CN101173103A

CN101173103A - 一种聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法

Info

Publication number: CN101173103A
Application number: CNA2007101632371A
Authority: CN
Inventors: 李熊伟; 李建成
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-22
Filing date: 2007-10-22
Publication date: 2008-05-07

Abstract

本发明涉及一种润滑剂的制造方法，具体涉及一种聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，适用于聚氯乙烯塑料加工行业的生产。该方法先将多元醇与脂肪酸在催化剂作用下进行酯化反应，制取一次酯类产物；然后将二元酸与脂肪醇在催化剂作用下进行酯化反应，制取二次酯类产物；将两次酯化反应得到的酯类产物与蜡类或脂肪酸金属盐类或蜡类和脂肪酸金属盐类的混合制品一起进行复配来制取产物。本发明具有工艺设计合理，润滑性能优异、稳定性好、有协同作用等特点。

Description

一种聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法

技术领域

本发明涉及一种润滑剂的制造方法，具体涉及一种聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，适用于聚氯乙烯塑料加工行业的生产。

背景技术

润滑剂是塑料加工中的一类重要的助剂。可称为是塑料加工的“催化剂”。目前，在PVC塑料加工中酯类润滑剂产品品种较少，选择的余地不大，产品性能技术含量不高，润滑剂的润滑性能不够理想。现今在该领域还没有或很少同时具有内外润滑性、稳定性、协同性的酯类润滑剂出现。PVC塑料加工企业迫切需要高质量的润滑剂产品，以满足生产高档的塑料制品的市场需求。

发明内容

本发明的目的在于针对目前塑料加工行业所使用的润滑剂的不足，提供一种润滑性能优异、同时兼顾内部和外部两种润滑性能、增塑稳定性好、有协同作用的、低成本的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法。

本发明的技术方案如下：一种聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，包括如下步骤：

(1)一次酯化--在隋性气体或真空条件保护下，控制温度在160～250℃之间，采用多元醇与脂肪酸在催化剂作用下进行酯化反应2～6小时得到酯化产物；

(2)二次酯化--在隋性气体或真空条件保护下，控制温度在160～250℃之间，采用二元酸与脂肪醇在催化剂作用下进行酯化反应2～6小时得到酯化产物；

(3)将上述两次酯化反应所得的两种酯类产物，与蜡类制品或脂肪酸金属盐类制品或蜡类与脂肪酸金属盐类混合制品一起进行复配来制取产物，即可制得聚氯乙烯酯类内外润滑剂成品。

如上所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其中，步骤(1)中多元醇与脂肪酸的用量的摩尔比为1∶2左右，步骤(2)中二元酸与脂肪醇的用量的摩尔比为1∶2左右，催化剂的用量为反应总重量的0.2～1.0％；步骤(3)中蜡类制品或脂肪酸金属盐类制品或蜡类与脂肪酸金属盐类混合制品的用量为复配总重量的20％左右。

如上所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其中，步骤(1)中的多元醇包括丙二醇、丁二醇、辛二醇、癸二醇、丙三醇、季戊四醇、聚乙二醇中任意一种或几种的混合。

如上所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其中，步骤(1)中的脂肪酸包括辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆寇酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻油酸、羟基油酸、羟基硬脂酸、芥酸、花生酸、山嵛酸中的任意一种或几种的混合。

如上所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其中，步骤(1)中的催化剂包括氧化锌、氯化锌、氧化铝、三氯化铁、氯化亚锡、氢氧化钠、碳酸钠、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、有机锡中的任意一种或几种的混合。

如上所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其中，步骤(2)中的二元酸包括丁二酸、辛二酸、癸二酸、己二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸中任意一种或几种的混合。

如上所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其中，步骤(2)中的脂肪醇包括丁醇、辛醇、癸醇、月桂醇、豆寇醇、C_16-18的饱和与不饱和高级脂肪醇中的任意一种或几种的混合。

如上所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其中，步骤(2)中的催化剂包括氧化锌、氯化锌、氧化铝、三氯化铁、氯化亚锡、氢氧化钠、碳酸钠、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、有机锡中的任意一种或几种的混合。

如上所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其中，步骤(3)中的腊类制品是氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、固体或液体石腊中的任意一种和几种的混合。

本发明的有益效果如下：

1、本发明在酯化反应中选用了较好的催化剂，使得酯化反应可在较低的温度下进行，反应快，时间短。缩短了反应过程。在即使在高温下也不会造成产物变色，保持了产品的色泽不变化，因而减少了脱色工序。

