[发明专利]一种增塑剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于添加剂技术领域，尤其涉及一种增塑剂的制备方法。

背景技术

增塑剂具有热稳定性和化学试剂稳定性，并能够在一定范围内与聚合物相容使聚合物的可塑性和柔韧性增加。增塑剂主要通过削弱聚合物分子之间的次价键范德华力，使聚合物分子链的移动性增加，结晶性降低，从而增加聚合物的塑性。传统的塑料增塑剂为邻苯类的增塑剂，如邻苯二甲酸二辛酯（DOP）和邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP），但其属于小分子类增塑剂，耐候性较差，长时间使用后会迁移到塑料制品表面，导致制品的性能降低，并且邻苯类的增塑剂会对环境及人体健康造成危害，西方发达国家已明令禁止在塑料内添加邻苯类添加剂。因此，具有无害、价廉以及助剂效果好等优点的新型环保增塑剂成为当今增塑剂的主要发展方向。

作为生产己二酸的副产物，尼龙酸的产量较大，是一种混合二元酸，主要成分为丁二酸、戊二酸和己二酸，具有作为高价二元酸的低成本环保增塑剂替代原料的潜力。但尼龙酸中杂质和水分含量较多，且C4~C6二元酸的物理性质和化学性质相近，接近沸点时均易分解，难以将其中含有的二元酸单独分离提纯，因此尼龙酸只能以混合物的形式作为原料用以制备增塑剂。

目前，关于尼龙酸制备增塑剂已经得到了一定研究，如公开号为102226013A的中国专利公开了一种利用尼龙酸生产耐寒增塑剂的方法，以尼龙酸为原料，浓硫酸为催化剂，经过酯化、中和、水洗、脱醇和过滤，合成耐寒性塑料助剂尼龙酸二丁酯产品。但利用尼龙酸制备的增塑剂主要集中在小分子增塑剂领域。由于小分子增塑剂与聚合物结合能力较差，迁移性强，从而随着时间的推移，小分子增塑剂易于向聚合物表面迁移，使聚合物的软化发粘甚至表面脆裂，失去增塑剂原有的作用；同时，在聚合物的加工过程中小分子增塑剂也会有部分挥发，造成聚合物的性能降低。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种增塑剂的制备方法，该方法制备的增塑剂具有良好增塑性和耐迁移性。

本发明提供了一种增塑剂的制备方法，包括以下步骤：

A）在保护气氛中，将尼龙酸、二元醇和封端剂升温至120℃~200℃进行反应，得到中间产物；

B）将所述中间产物在180℃~260℃、5Pa~200Pa的条件下进行反应，得到增塑剂。

优选的，所述尼龙酸与二元醇的摩尔比为1.0:1.0~1.5。

优选的，所述二元醇为1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二甘醇、1,3-丁二醇和1,4-丁二醇中的一种或多种。

优选的，所述封端剂为芳基一元醇或C4~C10烷基一元醇。

优选的，所述步骤A的反应在第一催化剂的作用下进行，所述第一催化剂为醋酸盐和/或钛化合物。

优选的，所述步骤B的反应在第二催化剂的作用下进行，所述第二催化剂为钛化合物、锡化合物和锑化合物中的一种或多种。

优选的，所述步骤A具体为：

A1）将尼龙酸、二元醇与脱色剂混合，在保护气氛中进行反应，过滤后得到第一中间产物；

A2）在保护气氛中，将所述第一中间产物和封端剂升温至120℃~200℃进行反应，得到中间产物。

优选的，所述尼龙酸与脱色剂的质量比为1:0.02~0.2。

优选的，所述脱色剂为活性炭、氧化铝、硅胶和离子交换树脂中的一种或多种。

优选的，所述步骤A1的反应温度为80℃~180℃，反应时间为4h~24h。

本发明提供了一种增塑剂的制备方法，该方法在保护气氛中，将尼龙酸、二元醇和封端剂升温至120℃~200℃进行反应，得到中间产物；然后将中间产物在180℃~260℃、5Pa~200Pa的条件下进行反应，得到增塑剂。与现有技术小分子类增塑剂相比，本发明以工业副产物尼龙酸为主要原料，利用二元醇对尼龙酸良好的溶解能力，通过酯化反应降低了反应体系的酸值，低压的缩聚反应提高了产物的分子量，从而使其符合工艺要求。本发明经过酯化和缩聚两种反应，缩短了生产流程，低成本的制备了低酸值的聚酯型增塑剂。首先，本发明制备的增塑剂具有良好的增塑性能；其次，该增塑剂为高分子聚酯型增塑剂，可以减少加工过程中增塑剂的挥发；再次，聚酯的大分子链与聚合物的相互作用大于小分子增塑剂。因此本发明制备的聚酯型增塑剂不仅具有良好的增塑性能，而且提高了增塑剂的耐迁移性能和耐抽出性能，克服了小分子增塑剂易于向制品表面迁移的缺点。