一种高强度线型复合增塑剂的生产方法 |
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| 申请号 | CN201611065552.6 | 申请日 | 2016-11-28 | 公开(公告)号 | CN106589950A | 公开(公告)日 | 2017-04-26 |
| 申请人 | 江苏森禾化工科技有限公司; | 发明人 | 吴胜刚; 丁磊; | ||||
| 摘要 | 本 发明 是一种高强度线型复合 增塑剂 的生产方法，包括㈠制备线型增塑剂基体：⑴酯化；⑵精制；⑶压滤精制；⑷蒸馏；㈡制备高强度体系；㈢制备高强度线型复合增塑剂：将制得的线型增塑剂基体和高强度体系按配比混合均匀，高强度体系的加入量为线型增塑剂基体重量的1.3‑1.5%。本发明高强度线型复合增塑剂制品具有良好的抗冲击性能、强度、耐高温性能、 阻燃性 能、 力 学性能、热 稳定性 能以及抗静电性能，还具有耐低温、耐高温兼备的效果，具有挥发小、雾化好的优势。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高强度线型复合增塑剂的生产方法，其特征在于：包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种高强度线型复合增塑剂的生产方法技术领域[0001] 本发明涉及一种增塑剂的生产方法，具体的说是一种高强度线型复合增塑剂的生产方法。 背景技术[0002] 增塑剂是一种高分子材料助剂，其种类繁多，最常见的品种是DEHP（商业名称DOP），DEHP化学名邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯，是一种无色、无味液体，工业上应用广泛。增塑剂是工业上被广泛使用的高分子材料助剂，在塑料加工中添加这种物质，可以使其柔韧性增强，容易加工，可合法用于工业用途。现有的增塑剂主要以普通增塑剂为主，普通增塑剂制成的制品耐高低温性能差、耐候性、耐老化性能差，使用寿命短，且非环保；而制品要达到老化性好，耐高低温等特性，需通过添加耐高温、耐低温增塑剂等助剂进行复配生产，但是这样生产出的制品在夏天气温高时，耐低温增塑剂因为沸点低容易析出，在冬天天冷时因为低温增塑剂的析出，耐寒性变差，制品开裂，褶皱等问题，使用寿命大大减少。 发明内容[0004] 本发明解决以上技术问题的技术方案是：一种高强度线型复合增塑剂的生产方法，包括以下步骤： ㈠制备线型增塑剂基体： ⑴酯化：按配比将计量好的C9-11醇打入反应釜，反应釜温度低于80℃后按配比加入邻苯二甲酸酐，然后再按配比加入催化剂，当料温升至220-225℃时，开始负压反应，当酸值＜ 0.1mgKOH/g，进行闪蒸脱醇；邻苯二甲酸酐和C9-11醇的重量份配比为：邻苯二甲酸酐：1份，C9-11醇：2-6份；催化剂的加入量为邻苯二甲酸酐和C9-11醇总重量的0.1-1%； ⑵精制：闪蒸结束后按配比加入碳酸钠进行中和，中和时间5-15分钟，反应釜温度升至 220-225℃时，开始汽提，然后料温自220-225℃降至210-215℃后，保持210-215℃汽提2.5- 3h，并保温半小时后冷却，并按配比加入辅料进行精制搅拌；碳酸钠的加入量为邻苯二甲酸酐和C9-11醇总重量的0.1-0.7%，辅料的加入量为邻苯二甲酸酐和C9-11醇总重量的0.3- 1%； ⑶压滤精制：调节过滤泵旁路阀使过滤机内压力保持在0.3～0.5Mpa，待压滤料没有且过滤机内压力下降时，结束压滤； ⑷蒸馏：打开分子蒸馏设备的真空系统，运行真空泵，使得分子蒸馏设备系统的真空度达到100pa以内，打开导热油循环泵，使分子蒸馏设备系统的物料进口温度保持在185±5℃，打开成品罐的底部阀门以及分子蒸馏设备系统的进样阀门，保持进样频率35±5HZ，进样流量0.8m3-1.2m3，开启分子蒸馏设备的分离减速机，保持搅拌频率为45±5HZ，产品在分子蒸馏设备中自动分离提纯轻重组分，收集重组分成品，转入成品罐储存； ㈡制备高强度体系： 