2、本发明所述的方法生产的酯类内外润滑剂，与PVC树脂粉的相溶性好，因而加速了塑化，使PVC软化改变了流动性，提高了稳定性，也同时起到了稳定剂的作用。在本方法中采用两次酯化是为了使产物中有内、外两种润滑有效成份存在。在PVC加工中所谓内部和外部的润滑性通俗讲没有严格的区分，只是外部润滑性能超过内部润滑性能，我们就称之为是外部润滑剂，内部润滑剂则反之。而蜡类制品对PVC来讲是非极性的产品，起外润滑作用。是为了提高产品的内、外润滑性及稳定性协同效果。添加少量的非极性的烃类物质--蜡类制品，对聚氯乙烯来说，有好的外部润滑性能，将其加入到酯类润滑剂中，可提高外润滑性能。脂肪酸金属盐类产品既有内部润滑性能，也有外部润滑性能，同时也是热稳定剂。这样可以全面体现产品在塑料加工整个过程中同时具备的内、外润滑性能和稳定性能。这就是复合酯类产物的协同效应的原理。

3、本发明产品作为可用于聚氯乙烯塑料加工中的内外润滑剂，可同时取代原有体系中的内部和外部润滑剂，有减少聚合物分子链间的内聚力，起加速熔融、降低熔融粘度、延长加工寿命、改善流动性和提高透明性的作用。特别对于PVC的透明片和薄膜来说更为明显。本发明具有工艺设计合理，润滑性能优异、稳定性好、有协同作用等特点。

4、本发明产品通过二次醇与酸酯化，是一类多元醇酯类的混合酯产品，是多种长链脂肪酸与多元醇的部份酯化，在酯类中尚有未反应的羟基存在。极性的羟基基团常赋予制品良好的抗静电作用，在PVC加工中还具有抗静电剂和防雾滴剂的作用。

具体实施方式

本发明所提供的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，包括如下步骤：

(1)一次酯化--在隋性气体或真空条件保护下，控制温度在160～250℃之间，采用多元醇与脂肪酸在催化剂作用下进行酯化反应2～6小时得到酯化产物，多元醇与脂肪酸的用量的摩尔比为1∶2。多元醇包括丙二醇、丁二醇、辛二醇、癸二醇、丙三醇、季戊四醇、聚乙二醇中任意一种或几种的混合；脂肪酸包括辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆寇酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻油酸、羟基油酸、羟基硬脂酸、芥酸、花生酸、山嵛酸等碳C_8-30的天然脂肪酸中的任意一种或几种的混合；催化剂包括氧化锌、氯化锌、氧化铝、三氯化铁、氯化亚锡、氢氧化钠、碳酸钠、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、有机锡中的任意一种或几种的混合。

(2)二次酯化--在隋性气体或真空条件保护下，控制温度在160～250℃之间，采用二元酸与脂肪醇在催化剂作用下进行酯化反应2～6小时得到酯化产物，二元酸与脂肪醇的用量的摩尔比为1∶2。二元酸包括丁二酸、辛二酸、癸二酸、己二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸中任意一种或几种的混合；脂肪醇包括丁醇、辛醇、癸醇、月桂醇、豆寇醇、C_16-18的饱和与不饱和高级脂肪醇等碳C_8-30的脂肪醇中的任意一种或几种的混合；催化剂包括氧化锌、氯化锌、氧化铝、三氯化铁、氯化亚锡、氢氧化钠、碳酸钠、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、有机锡中的任意一种或几种的混合。

(3)将上述两次酯化反应所得的两种酯类产物，与蜡类制品或脂肪酸金属盐类制品或蜡类与脂肪酸金属盐类混合制品一起进行复配来制取产物，即可制得聚氯乙烯酯类内外润滑剂成品。腊类产品包括氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、固体或液体石腊中的任意一种或几种的混合；脂肪酸金属盐类产品是各种脂肪酸金属盐类中的一种或几种的混合。

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

第一步，一次酯化反应：以重量份数计，硬脂酸540～550份，季戊四醇135～150份，催化剂0.2～1.0％，在真空条件下或隋性气体保护下，升温至160～250℃，经2～6小时反应至无水出来，结束第一步反应降温至常温，得一次酯化酯类产物A。

第二步，二次酯化反应：以重量份数计，C_16-18高级脂肪醇520～550份，加入邻苯二甲酸160～170份，催化剂0.2～1.0％，在真空条件下或隋性气体保护下，升温至160～250℃，经2～6小时反应至无水出来，结束第一步反应降温至常温，得二次酯化酯类产物B。

第三步，复配：取一次酯化的A酯类产物25～30份，取二次酯化的B酯类产物50～60份，加入氧化聚乙烯蜡15～20份，加热熔化搅拌半小时，冷却切片粉碎制取细小粒子状的PVC酯类内外润滑剂产物。

