[发明专利]一种二元酸改性环氧梓油甲酯增塑剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种二元酸改性环氧梓油甲酯增塑剂及其制备方法。以梓油或其脂肪酸甲酯、过氧化物、二元酸为原料，首先将乌桕籽油转化为环氧梓油甲酯，再催化开环并与二元酸酯化生成二元酸环氧脂肪酸酯化合物。该方法可有效减少梓油甲酯中短链脂肪酸酯2,4‑葵二烯酸甲酯的含量，提高平均分子量，从而使增塑剂产品具有低挥发性，耐迁移性，较好的耐久性，高闪点等特点。本产品适合作为辅助增塑剂使用。

技术领域

本发明涉及一种二元酸改性环氧梓油甲酯增塑剂的方法，属油脂利用及增塑剂开发领域。

背景技术

增塑剂是高聚物如橡胶、塑料、涂料等，成型加工时为增加其流动性、可塑性并使成品具有柔韧性而加入的低分子化合物。是PVC等塑料加工中必不可少的添加剂之一，且用量巨大，我国是世界第一生产和消费国，2015年产能已达400万吨，并逐年持续增长。其中邻苯二甲酸酯类占绝大比例。但研究表明邻苯二甲酸类增塑剂具有潜在的致癌性，欧美等发达国家已经禁用。作为其替代产品的环氧脂肪酸酯类的开发越来越活跃，其中又以环氧脂肪酸甲酯(EFAME)最为重要，其合成工艺为将油脂甲酯化制备成脂肪酸甲酯，再进一步环氧化即可制备环氧脂肪酸甲酯增塑剂产品。但其对适合作为原料的油脂的要求较高，必须具有较高的碘值且分子量不能过低。通常可用来合成环氧甲酯的油脂有大豆油、葵花籽油、菜籽油等具有高不饱和度的油脂，但同样具有高不饱和度的乌桕籽油(梓油)因为具有小分子量的脂肪酸而不易制备环氧甲酯，这主要是因为产品的闪点过低。为解决这一问题，必须对产品进行提纯或改性，不仅会带来不必要的工序和麻烦，且增加的生成成本。

发明内容

为了解决产品闪点低及现有改性技术存在的工艺耗时长、能耗高、效果差等缺点，本发明提供一种二元酸改性环氧梓油甲酯增塑剂的方法。

本发明的技术方案为：一种二元酸改性环氧梓油甲酯增塑剂，有效成分为二元酸环氧脂肪酸酯和少量聚醚，其中酯的总质量百分数在5％-70％，聚醚占1％-30％，其余为未反应完的环氧梓油甲酯；二元酸环氧脂肪酸酯的结构式如下：

聚醚的结构式如下：

其中：R1、R2为碳数相同或不同的饱和或不饱和碳链结构；R为马来酸、富马酸、对苯二甲酸、乙二酸、己二酸根结构中的一种，n＝1～3。

制备所述的二元酸改性环氧梓油甲酯增塑剂的方法，以梓油或其脂肪酸甲酯和过氧化物、二元酸为原料，首先将梓油或其脂肪酸甲酯转化为环氧梓油甲酯，再催化开环并与二元酸酯化生成二元酸环氧脂肪酸酯化合物。

所述的制备二元酸改性环氧梓油甲酯增塑剂的方法，具体为：

第一步，制备环氧梓油甲酯：梓油和甲醇反应得到梓油甲酯，梓油甲酯和过氧化物在酸催化下环化反应得到环氧梓油甲酯；

第二步，制备二元酸改性环氧梓油甲酯增塑剂：将环氧梓油甲酯和二元酸、催化剂加入反应器中，搅拌升温反应至酸价低于2结束反应，再进行减压蒸馏、中和处理得到二元酸改性环氧梓油甲酯增塑剂产品。

环氧梓油甲酯和二元酸按物质的量之比为1:0.2～0.5的比例加入。

第二步的反应温度为100℃～180℃，反应时间为2～6小时。

所述的催化剂加入量为0.1％～1％。

所述的二元酸包括马来酸、富马酸、对苯二甲酸、乙二酸、己二酸及相应的酸酐等中的一种。

催化所用的催化剂为2-甲基咪唑、2-咪唑烷酮、N,N-二甲基苄胺、2,4-二甲基咪唑、四丁基溴化胺，可根据需要添加抗氧剂或氮气保护。

所述的过氧化物为过氧甲酸、过氧乙酸、间氯过氧苯甲酸、过氧化叔丁醇、双氧水中的任意一种。

有益效果：