[发明专利]一种改性脂肪酸脂类增塑剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种改性脂肪酸脂类增塑剂及其制备方法，采用十八个碳或十六个碳的不饱和脂肪酸酯（即油酸甲酯和棕榈油酸甲酯）与三乙二醇或其单甲醚反应通过酯交换制备相应的不饱和脂肪酸三乙二醇酯，其作为增塑剂使用具有无毒环保、容易降解、与塑料相容性好、增塑效率高等优点，而且生产工艺简单，成本低廉，性能比较试验显示本增塑剂性能明显好于油酸丁酯和硬脂酸丁酯等增塑剂，几乎可以完全替代对苯二甲酸酯类增塑剂。

技术领域

本发明涉及增塑剂领域，具体涉及一种改性脂肪酸脂类增塑剂及其制备方法。

背景技术

在塑料行业中增塑剂的使用量仅次于聚合物，增塑剂的总销售额占塑料助剂的60％，其中邻苯二甲酸酯(DOP)类增塑剂的产量约占全部增塑剂产量2/3以上。但世界卫生组织指出邻苯二甲酸酯类进入人体和动物体内会有类似雌激素的作用，若在成年男性体内邻苯二甲酸酯浓度愈高，精子的数量就会愈少，质量跟活动力也愈差。女性则会增加患上乳癌、子宫内膜癌的风险。为此，寻找比DOP便宜，安全环保，性能优越的增塑剂替代品是塑料行业发展的必由之路。脂肪酸酯类增塑剂是一种高效环保的增塑剂，与DOP相比没有苯环结构所以脂肪族一元酸酯与PVC树脂的相容性较差，容易被油类抽出，不饱和脂肪酸酯如油酸和妥尔油脂肪酸酯，由于它们的熔点比饱和脂肪酸低，与PVC的相容性也较好。含氯的脂肪酸酯具有优良的阻燃性和电绝缘性，而且与PVC的相容性较好油酸、马来酸、富马酸和衣康酸的酯，在醇存在下氯化所得的氯代甲氧基油酸甲酯在PVC中可加入增塑剂总量的50％，且性能优于DOP。目前市面上较为常见的脂肪酸酯类增塑剂主要包括油酸丁酯，油酸甲氧基乙酯，硬脂酸丁酯，硬脂酸环氧酯等，而这些增塑剂都无法完全取代DOP，如容易析出、增塑效果不理想、原料成本过高、催化剂对环境造成污染，增塑剂本身不可降解等，这些不足限制了其应用领域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改性脂肪酸脂类增塑剂，其增塑效果几乎可完全代替DOP且无毒环保、可降解、相容性好、增塑效率高、生产工艺简单，成本低廉。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种改性脂肪酸脂类增塑剂，其由如下式1和/或式2所示的化合物构成：

式1：n＝8或6，m＝7；

式2：n＝7或5，m＝8；

或者其由如下式3和/或式4和/或式5所示的化合物构成：

式3：n＝8或6，m＝7，p＝8或6，q＝7；

式4：n＝7或5，m＝8，p＝7或5，q＝8；

式5：n＝8或6，m＝7，p＝7或5，q＝8。

优选的，其还含有在制备所述式1和/或式2所示的化合物的过程中产生的杂质，或者还含有在制备所述式3和/或式4和/或式5所示的化合物的过程中产生的杂质。

本发明还提供上述改性脂肪酸脂类增塑剂的制备方法，包括：

制备所述式1和/或式2所示的化合物：将油酸甲酯或棕榈油酸甲酯与三乙二醇单甲醚按摩尔数之比为1:1.1-1.3混合，加入催化剂在170-210℃进行酯交换反应，反应结束后对产物的双键加氯化氢即得；

制备所述式3和/或式4和/或式5所示的化合物：将油酸甲酯或棕榈油酸甲酯与三乙二醇按摩尔数之比为2:1.1-1.3混合，加入催化剂在170-210℃进行酯交换反应，反应结束后对产物的双键加氯化氢即得。

优选的，所述催化剂为甲醇钠、K₂CO₃、二正丁基氧化锡(Bu₂SnO)的一种或几种。