[发明专利]环保型超支化聚酯增塑剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环保型超支化聚酯增塑剂的制备方法，包括以下步骤：S1.在化学催化剂的存在下，将多元醇、缩水甘油和ε‑己内酯混合，加热至120‑130℃反应12‑14h，得到超支化聚合物中间体；S2.将反应体系降温至45‑55℃，然后加入丁酸酐和T1脂肪酶，在保护气氛下继续回流反应6‑8h；S3.收集粗产品，洗涤至中性后，于80‑110℃下减压蒸馏脱水，从而得到所述环保型超支化聚酯增塑剂。本发明通过环氧丙醇开环增加产物分支，己内酯开环提高产物增塑性能，再通过酸酐封端增加产物混溶性，制备得到的环保型超支化聚酯增塑剂，具有耐热性强、增塑性优良、耐迁移且易降解的优势。

技术领域

本发明涉及增塑剂技术领域，具体涉及一种环保型超支化聚酯增塑剂及其制备方法。

背景技术

增塑剂是添加到聚合物材料中改善其可塑性、柔韧性、拉伸性等特性的材料助剂，其是一种高沸点、低挥发性的物质，分子结构具有极性部分和非极性部分。增塑剂可以插入高聚物分子链之间，削弱分子间作用力，增大高聚物分子之间的距离和活动空间，增大高聚物的塑性，降低高聚物的加工温度，增加塑性同时又不影响聚合物本质特性的物质。

目前，邻苯二甲酸酯类在增塑剂中占比80％，其容易以挥发、渗出、溶出等方式从PVC中迁移到与之接触的其他介质中或释放到环境中。研究发现，邻苯二甲酸酯类增塑剂具有生殖毒性、内分泌干扰和致癌的风险，而且还会由于增塑剂的迁出，导致PVC基体的柔软性下降。目前，环保型增塑剂主要包括柠檬酸酯类、环氧类、聚酯类、苯多酸酯类、蓖麻油衍生酯类增塑剂等，其中，近年来聚酯增塑剂研究较多，其无毒、可降解、便于调整产品性能备受关注。但是，目前的聚酯增塑剂多为简单的醇酸反应，后用酸酐封端，分子极性不大，和树酯分子相容性不好；对分支度的考虑较少，而分支度对产物极性，粘度影响较大。

因此，亟需提供一种增塑性好、耐迁移、环境友好的新型增塑剂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种环保型超支化聚酯增塑剂的制备方法，通过环氧丙醇开环增加产物分支，己内酯开环提高产物增塑性能，再通过酸酐封端增加产物混溶性，制备得到的环保型超支化聚酯增塑剂，具有耐热性强、增塑性优良、耐迁移且易降解的优势。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明第一方面提供了一种环保型超支化聚酯增塑剂的制备方法，包括以下步骤：

S1.在化学催化剂的存在下，将多元醇、缩水甘油和ε-己内酯混合，加热至120-130℃回流反应12-14h，得到超支化聚合物中间体；

S2.将反应体系降温至45-55℃，然后加入丁酸酐和T1脂肪酶，在保护气氛下继续回流反应6-8h；

S3.收集粗产品，洗涤至中性后，于80-110℃下减压蒸馏脱水，从而得到所述环保型超支化聚酯增塑剂。

目前，普通的增塑剂如DOP的分支度较低，没有足够多的分子链间空腔结构。本发明以多元醇为引发剂，通过缩水甘油与其反应，控制产物结构的分支。产物的分支度高，由于其特殊的支化结构，它的分子链不仅很长，而且链与链之间还有很多的空腔结构，这些空腔结构为PVC分子链的充分伸展提供了空间上的可能性，从而增加PVC分子的柔韧性，解决了聚酯型增塑剂的低温柔韧性差、本体粘度高、增韧效率低的问题。

增塑剂的迁移性、热稳定性与其结构紧密相关。本发明以多元醇为引发剂，缩水甘油作为分支剂，己内酯作为主干剂来调节产品性能，使产品具有良好的生物相容性及可降解性。通过改变缩水甘油与ε-己内酯的摩尔比，易控制分子结构。聚己内酯的塑化效率远低于邻苯二甲酸酯，而支化提高了聚己内酯增塑剂的增塑效率，结晶能力随着引入支化结构而遭到破坏，其分子迁移率通过丁酸酐的酯化反应而得到显着改善。聚酯与树酯相容性好，大大降低了迁移性。由于支化结构具有密集的分支结构和大量的端基，与线性聚合物相比，表现出低链缠结、低本体粘度、高溶解度和高端基浓度，赋予聚氯乙烯更高的柔韧性。