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一种提高环乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与PVC树脂相容性的方法

阅读:455发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种提高环乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与PVC树脂相容性的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种提高环 氧 乙酰 蓖麻油 酸甲酯 增塑剂 与PVC 树脂 相容性的方法。该方法的特征在于所使用的乙酰化 试剂 中含有一定数目的氯 原子 ,可显著提高环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与含氯PVC树脂的相容性,进而提高增塑剂的耐 迁移性 ,改善PVC产品的柔韧性和耐久性。采用这种方法制得的增塑剂无毒环保,可代替或部分代替邻苯二 甲酸 酯类增塑剂用于聚氯乙烯人造革、 食品 包装 、医疗器材等制品的制造,应用前景广泛。,下面是一种提高环乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与PVC树脂相容性的方法专利的具体信息内容。

1.一种提高环乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与PVC树脂相容性的方法,其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下,所用物料的份数均为重量份数:
(1)乙酰化反应:将蓖麻油酸甲酯100份,溶剂0-48份,缚酸剂0-33份混合均匀,在0-40℃、氮气气氛下,向反应物中加入氯代乙酰化试剂36-80份,催化剂0-3份,然后在10-65℃反应2-12小时,反应结束后加入0-400份洗涤,再分别用1.5-3%的弱溶液和蒸馏水洗涤有机层,至洗出水pH=5.5-6,然后减压蒸馏去水,得到乙酰蓖麻油酸甲酯;
(2)环氧化反应:取30%双氧水40-50份,活性氧载体15-20份,浓硫酸0.5-1份混合均匀制得过氧酸,在40-48℃条件下,将过氧酸滴加入100份乙酰蓖麻油酸甲酯和25-35份溶剂的混合物中,滴加时间30-90min,然后在45-48℃反应3-5小时,反应结束后分出下层酸,将上层有机层分别用1.5-3%弱碱溶液和蒸馏水洗涤,至洗出水pH=5.5-6,然后减压蒸馏去水,得到环氧乙酰蓖麻油酸甲酯;
步骤(1)所述氯代乙酰化试剂为一氯乙酸酐、二氯乙酸酐、三氯乙酸酐、一氯乙酰氯、二氯乙酰氯、三氯乙酰氯中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种提高环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与PVC树脂相容性的方法,其特征在于步骤(1)所述溶剂为氯仿、二氯乙烷、甲苯、苯、吡啶中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种提高环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与PVC树脂相容性的方法,其特征在于步骤(1)所述缚酸剂为吡啶、三乙胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种提高环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与PVC树脂相容性的方法,其特征在于步骤(1)所述催化剂为磷酸、硫酸氢钠、浓硫酸、苯磺酸、对甲苯磺酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种提高环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与PVC树脂相容性的方法,其特征在于步骤(1)所述弱碱溶液为酸钠溶液、碳酸氢钠溶液中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种提高环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与PVC树脂相容性的方法,其特征在于步骤(2)所述活性氧载体为甲酸、乙酸中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种提高环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与PVC树脂相容性的方法,其特征在于步骤(2)所述溶剂为苯、甲苯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种提高环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与PVC树脂相容性的方法,其特征在于步骤(2)所述弱碱溶液为碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液中的一种或多种。

