一种偏苯三酸三（Ｃ↓［８－１０］醇）酯的制备方法，属于增塑剂的合成技术领域。本发明专利技术涉及偏苯三酸三（２－乙基）己酯、偏苯三酸三壬酯、偏苯三酸三癸酯的合成方法，以偏苯三酸酐、Ｃ↓［８－１０］醇为原料，以固体超强酸或二价锡氧化物为催化剂进行酯化反应，采用无硫酸催化及无溶剂带水法的合成新工艺，本发明专利技术的工艺过程不仅使产品具有高酯含量及高体积电阻率，而且不需中和、水洗，没有大量的废水产生，对环境没有污染。产品可广泛的在１０５℃级电缆料、１２５℃级电缆料、汽车装饰材料、高级纺纤油剂、脉冲低压电力电容器浸渍油、电子化工及高科技军工产品中应用。
【技术实现步骤摘要】
一种偏苯三酸三(C8-10醇)酯的制备方法，属于增塑剂的合成
技术介绍
偏苯三酸三(C8-10醇)酯与通用增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)相比具有分子量大、闪点高、挥发性低、耐各类溶剂抽出、迁移性小等许多优点。此外，这种高酯含量、高体积电阻率的偏苯三酸三(C8-10醇)酯增塑剂在聚合物加工中与高分子材料特别是PVC材料的相容性好，其加工性、低温性能等特性又类似于单体邻苯二甲酸酯，所以兼有单体增塑剂与聚酯类增塑剂两者的优点。它不仅可以作为一般的主增塑剂在民用产品中使用，而且能更广泛的在105℃级电缆料、125℃级电缆料、汽车装饰材料、高级纺纤油剂、脉冲低压电力电容器浸渍油、电子化工及高科技军工产品中应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种偏苯三酸三(C8-10醇)酯的制备方法。本专利技术生产工艺过程不仅使产品具有高酯含量及高的体积电阻率，而且没有大量的废水产生，对环境没有污染，达到清洁生产的目的。本专利技术的技术方案由原料偏苯三酸酐(简称偏酐)与相应的一元C8-10脂肪醇在催化剂的作用下通过酯化反应制备。制备工艺流程为偏苯三酸酐、脂肪醇在催化剂的作用下进行酯化反应，再经脱醇、过滤、离子交换工序制得偏苯三酸三(C8-10醇)酯产品。反应式为第一步偏酐与醇单酯化作用 第二步为双酯化反应 第三步为叁酯化反应 RCnH2n+1，n8-10上述过程中反应物偏苯三酸酐、高碳(C8-10)醇、催化剂以一定的配比加入酯化反应装置，温度在180-220℃，搅拌回流5-6小时，进行酯化反应，偏苯三酸酐∶C8-10醇摩尔比为1∶3.5-4.0，催化剂用量为反应原料总质量的0.01％-0.1％，将反应生成水利用与过量的醇的氢鍵作用形成二元共沸物快速移出酯化反应系统，使反应不断地向正向进行，当原料偏酐的转化率大于99.5％时，结束酯化反应，酸值至0.05mgKOH/g以下，在酯化体系中用真空脱去过量的醇，真空度为0.5-0.1MPa，过滤产品，最后产品经复合床离子交换柱进行吸附处理，得到最终偏苯三酸三(C8-10醇)酯产品。催化剂为固体超强酸或二价锡氧化物，固体超强酸是SO42-/ZrO2、SO42-/TiO2或SO42-/Fe3O4。固体超强酸是由载体(如氧化锆ZrO2、氧化钛TiO2或四氧化三铁Fe3O4)在硫酸溶液中经过浸渍吸附了SO42-后，再经煅烧而制得，是一种负载型催化剂。复合床离子交换柱中的离子交换树脂是由大孔的阴离子树脂和大孔的阳离子树脂进行复合而成。采用本专利技术生产的增塑剂品种是偏苯三酸三(2-乙基)己酯、偏苯三酸三壬酯或偏苯三酸三癸酯。原料有机醇是C8-10的脂肪醇，可以直链也可为支链的C8-10的脂肪醇。催化剂为固体酸，固体酸可以是固体超强酸或二价锡氧化物。本专利技术制备的产品可广泛应用于105℃聚氯乙烯电线电缆料及其它的PVC塑料制品中。本专利技术的有益效果本专利技术采用先进的无硫酸催化合成新工艺，不用传统的硫酸催化而用固体超强酸或二价锡氧化物作为催化剂，其催化效果更佳，且无污染。偏苯三酸三(C8-10醇)酯反应系可逆反应，为有利于反应向正向进行需将生成物水不断从反应系统中移出，以破坏酯化反应的平衡，本专利技术采用无溶剂带水法，利用醇与水的氢键作用快速地形成二元共沸物将生成水脱出反应系统，缩短反应时间，故本工艺流程短、投资小，生产成本较低。由于偏苯三酸酐的分子结构中三个羧基的反应活性是不等性的，偏酐在生成单、双酯后，会使苯环上反应基团羧基的反应活性、电子效应、空间位阻发生较大的改变，使酯化反应的可逆性增加，使粗酯中不同程度的有一些单、双酯存在；采用固体酸催化剂及离子交换吸附处理，能有效的降低产品的副产物及提纯产品。