氯代环氧脂肪酸甲酯复合物或主增塑剂制备方法及产品技术

本发明专利技术公开了一种氯代环氧脂肪酸甲酯复合物或生物基无苯主增塑剂制备方法，包括：对脂肪酸甲酯进行一次氯化，当增重达到设定含量I后，得氯代脂肪酸甲酯；加入环氧脂肪甲酯，进行二次氯化，当总的增重达到设定含量II后，得氯代环氧脂肪酸甲酯复合物体系液；脱气降酸得到低酸值的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物；可选择的，加入稳定剂，生成无苯生物基增塑剂。本发明专利技术通过两步通氯法，不仅提高了产品的耐析出性能，而且保障了产品的塑化效率及耐热稳定性能。得到的产品为生物基、耐析出、气味低、价格低、增塑剂效率高、酸值低、兼具光、热稳定性等优点。被广泛的应用于在PVC透明薄膜及PVC地板等领域。等领域。

【技术实现步骤摘要】
氯代环氧脂肪酸甲酯复合物或主增塑剂制备方法及产品


[0001]本专利技术属于环保增塑剂
，具体涉及一种氯代环氧脂肪酸甲酯复合物或生物基无苯主增塑剂的制备方法及产品。

技术介绍

[0002]目前PVC增塑剂的市场需求量超过300万吨/年，其中石油基增塑剂总量占90％以上，不环保的增塑剂如DOP、DBP及氯化石蜡等增塑剂总占比超过50％以上。
[0003]增塑剂按相容性可分为主增塑剂和辅助增塑剂。作为主增塑剂，其分子不仅能进入高分子材料的不定型区，而且能插入结晶区，可单独使用。而辅助增塑剂，其分子只能进入高分子材料的不定型区，不能或仅少量能插入结晶区，只能与主增塑剂配合使用，单独使用容易析出。
[0004]相比传统石油基增塑剂，生物基无苯增塑剂原料来源于可再生资源，具有减碳、可持续、可降解等优点。常见的生物基增塑剂有氯代脂肪酸甲酯、环氧大豆油和环氧脂肪酸基酯等，由于其原料未充分精制或存在不饱和部分，使得单独使用与PVC相容性较差，无法全用生物基增塑剂作为主增塑剂。并且目前生物基增塑剂产品较石油基产品增塑剂普遍存在酸值偏高，气味大，使得制品的光、热老化性能差，腐蚀金属制品等缺点，限制了其在PVC制品中的应用。
[0005]专利文献CN201610751753.5公布了一种高效氯代脂肪酸甲酯复合增塑剂，通过将氯代甲酯基油脂类、环氧油脂、环氧脂肪酸基酯与对苯类、二甘醇二苯甲酸酯类主增塑剂复合而成，然而纯植物基的氯代脂肪酸甲酯无法达到主增塑剂效果。
[0006]专利文献CN201010283862.1公布了一种氯代环氧脂肪酸甲酯增塑剂的制备方法，克服了环氧脂肪酸甲酯的相容性问题。环氧脂肪酸甲酯，需要足够的通氯量才能保障其耐析出性能，该通氯量下，由于通氯时间过长,产品颜色变深，环氧基团开环，导致耐温性能下降；而通氯时间过短，产品相容性低，单独使用析出严重，无法作为主增塑剂使用。因此氯代环氧脂肪酸甲酯，无法同时满足耐析出性，耐热稳定性及高增塑剂效率等的要求。
[0007]专利文献CN201510412956.7公布了一种高相容性改性环氧增塑剂制备方法及产品，其采用有机酸和双氧水将植物油脂分子结构中的部分不饱和键进行环氧化，得到部分环氧的植物油脂中间产品，然后用氯气为氯化剂将中间产物中剩余的不饱和键进行氯化反应，大大提高了与PVC的相容性。但是环氧植物油脂颜色相对较深、增塑效率不太理想，降低了其在市场中的推广。