说明书全文

一种提高环乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与PVC树脂相容性的

方法

技术领域

背景技术

[0002] 聚氯乙烯(PVC)树脂是由氯乙烯单体聚合生成的含有大量极性氯原子的高聚物。由于氯原子的偶极-偶极相互作用,致使PVC分子间作用很大。如不添加增塑剂,PVC树脂在室温下呈玻璃态,难以加工且产品使用性能差。因此,在PVC树脂加工过程中需添加一定量的增塑剂。增塑剂分子能够渗入PVC链间,屏蔽PVC中氯原子间相互作用,增大PVC 链间距,弱化PVC分子间作用力,使PVC在使用温度范围内处于橡胶态,改善其加工性能和使用性能。
[0003] 鉴于传统邻苯二甲酸酯类增塑剂具有致癌险及类雌性激素作用,目前在欧、美、日等发达国家已被禁止使用,取而代之的是各种环保型增塑剂。蓖麻油作为四大非食用植物油之一,其改性产品环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂具有无毒环保、可降解、热稳定性好等优点,主要应用于高级工程塑料、橡胶、医疗器材等行业。然而,由于乙酰蓖麻油酸甲酯存在乙酰基支链,这会降低增塑剂自身与PVC树脂的相容性,造成塑化温度偏高、PVC成品柔软度欠佳等问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足,而提供一种提高环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与PVC树脂相容性的方法,其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下,所用物料的份数均为重量份数:
[0005] (1)乙酰化反应:将蓖麻油酸甲酯100份,溶剂0-48份,缚酸剂0-33份混合均匀,在0- 40℃、氮气气氛下,向反应物中加入氯代乙酰化试剂36-77份,催化剂0-3份,然后在10- 
65℃反应2-12小时,反应结束后加入0-400份洗涤,再分别用1.5-3%的弱溶液和蒸馏水洗涤有机层,至洗出水pH=5.5-6,然后减压蒸馏去水,得到乙酰蓖麻油酸甲酯;
[0006] (2)环氧化反应:取30%双氧水40-50份,活性氧载体15-20份,浓硫酸0.5-1份混合均匀制得过氧酸,在40-48℃条件下,将过氧酸滴加入100份乙酰蓖麻油酸甲酯和25-35份溶剂的混合物中,滴加时间30-90min,然后在45-48℃反应3-5小时,反应结束后分出下层酸,将上层有机层分别用1.5-3%弱碱溶液和蒸馏水洗涤,至洗出水pH=5.5-6,然后减压蒸馏去水,得到环氧乙酰蓖麻油酸甲酯。
[0007] 以上方法中步骤(1)所述的溶剂为氯仿、二氯乙烷、甲苯、苯、吡啶中的一种或多种。
[0008] 以上方法中步骤(1)所述的缚酸剂为吡啶、三乙胺中的一种或多种。
[0009] 以上方法中步骤(1)所述的氯代乙酰化试剂为一氯乙酸酐、二氯乙酸酐、三氯乙酸酐、一氯乙酰氯、二氯乙酰氯、三氯乙酰氯中的一种或多种。
[0010] 以上方法中步骤(1)所述的催化剂为磷酸、硫酸氢钠、浓硫酸、苯磺酸、对甲苯磺酸中的一种或多种。
[0011] 以上方法中步骤(1)所述的弱碱溶液为酸钠溶液、碳酸氢钠溶液中的一种或多种。
[0012] 以上方法中步骤(2)所述的活性氧载体为甲酸、乙酸中的一种或多种。
[0013] 以上方法中步骤(2)所述的溶剂为苯、甲苯中的一种或多种。
[0014] 以上方法中步骤(2)所述的弱碱溶液为碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液中的一种或多种。
[0015] 本发明与现有技术相比,具有以下积极效果:
[0016] (1)本发明采用的乙酰化试剂上带有不同数目的氯原子,根据相似相容原理,这将显著提高环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与含氯PVC树脂的相容性,在增塑过程中增塑糊更容易形成均质混合体系,从而降低塑化温度,改善PVC树脂加工性能,提高制品柔韧性。
[0017] (2)与此同时,由于环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂与PVC树脂的相容性提高,这将限制增塑剂分子在PVC链间的移动能力,进而显著提高增塑剂的耐迁移性,大幅提高PVC 制品的耐久性和使用寿命。附图说明
[0018] 图1为本发明所涉及的环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑剂的合成路线。