具体实施例方式实施例1在酯化反应装置中加入反应物摩尔比为1∶3.5的偏苯三酸酐和2-乙基己醇，并加入反应原料总质量的0.1％的固体酸SO42-/Fe3O4催化剂，在180～220℃条件下搅拌回流反应5h后，用中和滴定法测定酯化粗酯酸价为0.05mgKOH/g，在真空0.5-0.1MPa条件下脱去过量的醇，过滤后，经过复合床离子交换柱处理后得到闪点为245℃、酯含量99.5％、酸价0.15mgKOH/g、色泽为60(APHA)，体积电阻系数为1×1012Ω·CM的成品。APHA为铂-钴比色色泽单位。实施例2在同实施例1的酯化反应装置中加入反应物摩尔比为1∶3.8的偏苯三酸酐和壬醇，并加入反应原料总质量的0.05％的固体酸SO42-/TiO2催化剂，催化剂分二步加入，第一次加入催化剂总量的75％固体酸作为反应催化剂，在180～220℃条件下搅拌回流反应4h后，再向反应系统中加入余下的25％的固体酸催化剂，再搅拌回流反应2h后，用中和滴定法测定酯化粗酯酸价为0.04mgKOH/g，在真空度0.5-0.1MPa条件下脱去过量的醇，过滤后，再经复合床离子交换柱处理后得到闪点为245℃、酯含量99％、成品酸价0.1mgKOH/g、色泽为60(APHA)，体积电阻系数为6×1011Ω·CM成品实施例3在同实施例1的的酯化反应装置中加入反应物摩尔比为1∶4.0的偏苯三酸酐和癸醇，并加入反应原料总质量的0.01％的固体酸SO42-/ZrO2催化剂，在180～220℃条件下搅拌回流反应5h后，用中和滴定法测定酯化粗酯酸价为0.05mgKOH/g，在真空0.5-0.1MPa条件下脱去过量的醇，过滤后，经复合床离子交换柱处理后得到闪点为245℃、酯含量99％、酸价0.2mgKOH/g、色泽为60(APHA)，体积电阻系数为1.5×1012Ω·CM成品。实施例4在酯化反应装置中加入反应物摩尔比为1∶3.5的偏苯三酸酐和2-乙基己醇，加入反应原料总质量的0.1％SnO作为反应催化剂，在180～220℃条件下搅拌回流反应6h后，用中和法测定酯化粗酯酸价为0.04mgKOH/g，在真空0.5-0.1MPa条件下脱去过量的醇，经过滤后，经复合床离子交换柱处理后得到闪点为245℃、酯含量99％、成品酸价0.15mgKOH/g、色泽为60(APHA)，体积电阻系数为8×1011Ω·CM成品。对比实施例1在3.5M3酯化反应装置中加入反应物摩尔比为1∶3.5的偏苯三酸酐和2-乙基己醇，总投料量2500KG，用常规的钛酸四丁酯作为反应催化剂，在180～220℃条件下搅拌回流反应6h后，测定酯化粗酯酸价为0.15mgKOH/g，然后用5％的碳酸钠溶液500GK进行中和粗酯产品，静止分去碱水层后，再用500GK的水进行水洗，分去水层后在真空条件下脱去过量的醇，经过滤后，得到闪点为240℃、酯含量98％、成品酸价0.3mgKOH/g、色泽为110(APHA)，体积电阻系数为1×1011Ω·CM成品。应用实例偏苯三酸三(2-乙基)己酯(TOTM)在用于汽车内聚氯乙烯制品配方后的性能如下。TOTM用于汽车内聚氯乙烯制品配方化学组成配方 占配方中重量聚氯乙烯 100.0填料 8.0稳定剂 8.0润滑剂 0.5TOTM 50.0偏苯三酸三酯类增塑剂用于汽车内聚氯乙烯制品性能 权利要求1.一种偏苯三酸三(C8-10醇)酯的制备方法，其特征是由原料偏苯三酸酐与相应的一元C8-10醇在催化剂的作用下通本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种偏苯三酸三（Ｃ↓［８－１０］醇）酯的制备方法，其特征是由原料偏苯三酸酐与相应的一元Ｃ↓［８－１０］醇在催化剂的作用下通过酯化反应制备，酯化反应后，再经脱醇、过滤、离子交换工序而制得；反应物偏苯三酸酐、高碳（Ｃ↓［８－１０］）醇、催化剂以一定的配比加入酯化反应装置，温度在１８０－２２０℃，搅拌回流５－６小时，进行酯化反应，偏苯三酸酐：Ｃ↓［８－１０］醇摩尔比为１∶３．５－４．０，催化剂用量为反应原料总质量的０．０１％－０．１％，催化剂为固体超强酸或二价锡氧化物，当原料偏酐的转化率大于９９．５％时，结束酯化反应，酸值至０．０５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下，在酯化体系中用真空脱去过量的醇，真空度为０．５－０．１ＭＰａ，过滤产品，最后产品经复合床离子交换柱进行吸附处理，得到最终偏苯三酸三（Ｃ↓［８－１０］醇）酯产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋平平，李良阔，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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