[发明专利]一种抗迁移性的均相催化的环保增塑剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗迁移性的均相催化的环保增塑剂4-甲基环己烷-1,2-二羧酸二（2-丙基）庚酯的制备方法，具体涉及一种具有耐迁移性、无毒、环保、与PVC制品相容性好、增塑性能好的增塑剂的制备及应用，属于化学品合成及塑料助剂应用技术领域。

背景技术

近年来，随着邻苯类的增塑剂的毒性越来越引起人们的广泛关注，欧盟等国家出台了相关规定，研究开发新型、无毒、高效、耐迁移性的环保增塑剂。近年来，以新型环保增塑剂环己烷-1,2-二羧酸二烷基酯类增塑剂，其在自然环境中能够自行生物降解，是邻苯类增塑剂目前较为适宜的替代品，但是其从制品中易迁出，使制品变脆、变硬。

以4-甲基环己烷-1,2-二羧酸二烷基酯类作为增塑剂，不仅保持着可自行生物降解等优点，其分子结构中的-CH₃基团能够增加分子间的位阻作用，能够提高4-甲基环己烷-1,2-二羧酸二烷基酯类增塑剂的耐迁移性能。

发明内容

本发明的目的是在均相催化剂的作用下，通过两步酯化反应对环己烷-1,2-二羧酸二烷基酯类增塑剂进行改性和修饰，其在环己烷-1,2-二羧酸二（2-丙基）庚酯（DPHCH）的分子结构上用4-甲基环己烷基取代环己烷基制得4-甲基环己烷-1,2-二羧酸二（2-丙基）庚酯（MDPHCH），从而提高产物的分子量，扩大了产物的分子构型，提高了产物分子的位阻作用，作为应用于PVC高分子材料中的增塑剂，与PVC具有更好的相容性，减小了在液体介质中的迁移性，且增塑性能好，因此完全可以替代邻苯类增塑剂来使用，这对于开发新型、环保、性能更加优异的环己烷-1,2-二羧酸二烷基酯类增塑剂具有深远的意义。

本发明的技术方案，制备具有支化度的4-甲基环己烷-1,2-二羧酸二（2-丙基）庚酯的反应方程式为：

一种抗迁移性的均相催化的环保增塑剂4-甲基环己烷-1,2-二羧酸二（2-丙基）庚酯（MDPHCH）的制备方法，以4-甲基六氢苯酐和2-丙基庚醇为原料，通过两步反应得到4-甲基环己烷-1,2-二羧酸二（2-丙基）庚酯，其分子结构是一种环己烷基二羧酸酯，无邻苯二甲酸酯类结构，具体步骤为：

（1）酯化反应：在反应器中加入4-甲基六氢苯酐和2-丙基庚醇，然后加入催化剂和带水剂；其中4-甲基六氢苯酐和2-丙基庚醇的摩尔比为1:2.1~3.0，催化剂的用量为4-甲基六氢苯酐质量的0.1%~4.0%，带水剂的用量为反应体系总质量的8%~20%；在10~40min内搅拌加热至反应温度为180~230℃，然后继续反应4~12h，反应过程中，带水剂与反应产生的水形成共沸物从而将水带出反应体系；不断测定反应酸值，待酸值不再降低时停止反应，得到粗品4-甲基环己烷-1,2-二羧酸二（2-丙基）庚酯；

（2）精制：对步骤（1）所得粗品测pH值，用质量浓度为5%的Na₂CO₃溶液中和至pH为7~9；水洗，采用130℃的水蒸气蒸馏4~12h去除未反应的醇及带水剂，脱水，即得产物4-甲基环己烷-1,2-二羧酸二（2-丙基）庚酯。

所述带水剂为环己烷、苯或甲苯中的一种或者几种的混合物。

所述催化剂为钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯中的一种或其混合物。

所述方法制备的抗迁移性的均相催化的环保增塑剂4-甲基环己烷-1,2-二羧酸二（2-丙基）庚酯的应用：将制备得到的4-甲基环己烷-1,2-二羧酸二（2-丙基）庚酯应用于PVC高分子材料中，作为主增塑剂使用，替代邻苯类增塑剂。

为使平衡向酯化完全的方向移动，加入的醇的总量为过量，并以环己烷（或苯、甲苯）为带水剂及时排出生成的水，使酯化完全。生产经过酯化反应、精制等工序，制得无色至淡黄色油状液体，产物为几种酯的混合物。

将制得的产品应用于增塑PVC制品，制得PVC试片，测试PVC试片的力学性能、透明度及耐溶剂迁移性等性能。

本发明的有益效果：

（1）本发明合成的增塑剂4-甲基环己烷-1,2-二羧酸二（2-丙基）庚酯，无毒环保，增塑性能良好，可以替代传统邻苯二甲酸酯类应用于增塑剂领域中；