐类催化剂如甲醇钠(CH3ONa)、K2CO3；离子交换树脂催化剂，如Lewatit K1221离子交换树脂催化剂；有机金属催化剂，如二丁基氧化锡Bu2SnO、三氟甲基磺酸钐；钛酸四烷基酯，如：钛酸四异丙酯等；碱性分子筛类催化剂，作为本专利技术一种优选的技术方案，所述酯交换催化剂占环氧脂肪酸酯、醇总重量的0.5～5wt％，可列举的有，0.5wt％、0.8wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％。本专利技术不对催化剂用量做具体限定，可根据催化剂种类进行选择。且当选择离子交换树脂等催化剂时，可重复利用。
[0017]本专利技术第二个方面提供一种如上所述的环氧增塑剂的制备方法，包括：将环氧脂肪酸酯、醇和酯交换催化剂在90～200℃，常压或减压至－101.325kPa～0kPa反应后，洗涤、干燥，得到所述环氧增塑剂。
[0018]本专利技术反应通过油浴加热，油浴加热温度为160～200℃。本专利技术通过控制油浴加热温度大于醇的沸点，形成回流体系进行反应，可促进反应的进行核产率的提高，避免得到高色度、浑浊的产物。其中本专利技术反应在惰性气体，如氮气、氦气、氩气等环境下进行，并通过色谱检测反应终点。
[0019]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述洗涤中，通过无机盐水溶液洗涤。所述无机盐水溶液可为氯化钠水溶液、氯化铵水溶液、碳酸氢钠水溶液等，不做具体限定，所述无机盐水溶液中无机盐占无机盐水溶液的5～15wt％，可列举的有，5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％。
[0020]本专利技术第二个方面提供了一种如上所述的环氧增塑剂的应用，用于PVC薄膜、PVC人造革、PVC手套、PVC管材、PVC发泡材料。
[0021]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0022](1)本专利技术通过合适大小的环氧脂肪酸酯和醇发生酯交换的方法，提供一种增塑效果几乎可完全代替DOP且无毒环保、可降解、相容性好、增塑效率高、生产工艺简单，成本低廉的增塑剂及其制备方法，可用于PVC薄膜，如手套、管材、发泡材料等多个领域。
[0023](2)通过控制增塑剂中醇的碳原子数和羟基数，对环氧脂肪酸酯进行改性，改性后的增塑剂的化学结构既有环氧基团又含有多个酯键，其在保留原有环氧增塑剂优良性能的基础上具有更好的低挥发性和低迁移性。
[0024](3)一般情况下，小分子量直链环氧增塑剂的增塑效果大于大分子量支链环氧增塑剂，而专利技术人意外发现，通过使用合适碳链长度的醇对环氧脂肪酸酯进行扩链，一方面利用增塑剂的环氧和酯基增加极性，另一方面又通过脂肪酸长链和醇的碳链提供低极性链段，从而当用于PVC加工时，从而使得增塑剂和PVC极性链作用的同时，部分进入PVC链中间，
从而可在保证高的增塑效果、相容性和断裂伸长率的同时，具有高的高拉伸强度，提高PVC材料的综合性能。
[0025](4)此外，本专利技术通过使用合适的催化剂和反应温度进行酯交换反应，并控制环氧脂肪酸酯和醇的结构，可促进反应的顺利进行，得到高产率的产物，且过量的醇等容易除去，后处理简单，得到的产物具有较低色度。
[0026](5)专利技术人发现，本专利技术环氧增塑剂可在常压较高温度下得到，也可在减压状态下，较低温度得到，均可制备得到澄清、高收率的增塑剂产品，和PVC具有高的相容性和增塑效果。
具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环氧增塑剂，其特征在于，所述增塑剂的制备原料包括环氧脂肪酸酯、醇和酯交换催化剂；所述环氧脂肪酸酯的酯基和醇的羟基的摩尔比为1：(1.05～1.3)。2.根据权利要求1所述的环氧增塑剂，其特征在于，所述环氧脂肪酸酯为环氧C10～C22脂肪酸C1～C8烷基酯。3.根据权利要求2所述的环氧增塑剂，其特征在于，所述环氧脂肪酸酯为环氧C10～C22脂肪酸C1～C4烷基酯。4.根据权利要求1所述的环氧增塑剂，其特征在于，所述环氧脂肪酸酯中环氧基个数为1～3个。5.根据权利要求1～4任意一项所述的环氧增塑剂，其特征在于，所述醇中羟基个数为1～3个。6.根据权利要求5所述的环氧增塑剂，其特征在于，所述醇的结构式为(OH)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐涛，李斌仁，熊东路，鲁晓东，荣麒翔，龙绪俭，肖增钧，陈林生，
申请(专利权)人：深圳飞扬兴业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：