具体实施方式

[0019] 下面通过实施例对本发明进行具体的描述,只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限定,该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
[0020] 实施例1:
[0021] (1)在40℃、氮气气氛下,向100份蓖麻油酸甲酯中加入一氯乙酸酐36份,磷酸2份,然后在65℃反应2小时,反应结束后分别用1.5%的碳酸钠溶液和蒸馏水洗涤有机层,至洗出水pH=5.5,然后减压蒸馏去水,得到乙酰蓖麻油酸甲酯;
[0022] (2)取30%双氧水40份,甲酸15份,浓硫酸0.5份混合均匀制得过氧酸,在40℃条件下,将过氧酸滴加入100份乙酰蓖麻油酸甲酯和25份苯的混合物中,滴加时间30min,然后在 45℃反应3小时,反应结束后分出下层酸,将上层有机层分别用1.5%的碳酸钠溶液和蒸馏水洗涤,至洗出水pH=5.5,然后减压蒸馏去水,得到环氧乙酰蓖麻油酸甲酯。
[0023] 采用以上方法制备的环氧乙酰蓖麻油酸甲酯,经测定氯含量8.9%,环氧值4.6%。增塑效率实验表明,增塑剂:PVC为0.6:1时(重量比),可使PVC玻璃化温度从87℃降低至 -
30℃,增塑效率为1.08。相容性实验(溶解温度法)表明,PVC在普通环氧乙酰蓖麻油酸甲酯中的溶解温度大约为130℃,而在实施例1制得的环氧乙酰蓖麻油酸甲酯中的溶解温度为
120℃,相容性大幅提升。耐迁移性实验表明,普通环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑后的PVC 膜在70℃、24小时的质量损失(迁移率)约1.8%,而实施例1制得的环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑膜在相同条件下的质量损失(迁移率)<0.72%。
[0024] 实施例2:
[0025] (1)在40℃、氮气气氛下,向100份蓖麻油酸甲酯中加入一氯乙酸酐60份,对甲苯磺酸3 份,然后在65℃反应4小时,反应结束后分别用1.5%的碳酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤有机层,至洗出水pH=6,然后减压蒸馏去水,得到乙酰蓖麻油酸甲酯;
[0026] (2)取30%双氧水45份,甲酸18份,浓硫酸0.8份混合均匀制得过氧酸,在45℃条件下,将过氧酸滴加入100份乙酰蓖麻油酸甲酯和30份甲苯的混合物中,滴加时间60min,然后在45℃反应4小时,反应结束后分出下层酸,将上层有机层分别用2%碳酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤,至洗出水pH=6,然后减压蒸馏去水,得到环氧乙酰蓖麻油酸甲酯。
[0027] 采用以上方法制备的环氧乙酰蓖麻油酸甲酯,经测定氯含量14.7%,环氧值4.2%。增塑效率实验表明,增塑剂:PVC为0.6:1时(重量比),可使PVC玻璃化温度从87℃降低至-31℃,增塑效率为1.10。相容性实验(溶解温度法)表明,PVC在普通环氧乙酰蓖麻油酸甲酯的溶解温度大约为130℃,而在实施例2制得的环氧乙酰蓖麻油酸甲酯中的溶解温度为
116℃,相容性大幅提升。耐迁移性实验表明,普通环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑后的PVC 膜在70℃、24小时的质量损失(迁移率)约1.8%,而实施例2制得的环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑膜在相同条件下的质量损失(迁移率)<0.37%。
[0028] 实施例3:
[0029] (1)将蓖麻油酸甲酯100份,氯仿48份混合均匀,在0℃、氮气气氛下,向反应物中滴加 80份三氯乙酰氯和33份吡啶的混合物,然后在10℃反应12小时,反应结束后加入400份冰水洗涤,再用分别用3%的碳酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤有机层,至洗出水pH=6,然后减压蒸馏去水,得到乙酰蓖麻油酸甲酯;
[0030] (2)取30%双氧水50份,乙酸20份,浓硫酸1份混合均匀制得过氧酸,在48℃条件下,将过氧酸滴加入100份乙酰蓖麻油酸甲酯和35份苯的混合物中,滴加时间90min,然后在48℃反应5小时,反应结束后分出下层酸,将上层有机层分别用3%碳酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤,至洗出水pH=6,然后减压蒸馏去水,得到环氧乙酰蓖麻油酸甲酯。
[0031] 采用以上方法制备的环氧乙酰蓖麻油酸甲酯,经测定氯含量20.5%,环氧值4.0%。增塑效率实验表明,增塑剂:PVC为0.6:1时(重量比),可使PVC玻璃化温度从87℃降低至-19℃,增塑效率为0.98。相容性实验(溶解温度法)表明,PVC在普通环氧乙酰蓖麻油酸甲酯的溶解温度大约为130℃,而在实施例3制得的环氧乙酰蓖麻油酸甲酯中的溶解温度为
110℃,相容性大幅提升。耐迁移性实验表明,普通环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑后的PVC 膜在70℃、24小时的质量损失(迁移率)约1.8%,而实施例3制得的环氧乙酰蓖麻油酸甲酯增塑膜在相同条件下的质量损失(迁移率)<0.19%。
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