将纳米二氧化硅、乙氧基化烷基胺、甲基含氢硅油、羟基聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、聚磷酸铵、短切玻璃纤维、纳米蒙脱土、气相法白炭黑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚、增韧剂、活性稀释剂、相容剂、偶联剂、流平剂和混合氯化稀土按比例混合均匀，各组分具体重量份配比为：纳米二氧化硅：7.7-7.9份，乙氧基化烷基胺：19-21份，甲基含氢硅油：71-73份，羟基聚二甲基硅氧烷：5.7-5.9份，乙烯基三甲氧基硅烷：6.8-7份，聚磷酸铵：4.5-4.7份，短切玻璃纤维：7-9份，纳米蒙脱土：22-25份，气相法白炭黑：8.5-8.7份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷：12-15份，烷基酚聚氧乙烯醚：3.1-3.3份，增韧剂：3.7-3.9份，活性稀释剂：1.5-1.7份，相容剂：2.5-2.7份，偶联剂：2.1-2.3份，流平剂：0.5-0.7份，混合氯化稀土：0.1-0.3份；所述的纳米二氧化硅的粒径为20-30nm，所述的纳米蒙脱土的粒径为 20-30nm； ㈢制备高强度线型复合增塑剂： 将上述步骤制得的线型增塑剂基体和高强度体系按配比混合均匀，高强度体系的加入量为线型增塑剂基体重量的1.3-1.5%。 [0006] 前述的高强度线型复合增塑剂的生产方法，增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、氯化聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或一种以上混合物；活性稀释剂为烷基缩水甘油醚、辛葵酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、甲苯缩水甘油醚、蓖麻油多缩水甘油醚中的一种或一种以上混合物；相容剂为马来酸酐接枝改性聚丙烯；偶联剂为乙烯基三丁酮肟基硅烷偶联剂、甲基乙烯基二氯硅烷偶联剂、甲基三丁酮肟基硅烷偶联剂中的一种或一种以上混合物；所述流平剂为异佛尔酮、二丙酮醇、氟改性丙烯酸、磷酸酯改性丙烯酸、丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷中的一种或一种以上混合物。 [0007] 本发明的有益效果是：实验结果显示，本发明生产方法中添加高强度体系能有效增强本发明增塑剂塑料制品的强度和收缩率，强度和收缩率可以超过ABS 的相应性能；当由“纳米二氧化硅、乙氧基化烷基胺、甲基含氢硅油、羟基聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、聚磷酸铵、短切玻璃纤维、纳米蒙脱土、气相法白炭黑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚和增韧剂”组成的高强度体系加入线型增塑剂基体后，能使本发明增塑剂塑料制品抗冲击性能较现有塑料可提高5倍以上，强度提高30%以上，而刚性得到保证；且活性稀释剂、相容剂、偶联剂、流平剂和混合氯化稀土的加入存在协效作用，能显著进一步提升本发明增塑剂制品的抗冲击性能和强度，能使本发明增塑剂制品抗冲击性能较现有增塑剂制品可提高8倍以上，强度提高50%以上。但通过SEM观测发现，“纳米二氧化硅、乙氧基化烷基胺、甲基含氢硅油、羟基聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、聚磷酸铵、短切玻璃纤维、纳米蒙脱土、气相法白炭黑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚和增韧剂”组成的高强度体系在增塑剂制品中分散性较差，加入活性稀释剂、相容剂、偶联剂、流平剂和混合氯化稀土后能够提高其分散性；另外，“纳米二氧化硅、乙氧基化烷基胺、甲基含氢硅油、羟基聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、聚磷酸铵、短切玻璃纤维、纳米蒙脱土、气相法白炭黑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚和增韧剂”组成的高强度体系的添加会使本发明增塑剂制品的力学性能相比现有产品有所下降，但添加了活性稀释剂、相容剂、偶联剂、流平剂和混合氯化稀土后能使它们的力学性能有所改善。综合结果显示，当本发明高强度体系的加入量为线型增塑剂基体重量的1.3-1.5%，本发明增塑剂制品的抗冲击性能较现有可提高8倍以上，强度提高50%以上，其抗冲击性能、强度和力学性能以及热稳定性四种性能达到一个平衡点，抗冲击性能、强度和力学性能以及热稳定性均较优。