[发明专利]一种乌头酸酯类聚氯乙烯增塑剂及其制备方法和应用

说明书

一种乌头酸酯类聚氯乙烯增塑剂及其制备方法和应用。本发明属于聚氯乙烯增塑剂及其制备领域。本发明的目的是为了解决现有环保型增塑剂塑化效果有限的技术问题。本发明以反式乌头酸等为原料，通过一步法制得了乌头酸酯类聚氯乙烯增塑剂。本发明的乌头酸酯与聚氯乙烯有良好的相容性，能够有效降低PVC极性分子链间的强相互作用，大大降低了拉伸模量、玻璃化转变温度，提高了PVC的断裂伸长率、具有良好的挥发性和耐溶剂抽出性，此外，本发明提供的聚氯乙烯增塑剂具有制备方法简单，方便，具有生产简单，绿色环保，施工方便的特点。

技术领域

本发明属于聚氯乙烯增塑剂及其制备领域，具体涉及一种乌头酸酯类聚氯乙烯增塑剂及其制备方法和应用。

背景技术

增塑剂是一种广泛应用于聚氯乙烯树脂(PVC)等橡塑产品中的重要改性助剂，可以降低聚合物分子间的范德华力增加分子链的移动性、可塑性，降低结晶性，从而增强塑料的机械性能和加工性能。可以通过控制增塑剂的种类和加入量来实现产品的功能性差异，从而具有特定功能性的理想材料，通常增塑剂的加入量在10-70％范围内。

石化来源的邻苯二甲酸酯类是目前最常用的增塑剂，占市场的85％以上。但是，随着长期使用，邻苯二甲酸酯类增塑剂对环境及健康的严重危害被陆续证实，使PVC产业面临着重要的安全挑战，受到政府、产业和学术界的广泛关注。世界各国已经对邻苯二甲酸酯类增塑剂的使用制订了严格管理法规限制，开发绿色环保型增塑剂受到科研和产业界的广泛关注。

柠檬酸酯类和环氧植物油酯类等数种生物基环保型增塑剂被陆续开发，但是与增塑效果优异和生产成本低廉的传统增塑剂相比仍然缺乏竞争力，只是在传统增塑剂有准入限制少数特殊领域才会被使用，无法实现广泛的替代。

因此，开发一种性能优良、安全环保的、能实现更广泛替代的新型生物基增塑剂值得关注，这对于解决PVC等橡塑产业面临的增塑剂安全问题具有重要的经济价值和社会效益。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有环保型增塑剂塑化效果有限的技术问题，而提供一种乌头酸酯类聚氯乙烯增塑剂及其制备方法和应用。

本发明的一种乌头酸酯类聚氯乙烯增塑剂的结构通式为其中R为碳原子数≥1的烷基、环烷基或环烷基烷基。

进一步限定，所述环烷基为未取代的环烷基或烷基取代的环烷基。

进一步限定，所述环烷基烷基为未取代的环烷基烷基或烷基取代的环烷基烷基。

进一步限定，所述烷基取代的环烷基烷基中烷基取代基为环上取代或直链上取代。

本发明的一种乌头酸酯类聚氯乙烯增塑剂的制备方法按以下步骤进行：

步骤1：将反式乌头酸加入到醇类溶剂中，搅拌溶解，待反式乌头酸完全溶解后，加入酸性催化剂，在高温下搅拌反应，得到含有乌头酸酯的混合溶液；

步骤2：向含有乌头酸酯的混合溶液中加入碳酸氢钠淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取，萃取后进行旋转蒸发浓缩，然后在加热状态下进行抽真空，得到乌头酸酯类聚氯乙烯增塑剂。

进一步限定，步骤1中所述醇类溶剂为烷基醇。

进一步限定，所述烷基醇为甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、异丁醇、2-甲氧基乙醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙氧基乙醇、4-苯基丁醇、2-丁氧基乙醇、环己醇、环己基甲醇、2-乙基己醇或苯甲醇。

进一步限定，步骤1中所述酸性催化剂为无机酸、有机酸或无机酸盐。

进一步限定，所述无机酸为硫酸、磷酸、硼酸。

进一步限定，所述有机酸为对甲苯磺酸。

进一步限定，所述无机酸盐为三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锌或硫酸铈。