[发明专利]一种ESO-SA生物基增塑剂制备及其应用

说明书

本发明涉及塑料加工助剂领域，具体涉及一种ESO‑SA生物基增塑剂制备及其应用，所述ESO‑SA生物基增塑剂为数均分子量为1500～2000g/mol的环氧大豆油‑癸二酸低聚物，由环氧大豆油(ESO)和癸二酸(SA)在4‑二甲氨基吡啶催化下反应得到。本发明所制备的ESO‑SA生物基增塑剂加入到PVC中具有优异的力学性能及加工性能。与纯ESO相比，在加入相同份数的情况下，加入ESO‑SA的PVC样品具有更高的拉伸强度，而样品的断裂伸长率几乎一致。且随着分子量的增加，ESO‑SA的耐迁移性能要优于ESO。

技术领域

本发明涉及塑料加工助剂领域，具体涉及一种ESO-SA生物基增塑剂制备及其应用。

背景技术

PVC是最常用的传统塑料之一，稳定性差，PVC材料在100℃以上或经长时间阳光下照射，就会分解而产生氯化氢，而且在氯化氢的催化下还会继续分解，且速度会变得更快，且纯PVC的可塑性较差，所以在实际加工生产中必须加入稳定剂和增塑剂来提高材料对热和光的稳定性以及材料的基本性能。生产中通常加入25％～45％的增塑剂来改善其性能。PVC增塑剂的种类有很多，其中，邻苯二甲酸酯类约占总使用量的80％左右。但是邻苯二甲酸酯类普遍具有毒性，且会从产品中迁出，研究表明迁出的增塑剂会对人的健康以及社会环境造成严重危害。

环氧大豆油属于环氧类增塑剂，其分子结构中含有环氧基团，在工业聚氯乙烯(PVC)树脂加工中，它既能吸收PVC树脂分解时产生的HCl，阻滞PVC的连续分解，又能捕获PVC树脂降解时游离出的自由基终至其自由基反应，可使PVC链上的活泼氯原子稳定,减缓降解速度，起稳定作用，延长PVC制品的使用寿命。但是环氧大豆油的相对分子量为1000左右，高于普通邻苯类增塑剂，虽然在PVC制品中的耐迁移性高于邻苯增塑剂，但是在PVC软制品中当环氧大豆油添加量较高时，在使用过程中环氧大豆油会逐渐从PVC制品中析出，导致制品表面发黏和力学性能损失。上述问题限制了环氧大豆油作为PVC增塑剂的使用。

增塑剂是塑料加工必不可少的助剂，传统的增塑剂毒性大，可能会有残留，伤害人的身体健康，同时对环境也有一定的破坏。因此亟需提供一种毒性小，无残留且耐挥发、耐迁移的新型增塑剂。

发明内容

基于上述内容，本发明的目的是合成新型的以生物基为原料的增塑剂，可以替代部分传统邻苯类增塑剂，作为日后加工塑料的一种常用助剂。

本发明的技术方案之一，一种ESO-SA生物基增塑剂，所述ESO-SA生物基增塑剂为数均分子量为1500～2000g/mol的环氧大豆油-癸二酸低聚物。

本发明的技术方案之二，上述ESO-SA生物基增塑剂的制备方法，由环氧大豆油(ESO)和癸二酸(SA)在4-二甲氨基吡啶催化下反应得到。

进一步地，所述环氧大豆油和癸二酸的质量比为9:1，所述反应温度为150℃，所述反应时间为5-13min。

将装有按比例配好的环氧大豆油、癸二酸和4-二甲氨基吡啶的三口烧瓶置于预先设置好温度的油浴锅中进行反应，开动机械搅拌，分别反应9min和13min后停止反应，取出烧瓶，自然冷却。在加热和催化剂的作用下，环氧开环与羧基发生支化反应，ESO-SA的分子量随着反应时间的延长，分子量逐渐增大，反应时间超出本发明限定范围时产物会转变为凝胶材料。

因此，能够通过控制反应时间制备出分子量可控的ESO-SA低聚物，从而可以选择分子量合适的ESO-SA对PVC进行更好的增塑。由于ESO的分子量为1000左右，本发明选择分子量为1500-2000左右的ESO-SA进行PVC增塑。分子量的增大，ESO-SA在PVC制品中的耐迁移性也会提高。

本发明的技术方案之三，上述ESO-SA生物基增塑剂在制备PVC复合材料中的应用。

本发明的技术方案之四，一种PVC复合材料，以上述ESO-SA生物基增塑剂为增塑剂。