另外，实验结果显示，本发明高强度体系的加入还能有效改善本发明增塑剂制品的耐高温性能，使其可耐200-250℃的高温；另外，还能有效提高本发明增塑剂制品的防静电性能和阻燃性能，能使极限氧指数提高4%左右，获得了意想不到的技术效果。综上所述，本发明通过加入高强度体系，可以提高本发明增塑剂制品的抗冲击性能、强度、耐高温性能、阻燃性能、力学性能、热稳定性能以及抗静电性能。另外，由本发明的方法制得的线型增塑剂基体，化学结构呈线型，具有耐低温、耐高温兼备的效果，具有挥发小、雾化好的优势，制品添加线型增塑剂基体能达到耐高温、耐低温的双重效果。本发明的线型增塑剂基体与现有增塑剂的雾化度对比如下：DOP：4.9mg，DPHP：1.0mg，DIDP：0.8mg，TOTM：0.2mg，本发明增塑剂基体：0.2 mg。 具体实施方式[0008] 实施例1本实施例是一种高强度线型复合增塑剂的生产方法，包括以下步骤： ㈠制备线型增塑剂基体： ⑴酯化：按配比将计量好的C9-11醇打入反应釜，反应釜温度低于80℃后按配比加入邻苯二甲酸酐，然后再按配比加入催化剂，当料温升至220-225℃时，开始负压反应，当酸值＜ 0.1mgKOH/g，进行闪蒸脱醇；邻苯二甲酸酐和C9-11醇的重量份配比为：邻苯二甲酸酐：1份，C9-11醇：2份；催化剂的加入量为邻苯二甲酸酐和C9-11醇总重量的0.1%；其中催化剂为钛酸异丙酯、钛酸正丁酯和对甲苯磺酸中的一种或几种混合； ⑵精制：闪蒸结束后按配比加入碳酸钠进行中和，中和时间5-15分钟，反应釜温度升至 220-225℃时，开始汽提，然后料温自220-225℃降至210-215℃后，保持210-215℃汽提2.5- 3h，并保温半小时后冷却，并按配比加入辅料进行精制搅拌；碳酸钠的加入量为邻苯二甲酸酐和C9-11醇总重量的0.1%，辅料的加入量为邻苯二甲酸酐和C9-11醇总重量的0.3%；辅料为硅藻土或者活性炭； ⑶压滤精制：调节过滤泵旁路阀使过滤机内压力保持在0.3～0.5Mpa，待压滤料没有且过滤机内压力下降时，结束压滤； ⑷蒸馏：打开分子蒸馏设备的真空系统，运行真空泵，使得分子蒸馏设备系统的真空度达到100pa以内，打开导热油循环泵，使分子蒸馏设备系统的物料进口温度保持在185±5℃，打开成品罐的底部阀门以及分子蒸馏设备系统的进样阀门，保持进样频率35±5HZ，进 3 3 样流量0.8m-1.2m ，开启分子蒸馏设备的分离减速机，保持搅拌频率为45±5HZ，产品在分子蒸馏设备中自动分离提纯轻重组分，收集重组分成品，转入成品罐储存。 [0009] ㈡制备高强度体系：将纳米二氧化硅、乙氧基化烷基胺、甲基含氢硅油、羟基聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、聚磷酸铵、短切玻璃纤维、纳米蒙脱土、气相法白炭黑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚、增韧剂、活性稀释剂、相容剂、偶联剂、流平剂和混合氯化稀土按比例混合均匀，各组分具体重量份配比为：纳米二氧化硅：7.7份，乙氧基化烷基胺：19份，甲基含氢硅油：71份，羟基聚二甲基硅氧烷：5.7份，乙烯基三甲氧基硅烷：6.8份，聚磷酸铵：4.5份，短切玻璃纤维：7份，纳米蒙脱土：22份，气相法白炭黑：8.5份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷：12份，烷基酚聚氧乙烯醚：3.1份，增韧剂：3.7份，活性稀释剂：1.5份，相容剂：2.5份，偶联剂：2.1份，流平剂：0.5份，混合氯化稀土：0.1份；纳米二氧化硅的粒径为20nm，纳米蒙脱土的粒径为20nm。增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、氯化聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或一种以上混合物；活性稀释剂为烷基缩水甘油醚、辛葵酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、甲苯缩水甘油醚、蓖麻油多缩水甘油醚中的一种或一种以上混合物；相容剂为马来酸酐接枝改性聚丙烯；偶联剂为乙烯基三丁酮肟基硅烷偶联剂、甲基乙烯基二氯硅烷偶联剂、甲基三丁酮肟基硅烷偶联剂中的一种或一种以上混合物；流平剂为异佛尔酮、二丙酮醇、氟改性丙烯酸、磷酸酯改性丙烯酸、丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷中的一种或一种以上混合物。 [0010] ㈢制备高强度线型复合增塑剂：将上述步骤制得的线型增塑剂基体和高强度体系按配比混合均匀，高强度体系的加入量为线型增塑剂基体重量的1.3%。 [0011] 实施例2本实施例是一种高强度线型复合增塑剂的生产方法，包括以下步骤： ㈠制备线型增塑剂基体： ⑴酯化：按配比将计量好的C9-11醇打入反应釜，反应釜温度低于80℃后按配比加入邻苯二甲酸酐，然后再按配比加入催化剂，当料温升至220-225℃时，开始负压反应，当酸值＜ 0.1mgKOH/g，进行闪蒸脱醇；邻苯二甲酸酐和C9-11醇的重量份配比为：邻苯二甲酸酐：1份，C9-11醇：4份；催化剂的加入量为邻苯二甲酸酐和C9-11醇总重量的0.5%；催化剂为钛酸异丙酯、钛酸正丁酯和对甲苯磺酸中的一种或几种混合； ⑵精制：闪蒸结束后按配比加入碳酸钠进行中和，中和时间5-15分钟，反应釜温度升至 220-225℃时，开始汽提，然后料温自220-225℃降至210-215℃后，保持210-215℃汽提2.5- 3h，并保温半小时后冷却，并按配比加入辅料进行精制搅拌；碳酸钠的加入量为邻苯二甲酸酐和C9-11醇总重量的0.4%，辅料的加入量为邻苯二甲酸酐和C9-11醇总重量的0.6%；辅料为硅藻土或者活性炭； ⑶压滤精制：调节过滤泵旁路阀使过滤机内压力保持在0.3～0.5Mpa，待压滤料没有且过滤机内压力下降时，结束压滤； ⑷蒸馏：打开分子蒸馏设备的真空系统，运行真空泵，使得分子蒸馏设备系统的真空度达到100pa以内，打开导热油循环泵，使分子蒸馏设备系统的物料进口温度保持在185±5℃，打开成品罐的底部阀门以及分子蒸馏设备系统的进样阀门，保持进样频率35±5HZ，进 3 3 样流量0.8m-1.2m ，开启分子蒸馏设备的分离减速机，保持搅拌频率为45±5HZ，产品在分子蒸馏设备中自动分离提纯轻重组分，收集重组分成品，转入成品罐储存。 [0012] ㈡制备高强度体系：将纳米二氧化硅、乙氧基化烷基胺、甲基含氢硅油、羟基聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、聚磷酸铵、短切玻璃纤维、纳米蒙脱土、气相法白炭黑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚、增韧剂、活性稀释剂、相容剂、偶联剂、流平剂和混合氯化稀土按比例混合均匀，各组分具体重量份配比为：纳米二氧化硅：7.8份，乙氧基化烷基胺：20份，甲基含氢硅油：72份，羟基聚二甲基硅氧烷：5.8份，乙烯基三甲氧基硅烷：6.9份，聚磷酸铵：4.6份，短切玻璃纤维：8份，纳米蒙脱土：23份，气相法白炭黑：8.6份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷：13份，烷基酚聚氧乙烯醚：3.2份，增韧剂：3.8份，活性稀释剂：1.6份，相容剂：2.6份，偶联剂：2.2份，流平剂：0.6份，混合氯化稀土：0.2份；纳米二氧化硅的粒径为25nm，纳米蒙脱土的粒径为25nm。增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、氯化聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或一种以上混合物；活性稀释剂为烷基缩水甘油醚、辛葵酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、甲苯缩水甘油醚、蓖麻油多缩水甘油醚中的一种或一种以上混合物；相容剂为马来酸酐接枝改性聚丙烯；偶联剂为乙烯基三丁酮肟基硅烷偶联剂、甲基乙烯基二氯硅烷偶联剂、甲基三丁酮肟基硅烷偶联剂中的一种或一种以上混合物；流平剂为异佛尔酮、二丙酮醇、氟改性丙烯酸、磷酸酯改性丙烯酸、丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷中的一种或一种以上混合物。 [0013] ㈢制备高强度线型复合增塑剂：将上述步骤制得的线型增塑剂基体和高强度体系按配比混合均匀，高强度体系的加入量为线型增塑剂基体重量的1.4%。 [0014] 实施例3本实施例是一种高强度线型复合增塑剂的生产方法，包括以下步骤： ㈠制备线型增塑剂基体： ⑴酯化：按配比将计量好的C9-11醇打入反应釜，反应釜温度低于80℃后按配比加入邻苯二甲酸酐，然后再按配比加入催化剂，当料温升至220-225℃时，开始负压反应，当酸值＜ 0.1mgKOH/g，进行闪蒸脱醇；邻苯二甲酸酐和C9-11醇的重量份配比为：邻苯二甲酸酐：1份，C9-11醇：6份；催化剂的加入量为邻苯二甲酸酐和C9-11醇总重量的1%，催化剂为钛酸异丙酯、钛酸正丁酯和对甲苯磺酸中的一种或几种混合； ⑵精制：闪蒸结束后按配比加入碳酸钠进行中和，中和时间5-15分钟，反应釜温度升至 220-225℃时，开始汽提，然后料温自220-225℃降至210-215℃后，保持210-215℃汽提2.5- 3h，并保温半小时后冷却，并按配比加入辅料进行精制搅拌；碳酸钠的加入量为邻苯二甲酸酐和C9-11醇总重量的0.7%，辅料的加入量为邻苯二甲酸酐和C9-11醇总重量的1%，辅料为硅藻土或者活性炭； ⑶压滤精制：调节过滤泵旁路阀使过滤机内压力保持在0.3～0.5Mpa，待压滤料没有且过滤机内压力下降时，结束压滤； ⑷蒸馏：打开分子蒸馏设备的真空系统，运行真空泵，使得分子蒸馏设备系统的真空度达到100pa以内，打开导热油循环泵，使分子蒸馏设备系统的物料进口温度保持在185±5℃，打开成品罐的底部阀门以及分子蒸馏设备系统的进样阀门，保持进样频率35±5HZ，进 3 3 样流量0.8m-1.2m ，开启分子蒸馏设备的分离减速机，保持搅拌频率为45±5HZ，产品在分子蒸馏设备中自动分离提纯轻重组分，收集重组分成品，转入成品罐储存。 [0015] ㈡制备高强度体系：将纳米二氧化硅、乙氧基化烷基胺、甲基含氢硅油、羟基聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、聚磷酸铵、短切玻璃纤维、纳米蒙脱土、气相法白炭黑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚、增韧剂、活性稀释剂、相容剂、偶联剂、流平剂和混合氯化稀土按比例混合均匀，各组分具体重量份配比为：纳米二氧化硅：7.9份，乙氧基化烷基胺：21份，甲基含氢硅油：73份，羟基聚二甲基硅氧烷： 5.9份，乙烯基三甲氧基硅烷：7份，聚磷酸铵：4.7份，短切玻璃纤维：9份，纳米蒙脱土： 25份，气相法白炭黑：8.7份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷：15份，烷基酚聚氧乙烯醚：3.3份，增韧剂：3.9份，活性稀释剂：1.7份，相容剂：2.7份，偶联剂： 2.3份，流平剂：0.7份，混合氯化稀土：0.3份；纳米二氧化硅的粒径为30nm，纳米蒙脱土的粒径为30nm。其中增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、氯化聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或一种以上混合物；活性稀释剂为烷基缩水甘油醚、辛葵酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、甲苯缩水甘油醚、蓖麻油多缩水甘油醚中的一种或一种以上混合物；相容剂为马来酸酐接枝改性聚丙烯；偶联剂为乙烯基三丁酮肟基硅烷偶联剂、甲基乙烯基二氯硅烷偶联剂、甲基三丁酮肟基硅烷偶联剂中的一种或一种以上混合物；流平剂为异佛尔酮、二丙酮醇、氟改性丙烯酸、磷酸酯改性丙烯酸、丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷中的一种或一种以上混合物。 [0016] ㈢制备高强度线型复合增塑剂：将上述步骤制得的线型增塑剂基体和高强度体系按配比混合均匀，高强度体系的加入量为线型增塑剂基体重量的1.5%。 [0017] 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。 |
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