实施例2：

第一步，一次酯化反应：以重量份数计，油酸270～330份，丙三醇90～100份，催化剂0.2～1.0％，在真空条件下或隋性气体保护下，升温至160～250℃，经2～6小时反应至无水出来，结束第一步反应降温至常温，得一次酯化酯类产物C。

第二步，二次酯化反应：以重量份数计，月桂醇380～420份，加入对苯二甲酸160～170份，催化剂0.2～1.0％，在真空条件下或隋性气体保护下，升温至160～250℃，经2～6小时反应至无水出来，结束第一步反应降温至常温，得二次酯化酯类产物D。

第三步，复配：取一次酯化的C酯类产物25～30份，取二次酯化的D酯类产物50～60份，加入液体石蜡15～20份，加热熔化搅拌半小时，冷却装桶制取粘稠状的液体PVC酯类内外润滑剂产物。

实施例3：

第一步，一次酯化反应：以重量份数计，月桂酸380～450份，季戊四醇130～150份，催化剂0.1～1.0％，在真空条件下或隋性气体保护下，升温至160～250℃，经2～6小时反应至无水出来，结束反应降温至常温，得一次酯化酯类产物E；

第二步，二次酯化反应：以重量份数计，月桂醇190～210份，硬脂(C_16～18)醇260～275份，加入邻苯二甲酸80～90份，加入己二酸70-80份，催化剂0.1～1.0％，在真空条件下或隋性气体保护下，升温至160～250℃，经4～10小时反应至无水出来，结束第一步反应降温至常温，得二次酯化酯类产物F；

第三步，复配：取一次酯化的E酯类产物30～40份，取二次酯化的F酯类产物40～50份，加入聚乙烯蜡10～30份，加热熔化搅拌半小时，冷却切片制取熔点45～48℃的片状PVC酯类内外润滑剂产物。

实施例4：

第一步，一次酯化反应：以重量份数计，羟基硬脂酸600～650份，加入季戊四醇140～150份，催化剂0.2～1.0％，在真空条件下或隋性气体保护下，升温至160～250℃，经2～6小时反应至无水出来，结束第一步反应降温至常温，得一次酯化酯类产物G；

第二步，二次酯化反应：以重量份数计，硬脂(C_16～18)醇500～560份，加入邻苯二甲酸160～170份，催化剂0.2～1.0％，在真空条件下或隋性气体保护下，升温至160～250℃，经3～8小时反应至无水出来，结束反应降温至常温，得二次酯化酯类产物H；

第三步，复配：取一次酯化的G酯类产物20～30份，取二次酯化的H酯类产物40～50份，加入硬脂酸钙10～20份，加入硬脂酸镁10～20份，加热熔化搅拌半小时，冷却切片粉碎制取粉末状的PVC酯类内外润滑剂产物。

应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。多元醇、脂肪酸、二元酸、脂肪醇、催化剂以及腊类产品、脂肪酸金属盐类产品的种类可以根据具体需要在本说明书列举的产品中进行一种或多种选取，其使用形式和具体用量可根据实际需要确定，这对于技术人员来说是显而易见的。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其特征在于：步骤(1)中的多元醇包括丙二醇、丁二醇、辛二醇、癸二醇、丙三醇、季戊四醇、聚乙二醇中任意一种或几种的混合。

3.如权利要求1所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其特征在于：步骤(1)中的脂肪酸包括辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆寇酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻油酸、羟基油酸、羟基硬脂酸、芥酸、花生酸、山嵛酸中的任意一种或几种的混合。

4.如权利要求1或2或3所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其特征在于：步骤(1)中的催化剂包括氧化锌、氯化锌、氧化铝、三氯化铁、氯化亚锡、氢氧化钠、碳酸钠、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、有机锡中的任意一种或几种的混合。

5.如权利要求1所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其特征在于：步骤(2)中的二元酸包括丁二酸、辛二酸、癸二酸、己二酸中任意一种或几种的混合。

6.如权利要求1所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其特征在于：步骤(2)中的脂肪醇包括丁醇、辛醇、癸醇、月桂醇、豆寇醇、C_16-18的饱和与不饱和高级脂肪醇中的任意一种或几种的混合。

7.如权利要求1或2或3所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其特征在于：步骤(2)中的催化剂包括氧化锌、氯化锌、氧化铝、三氯化铁、氯化亚锡、氢氧化钠、碳酸钠、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、有机锡中的任意一种或几种的混合。

8.如权利要求1所述的聚氯乙烯酯类内外润滑剂的制造方法，其特征在于：步骤(3)中的腊类制品是氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、固体或液体石腊中的任意一种和几种的混合。