[发明专利]一种耐热耐迁移环保聚酯增塑剂的制备方法

说明书

一种耐热耐迁移环保聚酯增塑剂的制备方法，属于精细化学品合成及塑料助剂应用领域。本发明使用戊二酸、1，4‑环己烷二甲醇和2‑丙基庚醇为主要原料，通过酯化缩聚法进行分子结构的改造及官能团转化，得到粗产物为环保聚酯增塑剂，再经过脱带水剂、脱醇分离后获得提纯后的产品聚戊二酸1，4‑环己烷二甲醇酯。本发明制备得到的目标分子结构是一种直链型的含有环己基的环状与线性分子结合的低聚合物。产物具有环状分子与线性分子的特性，该聚酯增塑剂产品粘度适中，颜色低，无邻苯类及苯环结构，与PVC相容性好，耐迁移，耐高温，适合工业化生产。本发明制备所得的新型环保聚酯增塑剂，有望替代传统的邻苯二甲酸类增塑剂。

技术领域

本发明涉及一种耐热耐迁移环保聚酯增塑剂的制备方法，属于精细化学品合成及塑料助剂应用领域。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）由于其低成本，良好的阻燃性和良好的电学性能并且耐化学性能优异，是当今应用最多的一种热塑性材料。柔性聚氯乙烯广泛的运用在人体可以接触的地方，例如医疗器械、电子设备、建筑材料、婴幼儿护理产品、玩具和食品包装等领域。柔性PVC含有大量的液体增塑剂。添加量最多，使用范围最广的是邻苯二甲酸酯类增塑剂，约占整个增塑剂产品的70%，由于价格低廉、性能良好，邻苯二甲酸二（2-乙基己酸）酯（DOP）在邻苯类的增塑剂中至少约占60%。研究发现，邻苯类的增塑剂有相当一部分从PVC基体中迁移到与之接触的其他介质中，迁移出来的邻苯二甲酸酯增塑剂不仅会充当内分泌干扰物毒害人体的肝脏、心脏、肾、肺、睾丸和人体的其他器官，而且还会由于增塑剂的迁出，导致PVC基体的柔软性下降。最近的研究报告指出邻苯二甲酸酯增塑剂已经在土壤、海洋生态系统、食物和人体有所积累。在欧盟、美国、加拿大等国家都通过法规来限制其在医疗器械、儿童护理用品和玩具等领域的使用。对于开发出无毒、有利于人们健康代替邻苯二甲酸酯的增塑剂已经是迫切需要。

相对于邻苯二甲酸酯增塑剂，由于分子结构上与单体型的产品不同，聚酯是一种低分子量的聚合物，所以有望成为上述产品替代品。因为它是无毒、生物相容性及与PVC的相容性好，而且聚酯可以有效的降低PVC的玻璃化转变温度可以给PVC链良好的灵活性和PVC材料优良的柔软性。通过迁移实验、拉伸实验和热重分析(TGA)对PVC薄膜的迁移行为、力学性能和热稳定性进行表征，并将新型的增塑剂与DOP的性能进行比较，相对于DOP来说具有更高的热稳定性和耐抽出耐迁移的特性。

发明内容

本发明目的是提供一种耐热耐迁移环保聚酯增塑剂的制备方法，其开发出具有特殊分子结构且产品性能优良的环保聚酯增塑剂，结构中含有六元环、线性分子及众多的酯基组成，具有特殊的增塑性能。

本发明的技术方案，本发明采用酯化缩聚法一步反应生成聚戊二酸1，4-环己烷二甲醇酯环保增塑剂。通过控制醇的加入量来控制聚酯的分子量，来实现PVC制品应用领域的不同，制备的聚酯作为增塑剂混合到聚氯乙烯（PVC）中，带有聚酯型增塑剂的PVC的拉伸性能和断裂韧性与带有DOP型的PVC相差不大，但是，聚酯型的耐迁移性和耐热性是DOP型所不能及的。

一种耐热耐迁移环保聚酯增塑剂的制备方法，使用戊二酸、1，4-环己烷二甲醇和2-丙基庚醇为主要原料，通过酯化缩聚法得到聚酯型环保增塑剂，具体步骤如下：

（1）酯化缩聚反应：在反应器中加入反应物戊二酸、1，4-环己烷二甲醇和2-丙基庚醇，然后加入催化剂和带水剂；

其中1，4-环己烷二甲醇和戊二酸的醇酸摩尔比为1～1.2：1，封端剂2-丙基庚醇的用量与戊二酸的摩尔比为0.4～0.9：1，催化剂的质量为醇酸总质量的0.3%～0.7%，带水剂的用量为反应物总质量的5%～15%；

将上述原料在10min内搅拌加热到140～150℃，测量出第一滴水时的酸值；随后加热到200～210℃，持续加热回流5～9h，反应过程中生成的水会与带水剂共沸被带出体系，当酸值不再降低时结束反应：自然冷却到室温，得到粗产品；