[发明专利]一种超支化聚酯增塑剂的制备及其在PVC密封胶中的应用

说明书

本发明公开了一种超支化聚酯增塑剂的制备及其在PVC密封胶中的应用，属于高分子合成和食品包装材料技术领域。本发明以季戊四醇和2，2‑二羟甲基丙酸为主要原料，通过多步反应，制备支化度高的多官能团多元醇，并在用酰氯对大部分羟基进行封端。制备的超支化聚酯增塑剂，分子量高且粘度低，制备的超支化聚酯增塑剂和其他增塑剂复配，用于PVC密封胶，PVC具有优良的增塑效果，在正己烷、正庚烷等模拟物中的迁出量极低，满足国内外日益严格的环保要求。

技术领域

本发明涉及超支化聚酯增塑剂的制备及其在PVC密封胶中的应用，属于高分子合成和食品包装材料技术领域。

背景技术

用于盛放各类水果、酱菜、酒和蜂蜜等的食品玻璃罐，为保证玻璃瓶的密封性，一般在瓶盖的沟槽或瓶盖内通过滴塑工艺施涂液体密封胶，加热塑化以后形成对瓶盖有一定附着力并具有弹性的密封圈，起到密封和防腐作用。传统的瓶盖密封胶以聚氯乙烯糊树脂(PVC)为主要原料，配以邻苯二甲酸酯类增塑剂及各种助剂。由于邻苯二甲酸酯类是造成环境激素效应的主要来源，国内外对邻苯二甲酸酯类增塑剂的限制性环保法规相继出台，并且一个值得注意的趋势是，目前，国际上不仅严格禁止使用邻苯二甲酸酯类，而且对于含苯类、环氧类及其他油性物质均严格限制它们在密封胶中的迁出量。为克服我国食品出口包装的技术瓶颈，开发非邻苯二甲酸酯类的PVC瓶盖密封胶已成为非常重要的课题。在这一方面，中国专利ZL200710021637.9、ZL201010219950.5、ZL201110227226.1、ZL201310559491.9等公开了非邻苯二甲酸酯类的PVC瓶盖密封胶。但是，这些专利普遍存在的问题是，要么这些密封胶在正己烷、正庚烷等模拟物中的迁出量无法达到日益苛刻的技术要求，要么这些密封胶的粘度太大，无法满足密封胶滴塑工艺的要求。

由多元醇和多元酸通过缩聚反应制备的聚酯增塑剂，具有很好的耐抽出、迁移量低、毒性小的特点，已成为新型环保增塑剂的重要发展方向。但是，由于聚酯增塑剂相对分子质量较大，导致增塑剂粘度较大，无法完全满足密封胶滴塑工艺要求。超支化聚酯增塑剂具有高度的末端基密度，且极性较强，可以使其与其他增塑剂复配起到吸引和固定其他增塑剂不向表面迁移。同时，超支化聚酯增塑剂的粘度比相应的线性聚酯增塑剂低很多。以上两大特点，是超支化聚酯增塑剂可以应用于低迁出量PVC密封胶的重要优势。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明要解决的技术问题是提供一种超支化聚酯增塑剂的制备方法，以及该超支化聚酯增塑剂在PVC密封胶中的应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种超支化聚酯增塑剂，其特征是，包括以下步骤：

(1)将一定摩尔比的季戊四醇和2，2-二羟甲基丙酸加入到置有溶剂二甲苯的三口烧瓶中，搅拌均匀后添加催化剂，升温至120～140℃继续搅拌反应2.5h以后，减压抽滤除去反应生成的水，继续反应1.5h至体系酸值小于20mgKOH/g以下，停止反应；其中，季戊四醇和2，2-二羟甲基丙酸的摩尔比为1：4.05，催化剂是对甲苯磺酸或硫酸氢钠的任意一种，催化剂的用量为季戊四醇用量的0.5％～3.0％；

(2)在上述反应液中，加入2，2-二羟甲基丙酸(季戊四醇和2，2-二羟甲基丙酸的摩尔比为1：4.05)，补加催化剂(用量为季戊四醇的0.2％)，搅拌均匀后，升温至160℃，反应2.5h以后，减压抽去反应生成的水，继续反应1.5h至体系酸值小于20mgKOH/g以下，停止反应；

(3)在上述反应液中，加入2，2-二羟甲基丙酸(季戊四醇和2，2-二羟甲基丙酸的摩尔比为1：8.05)，补加催化剂(用量为季戊四醇的0.2％)，搅拌均匀后，升温至180℃，反应2.5h以后，减压抽去反应生成的水，继续反应1.5h至体系酸值小于20mgKOH/g以下，停止反应；