[发明专利]一种高分子量无毒增塑剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属有机化学中酯类化合物的合成技术领域，特别是涉及一种高分子 量无毒增塑剂的制备方法。

背景技术

增塑剂是塑料加工助剂中产能和消费最大的类别，尤其是20世纪80年代 以来，随着聚氯乙烯制品的不断开发，增塑剂工业更是得到了迅猛的发展。同 国外相比，我国增塑剂品种较为单一，产品结构还不尽合理，主要以邻苯二甲 酸酯类为主；由于其可能存在潜在的致癌危险，应用领域受到一定的限制，如 美国食品与药物管理局、欧盟等已禁止此类增塑剂应用于食品包装、化妆品与 儿童玩具等塑料制品。

柠檬酸酯增塑剂以柠檬酸为主要原料合成，具有无毒、生物降解性好、挥 发性小、抗细菌、塑效率高等优点，已被美国食品与药物管理局批准为无毒增 塑剂。然而，我国目前对柠檬酸酯增塑剂的开发研究主要集中于低分子量的品 种，此类品种大多存在挥发性大、耐低温性能欠佳、在肥皂水中抽出率高等缺 点，高分子量柠檬酸酯在挥发性、耐低温和耐肥皂水抽出等方面都有显著提高， 更能适合不同的应用领域。柠檬酸三正辛酯就是高分子量柠檬酸酯中的一种。

柠檬酸三正辛酯的研究开发报道较少，有报道以浓硫酸作催化剂，该方法 存在以下缺点：

1、用强腐蚀性和强氧化性的硫酸作催化剂，不但对反应设备要求高，且 由于后续除去硫酸需要中和、水洗工序，生产路线长，同时，大量酸水的排放 还会对环境造成污染；

2、反应的选择性较差、副反应多，产品分离提纯困难，影响产品的外观 和性能、增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺合理的柠檬酸三正辛酯的制备方法，该制备 方法的反应收率及产物纯度高，且其工艺简单、合成周期短、生产成本低、对 环境污染小。

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种高分子量无毒增塑剂的制备方法，柠檬酸与正辛醇在有机酸盐催化剂 的作用下发生酯化反应，其中，所述的有机酸盐催化剂为对甲基苯磺酸镧。

所述的柠檬酸为一水柠檬酸。

所述的酯化反应的温度优选为130～150℃、时间为3～4h。

进行酯化反应时，正辛醇相对于柠檬酸是过量的。正辛醇与柠檬酸的物质 的量之比进一步优选为4.5∶1。

所述的过量的正辛醇通过减压蒸馏除去。减压蒸馏的压力优选为2～ 4kPa。

所述的酯化反应在氮气保护下进行。

优选的实施方式是：所述的对甲基苯磺酸镧的加入量为一水柠檬酸和正辛 醇总质量的0.2～0.3％。

由于采取以上技术方案，本发明与现有技术相比具有以下优点：

1.采用对甲基苯磺酸镧为酯化反应的催化剂，工艺新颖，与现有的催化 剂相比，反应速度接近；但催化剂选择性好，副反应少；改善了产品色泽，提 高了产品收率，催化剂经简单分离后可重复使用，降低了原料成本。

2.与现有的酸性催化剂相比，对甲基苯磺酸镧不会腐蚀设备，节省了设 备投资；无需中和、水洗等工序，减少污水排放，对环境友好。

3.由本发明制备的柠檬酸三正辛酯，为无毒增塑剂，可用于无毒PVC造 粒，儿童软质玩具，医用制品，食品包装制品，涂料油墨行业等。

具体实施方式

向反应釜中加入210份一水柠檬酸及585份正辛醇，加热搅拌，一水柠檬 酸固相消失，形成均相体系，然后向反应体系中加入2份对甲基苯磺酸镧，氮 气保护下，控制温度为130～150℃，反应4小时后，过滤分离出对甲基苯磺 酸镧，过滤出的对甲基苯磺酸镧可重复使用。

将上述滤液转入脱醇釜，在压力为2～4kPa条件下脱去过量的正辛醇， 冷至50℃，用碱液中和少量未完全反应的柠檬酸，分离酯与水层后，即得柠 檬酸三正辛酯，收率超过98％。

上述实施例中酯化反应方程式为：