CN105255061B - 一种环境友好型软质pvc增塑剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及功能高分子材料制备与改性的技术领域，具体涉及一种环境友好型软质PVC增塑剂。该增塑剂由以下组分按重量份数计构成：笼型有机硅杂化星型聚酯60~70份；脂肪酸甲酯10~20份；环氧脂肪酸甲酯20~25份；苯甲酸5~8份；乙二醇5~8份；碳酰二胺3~5份；溶性聚乙烯醇5~8份；环氧大豆油2‑6份。该增塑剂无毒、环保，具有无挥发性、无迁移性、与PVC相容性好、良好的耐持久性的特点。
Description
技术领域
本发明涉及功能高分子材料制备与改性的技术领域，具体涉及一种环境友好型软质PVC增塑剂。
背景技术
增塑剂是指具有增加塑料的可塑性，改善塑料在加工成型时树脂的流动性，并使塑料制品具有柔韧性的有机物质。增塑剂通常是一些高沸点,难以挥发的粘稠液体或低溶点的固体，一般要求增塑剂无色、无毒、无臭、耐寒、耐热、挥发性和迁移性小，而且化学稳定性好,廉价易得。增塑剂可以削弱塑料聚合物分子之间的范德华力，增加聚合物分子链的移动性,使得聚合物分子链的结晶性降低，聚合物的塑性得到增强，从而降低聚合物的硬度、软化温度以及脆化温度,提高塑料的曲绕性、伸长性和柔韧性。
增塑剂主要应用于PVC树脂中，因此增塑剂的发展与聚氯乙稀工业的发展息息相关。而目前由于塑料工业的快速发展，增塑剂的需要量也越来越多。与此同时，增塑剂出现的问题也不断涌现，特别是相继出现的“台湾增塑剂”风波和“酒鬼酒”白酒增塑剂风波，引发了人们对增塑剂安全性使用的社会舆论，增塑剂造成的环境污染和对人类的健康隐患问题开始引起了人们的日益关注,由于增塑剂在一定条件下会从 PVC 制品中迁移出来，这一缺点使增塑剂成为众矢之的。邻苯二甲酸酯类增塑剂的应用领域最为广泛，用量最大，但是如果该增塑剂用在 PVC 制品中，迁移出来会对人体的内分泌系统有破坏作用，可以引起激素系统的改变而导致生殖发育的问题，尤其对婴幼儿的生长发育存在着较大的不良影响。因此研究开发一些无毒环保的增塑剂逐渐成为人们关注的热点。
其中，聚酯增塑剂属于高聚物的范畴，其特点是分子的体积大于单体增塑剂分子的体积，相对分子质量较大，当作为增塑剂添加到 PVC 树脂中制成各种塑料成品后增塑剂不易从中迁出。因此，聚酯增塑剂可以使 PVC 塑料制品有一些特殊的性质，这些特殊的性质决定了由其制备的塑料试片具有优异的应用性能，如耐迁移性强、耐溶剂效应优良、耐候性强等。聚酯增塑剂特别适用于一些长时间使用的塑料制品和敏感制品领域,如电线电缆、汽车内塑料制品、冰箱用塑料制品、汽车轮胎、食品包装材料、饮料吸管、医疗器械、化妆品包装、血浆存储袋等塑料制品。当塑料制品需要与有机液体长期接触并保持固有的物化属性时，聚酯增塑剂可以完美的发挥其耐迁移性强和耐久性优良的优势，所以聚酯增塑剂正以其自身优势迅速发展，用途日益广泛，产量和消费量逐年增加，前景广阔。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的缺陷，提供一种无毒、环保，可满足使用要求、生产周期短的软质PVC增塑剂，同时具备耐迁移性、耐溶剂效应、耐候性等应用性能。
为了实现上述目的，一种环境友好型软质PVC增塑剂，由以下组分按重量份数计构成：
笼型有机硅杂化星型聚酯 60~70份；
脂肪酸甲酯 10~20份；
环氧脂肪酸甲酯 20~25份；
苯甲酸 5~8份；
乙二醇 5~8份；
碳酰二胺 3~5份；
溶性聚乙烯醇 5~8份；
环氧大豆油 2-6份。
进一步的，所述的笼型有机硅杂化星型聚酯通过下述方法制备：（1）蓖麻油酸依次通过臭氧氧化进行裂解氧化、Pd/C催化加氢反应，得到壬醇酸与1,3-二羟基壬二醇的混合产物；（2）八甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷的顶角基团在硫酸水溶液中发生酯水解反应，搅拌回流反应4 h，得到八丙醇基笼型倍半硅氧烷；（3）将步骤（1）得到的混合产物与步骤（2）得到的八丙醇基笼型倍半硅氧烷，与二聚酸按质量比进行混合，制得混合液；在混合液中加入酯化反应催化剂杂多酸PW12/SiO2及脱水剂DCC，回流反应4 h，得到笼型有机硅杂化星型聚酯。
优选的，所述的步骤（3）中混合产物、八丙醇基笼型倍半硅氧烷与二聚酸的质量比为80:10:10。
本发明的有益效果：本发明公布的PVC增塑剂无毒、环保，具有无挥发性、无迁移性、与PVC相容性好、良好的耐持久性的特点。
附图说明
图1为笼型有机硅杂化星型聚酯分子结构图；
图2为二聚酸分子结构图。
具体实施方式
结合图1-2对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
实施例1
