CN102675767B - 一种新型pvc增塑剂 - Google Patents
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Abstract
本法名涉及一种新型PVC增塑剂,具体指利用赤藓糖醇废母液和硬脂酸作原料,氢氧化钠做催化剂,反应生产的混合酯。该混合酯具有化学性能稳定,产品加工性能好,同时安全环保,成本低廉等优势,完全能作为一种替代苯二甲酸二辛脂的可降解增塑剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型PVC增塑剂,特别是一种用来塑化合成树脂如PVC的增塑剂。
背景技术
聚氯乙烯PVC树脂是我国重要的塑料生产原料,2009年产能1780.5吨,实产915.49万吨。用树脂配合40%-50%的增塑剂,才能制成各种塑料制品。目前国内增塑剂产量150万吨,95%是邻苯二甲酸酯二辛酯DOP类增塑剂。由于原材料辛醇上涨等因素,DOP价格华东每吨13800-14000元,华南13500-13700元,华北13600-13700元。增塑剂在PVC塑料加工、合成橡胶、涂料、粘合剂、化工合成等许多领域都有广泛的应用。增塑剂中邻苯二甲酸酯类增塑剂用量最大,占据了增塑剂的50%以上的市场份额。我国该类增塑剂主要有邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸酯二庚酯(DBP)、邻苯二甲酸酯二异葵酯(DIDP)和邻苯二甲酸酯二异辛酯(DIOP),这些增塑剂普遍存在成本高且不环保的缺点,同时对人类的健康产生严重的威胁,所以欧盟自2007年1月开始禁止在儿童玩具和用品中使用DBP邻苯二甲酸二丁酯,DOP邻苯二甲酸酯二辛酯类增塑剂,限制使用DINP,DIDP,DNOP。美日也相继出台对食品包装及消费品中增塑剂的限制法规。
欧盟已批准并成熟应用的可降解增塑剂有柠檬酸三乙酯、三丁酯,乙酸柠檬酸三乙酯,三丁酯及衍生物,他们和PVC均有较好的相容性。此外羟基脂肪族所酸酯,如12-羟基硬脂酸三甘油酯,2-羟基辛酸丁酯,已在农业、园林、食品包装、购物袋、书写材料、垃圾袋、医疗器械、服装等生物降解聚酯制品中得到应用。
赤藓糖醇相较于一般糖醇更是一种优良的天然绿色健康糖品,它也是糖醇类产品中唯一的无热量糖醇(热量仅为0.2~0.4Kcal/g);不吸湿,即使在90%的空气湿度下也不会吸湿;高耐受量,正常机体最大耐受量50g/d;不被突变链球菌利用,抗龋齿及保护肝脏。基于以上特性,赤藓糖醇在高档食品、儿童食品、适合肥胖症人群的食品、医药糖衣及矫味剂、抗HIV医药、化工、化妆品、糖尿病人食品药品等行业具有广阔的应用前景。
赤藓糖醇的开发与生产,符合国家产业政策要求,是国家食品工业、农产品加工业、高技术产业、产业结构调整重点指导产品以及新兴生物制品,是国家鼓励发展的高科技战略性新兴产业产品。
赤藓糖醇生产过程中产生大量的赤藓糖醇废母液,经测量其中所含固形物可达50%,主要有赤藓糖醇、葡萄糖和甘油。本项目的主要技术原理为:利用赤藓糖醇废母液中所含的甘油、赤藓糖醇、葡萄糖在氢氧化钠的催化作用下,与硬脂酸反应生成的硬脂酸混合酯,以此作为生产聚氯乙烯PVC的增塑剂。
发明内容
1.发明目的
本发明的目的旨在提供一种新型PVC增塑剂,该增塑剂由赤藓糖醇废母液与硬脂酸通过酯化反应生成,完全能作为一种替代苯二甲酸二辛脂的可降解的增塑剂。一方面能充分利用赤藓糖醇生产中产生的废母液,减少废母液的排放,有利于保护生态环境,另一方面,可以变废为宝,延伸产业链,增加经济效益。