技术实现思路

[0008]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种氯代环氧脂肪酸甲酯复合物或生物基无苯主增塑剂制备方法。本专利技术通过两步通氯法，分步将脂肪酸甲酯及环氧脂肪酸甲酯进行氯化反应，不仅提高产品的耐析出性能，而且保障了产品的塑化效率及耐热稳定性能。得到产品为生物基、耐析出、气味低、价格低、增塑剂效率高、酸值低、兼具光、热稳定
性等优点。
[0009]一种氯代环氧脂肪酸甲酯复合物或生物基无苯主增塑剂制备方法，包括：对脂肪酸甲酯进行一次氯化，当增重到设定含量I后，得氯代脂肪酸甲酯；加入环氧脂肪甲酯，进行二次氯化，当总的增重达到设定含量II后，得氯代环氧脂肪酸甲酯复合物体系液；脱气降酸得到低酸值的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物；可选择的，加入稳定剂，生成无苯生物基增塑剂。
[0010]作为优选，设定含量I为一次氯化后增重占体系总重的10％
‑
50％。进一步优选为15％
‑
45％；更进一步优选为25％
‑
35％。
[0011]作为优选，加入环氧脂肪甲酯的重量以得到的低酸值的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物中氯代环氧脂肪甲酯百分含量为5％
‑
60％计算得到。即，所述低酸值的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物中氯代环氧脂肪甲酯百分含量为5％
‑
60％，进一步优选为15％
‑
50％；更进一步优选为20～40％。
[0012]作为优选，设定含量II为二次氯化后的总增重占体系总重的百分比，优选为20％
‑
40％。进一步优选为25％
‑
35％。
[0013]作为优选，脱气降酸过程如下：向生成的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物体系液中，通入压缩空气，脱除多余氯气、氯化氢；并将酸值降低到0.2(以KOH计)mg/g以下；最后得到低酸值的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物。
[0014]作为优选，设定含量I与设定含量II之间的比例为1:0.8～1.5。进一步优选为1:1～1.3。
[0015]作为优选，以所述低酸值的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物总量计，所述稳定剂包括：0.05～5％抗紫外吸收剂，0.05～5％抗氧剂，0.05～5％环氧树脂。
[0016]作为优选，所述脂肪酸甲酯为大豆油甲酯、棕榈油甲酯、棉籽油甲酯、菜籽油甲酯、油酸甲酯、蓖麻油甲酯和潲水油甲酯的一种或多种。
[0017]作为优选，所述的环氧脂肪甲酯原料为环氧大豆油甲酯、环氧棕榈油甲酯、环氧棉籽油甲酯、环氧菜籽油甲酯、环氧油酸甲酯、环氧蓖麻油甲酯和环氧潲水油甲酯的一种或多种。
[0018]作为进一步优选，所述脂肪酸甲酯原料选择碘值控制≤20％，酸值≤0.5mg/g的脂肪酸甲酯；所述环氧脂肪酸甲酯选择环氧值≥3.7％，酸值≤0.5mg/g的环氧脂肪酸甲酯。
[0019]作为优选，一次氯化或二次氯化在紫外条件下进行，反应温度为60
‑
90℃。
[0020]作为优选，一种生物基无苯主增塑剂制备方法，包括以下步骤：
[0021]1)第一次氯化反应：将脂肪酸甲酯加入氯化反应釜，通过紫外线光照反应温度60
‑
90℃，进行氯化反应，当氯含量达到重量百分比10％
‑
50％时，得到氯代脂肪酸甲酯。
[0022]2)第二次氯化反应：在氯代脂肪酸甲酯中加入重量百分比为5％
‑
60％环氧脂肪甲酯形成氯代脂肪酸甲酯及环氧脂肪酸甲酯的复合物，继续通氯进行氯化反应，当总氯含量达到重量百分比20％
‑
40％时，得到氯代环氧脂肪酸甲酯复合物。
[0023]3)脱气降酸工艺：将生成的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物，通入压缩空气，一方面脱除多余氯气、氯化氢；另一方面将酸值降低到0.2(以KOH计)mg/g以下；最后得到低酸值的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物。
[0024]4)热稳定工艺：加入0.05～5％抗紫外吸收剂，0.05～5％抗氧剂，0.05～5％环氧
树脂等混合后，生成无苯生物基主增塑剂。
[0025]一种生物基无苯主增塑剂，由上述任一项所述的制备方法制备得到。
[0026]一种生物基无苯主增塑剂制备方法，其特征在于，所述氯代环氧脂肪酸甲酯复合物组成为：
[0027]氯代脂肪酸甲酯
ꢀꢀꢀꢀꢀ
40％
‑
95％
[0028]氯代环氧脂肪酸甲酯
ꢀꢀꢀ
5％
‑
60％...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氯代环氧脂肪酸甲酯复合物或生物基无苯主增塑剂制备方法，其特征在于，包括：对脂肪酸甲酯进行一次氯化，当增重达到设定含量I后，得氯代脂肪酸甲酯；加入环氧脂肪甲酯，进行二次氯化，当总的增重达到设定含量II后，得氯代环氧脂肪酸甲酯复合物体系液；脱气降酸得到低酸值的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物；可选择的，加入稳定剂，生成无苯生物基增塑剂。2.根据权利要求1所述的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物或生物基无苯主增塑剂制备方法，其特征在于，设定含量I为一次氯化后增重占体系总重的10％
‑
50％。3.根据权利要求1所述的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物或生物基无苯主增塑剂制备方法，其特征在于，所述氯代环氧脂肪酸甲酯复合物中氯代环氧脂肪甲酯的重量百分比为5％
‑
60％。4.根据权利要求1所述的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物或生物基无苯主增塑剂制备方法，其特征在于，设定含量II为二次氯化后总的增重占体系总重的20％
‑
40％。5.根据权利要求1所述的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物或生物基无苯主增塑剂制备方法，其特征在于，脱气降酸过程如下：向生成的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物体系液中，通入压缩空气，脱除多余氯气、氯化氢；并将酸值降低到0.2(以KOH计)mg/g以下；最后得到低酸值的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物。6.根据权利要求1所述的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物或生物基无苯主增塑剂制备方法，其特征在于，以所述低酸值的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物总量计，所述稳定剂包括：0.05～5％抗紫外吸收剂，0.05～5％抗氧剂，0.05～5％环氧树脂。7.根据权利要求1所述的氯代环氧脂肪酸甲酯复合物或生物基无苯主增塑剂制备方法，其特征在于，所述脂肪酸甲酯为大豆油甲酯、棕榈油...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈健，卢康利，秦行涛，
申请(专利权)人：福建省明洲环保发展有限公司，
类型：发明
国别省市：