一种环境友好型软质PVC增塑剂，由以下组分按重量份数计构成：
笼型有机硅杂化星型聚酯 60份；
脂肪酸甲酯 20份；
环氧脂肪酸甲酯 25份；
苯甲酸 5份；
乙二醇 5份；
碳酰二胺 4份；
溶性聚乙烯醇 7份；
环氧大豆油 4份。
所述的笼型有机硅杂化星型聚酯通过下述方法制备：（1）蓖麻油酸依次通过臭氧氧化进行裂解氧化、Pd/C催化加氢反应，得到壬醇酸与1,3-二羟基壬二醇的混合产物；（2）八甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷的顶角基团在硫酸水溶液中发生酯水解反应，搅拌回流反应4 h，得到八丙醇基笼型倍半硅氧烷；（3）将步骤（1）得到的混合产物与步骤（2）得到的八丙醇基笼型倍半硅氧烷，与二聚酸按质量比为80:10:10进行混合，制得混合液；在混合液中加入酯化反应催化剂杂多酸PW12/SiO2及脱水剂DCC，回流反应4 h，得到笼型有机硅杂化星型聚酯。
添加上述增塑剂后，PVC塑化时间为1.4分钟，塑化较容易，塑化性能好，塑化效率高。
实施例2
本实施例与实施例1的组成成分相同，不同点在于所述一种环境友好型软质PVC增塑剂，由以下组分按重量份数计构成：
笼型有机硅杂化星型聚酯 65份；
脂肪酸甲酯 20份；
环氧脂肪酸甲酯 25份；
苯甲酸 5份；
乙二醇 5份；
碳酰二胺 5份；
溶性聚乙烯醇 7份；
环氧大豆油 4份。
添加上述增塑剂后，PVC塑化时间为1.1分钟，塑化容易，塑化性能好，塑化效率高。
实施例3
本实施例与实施例1的组成成分相同，不同点在于所述一种环境友好型软质PVC增塑剂，由以下组分按重量份数计构成：
笼型有机硅杂化星型聚酯 70份；
脂肪酸甲酯 20份；
环氧脂肪酸甲酯 25份；
苯甲酸 5份；
乙二醇 5份；
碳酰二胺 4份；
溶性聚乙烯醇 7份；
环氧大豆油 4份。
添加上述增塑剂后，PVC塑化时间为1.0分钟，塑化容易，塑化性能好，塑化效率高。
实施例4
本实施例与实施例1的组成成分相同，不同点在于所述一种环境友好型软质PVC增塑剂，由以下组分按重量份数计构成：
笼型有机硅杂化星型聚酯 70份；
脂肪酸甲酯 20份；
环氧脂肪酸甲酯 25份；
苯甲酸 5份；
乙二醇 6份；
碳酰二胺 4份；
溶性聚乙烯醇 6份；
环氧大豆油 5份。
添加上述增塑剂后，PVC塑化时间为1.3分钟，塑化较容易，塑化性能好，塑化效率高。
实施例5
本实施例与实施例1的组成成分相同，不同点在于所述一种环境友好型软质PVC增塑剂，由以下组分按重量份数计构成：
笼型有机硅杂化星型聚酯 60份；
脂肪酸甲酯 20份；
环氧脂肪酸甲酯 25份；
苯甲酸 8份；
乙二醇 8份；
碳酰二胺 5份；
溶性聚乙烯醇 8份；
环氧大豆油 6份。
添加上述增塑剂后，PVC塑化时间为1.5分钟，塑化较容易，塑化性能较好，塑化效率较高。
实施例5
本实施例与实施例1的组成成分相同，不同点在于所述一种环境友好型软质PVC增塑剂，由以下组分按重量份数计构成：
笼型有机硅杂化星型聚酯 60份；
脂肪酸甲酯 10份；
环氧脂肪酸甲酯 20份；
苯甲酸 5份；
乙二醇 5份；
碳酰二胺 3份；
溶性聚乙烯醇 5份；
环氧大豆油 2份。
添加上述增塑剂后，PVC塑化时间为1.8分钟，塑化较容易，塑化性能较好，塑化效率较高。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (3)
1.一种环境友好型软质PVC增塑剂，其特征在于，由以下组分按重量份数计组成的原料制成：
笼型有机硅杂化星型聚酯 60~70份；
脂肪酸甲酯 10~20份；
环氧脂肪酸甲酯 20~25份；
苯甲酸 5~8份；
乙二醇 5~8份；
碳酰二胺 3~5份；
溶性聚乙烯醇 5~8份；
环氧大豆油 2-6份。
2.根据权利要求1所述的一种环境友好型软质PVC增塑剂，其特征在于，所述的笼型有机硅杂化星型聚酯通过下述方法制备：（1）蓖麻油酸依次通过臭氧氧化进行裂解氧化、Pd/C催化加氢反应，得到壬醇酸与1,3-二羟基壬二醇的混合产物；（2）八甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷的顶角基团在硫酸水溶液中发生酯水解反应，搅拌回流反应4 h，得到八丙醇基笼型倍半硅氧烷；（3）将步骤（1）得到的混合产物与步骤（2）得到的八丙醇基笼型倍半硅氧烷，与二聚酸按质量比进行混合，制得混合液；在混合液中加入酯化反应催化剂杂多酸PW12/SiO2及脱水剂DCC，回流反应4 h，得到笼型有机硅杂化星型聚酯。
3.根据权利要求2所述的一种环境友好型软质PVC增塑剂，其特征在于，所述的步骤（3）中混合产物、八丙醇基笼型倍半硅氧烷与二聚酸的质量比为80:10:10。
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