2.技术解决方案
作为一种新型PVC增塑剂,本产品以赤藓糖醇生产中产生的废母液和硬脂酸为原料,在氢氧化钠为催化剂的作用下制备而成的产物。其中赤藓糖醇废母液中含有赤藓糖醇、甘油和少量的葡萄糖,其含量为赤藓糖醇40%~50%,甘油含量4%~8%,葡萄糖含量2%~5%。氢氧化钠催化剂的用量为0.5%~1.5%。本发明的增塑剂外观呈黑色液体,酸价(KOH-mg/g)≤3,羟价(KOH-mg/g)≤7,黏度(cps,25℃)200~300,比重(20/20℃)1.4~1.5,热重损失(%)≤1。
本发明采用如下方法制备:取赤藓糖醇废母液与硬脂酸混合,加入氢氧化钠催化剂,升温至100℃~130℃,并不断搅拌,是反应物充分混合,然后升温至200~220℃,并开始抽真空,排除其中的水分,控制反应时间为2~3h,至酸价小于3时停止反应,即可得PVC增塑剂。
3.技术效果
利用赤藓糖醇废母液和硬脂酸作原料,氢氧化钠做催化剂,通过改进生产工艺,生产的混合酯化学性能稳定,产品加工性能好,同时没有潜在的危险性,安全环保,可以完全替代传统使用的邻苯二甲酸酯类增塑剂。同时充分利用了赤藓糖醇生产中产生的废母液,减少污染物排放,符合循环经济发展的要求,同时延伸了赤藓糖醇生产链,增加了经济效益,又降低了增塑剂的成本。
4.产品竞争力分析
本产品由于利用赤藓糖醇生产中的废母液做原料,成本低廉,与其他增塑剂相比,成本低,具有很强的价格优势。
具体实施方式
实施例1
取赤藓糖醇废母液800克,硬脂酸407克,升温至100~120℃,并不断搅拌,待充分溶解混合后,加入氢氧化钠12.07克,升温至200~220℃,抽真空,排除其中的水分,控制反应时间为2~3h,至酸价小于3时停止反应,即可得PVC增塑剂。
实施例2
取赤藓糖醇废母液30千克,硬脂酸7.65千克,升温至100~120℃,并不断搅拌,待充分溶解混合后,加入氢氧化钠188克,升温至200~220℃,抽真空,排除其中的水分,控制反应时间为2~3h,至酸价小于3时停止反应,即可得PVC增塑剂。
实施例3
取赤藓糖醇废母液100千克,硬脂酸101.96千克,升温至100~120℃,并不断搅拌,待充分溶解混合后,加入氢氧化钠3.03千克,升温至200~220℃,抽真空,排除其中的水分,控制反应时间为2~3h,至酸价小于3时停止反应,即可得PVC增塑剂。
Claims (2)
1.一种PVC增塑剂,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将赤藓糖醇生产中产生的废母液与硬脂酸混合,在混合后的原料中加入0.5%~1.5%的氢氧化钠催化剂后,升温至100℃~130℃,并不断搅拌,使反应物充分混合;升温至200~220℃,并开始抽真空,排除其中的水分,控制反应时间为2~3h,至酸价小于3时停止反应,即可得PVC增塑剂;
(2)所制得的PVC增塑剂,其外观呈黑色液体,酸度≤3mg KOH/g,羟价≤7mgKOH/g,25℃的黏度为200~300cps,20/20℃条件下的比重为1.4~1.5,热重损失≤1%。
2.如权利要求1所述的PVC增塑剂,其特征在于,所述的赤藓糖醇生产中产生的废母液中含有赤藓糖醇、甘油和少量的葡萄糖,其含量为赤藓糖醇40%~50%,甘油含量4%~8%,葡萄糖含量2%~5%。
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