CN109134926A - 一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂及其制备方法 - Google Patents

一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂，主要包含二(C4‑C20)烷基环己烷‑1，2二甲酸酯类增塑剂和对苯二甲酸二(2‑乙基己)酯；还可包括环氧类化合物、脂肪族二酸酯类化合物、多元醇苯甲酸酯类化合物、柠檬酸酯类化合物、偏苯三酸酯类化合物中的一种或者几种。本发明制备的复配型环保增塑剂可用作聚氯乙烯等树脂的主增塑剂，具有相溶性好，塑化效率高，耐热、耐寒、耐污染、耐抽出，迁移性好，电绝缘性好，对光热稳定等特点；制备方法工艺简单、工艺成本低，在塑料制品加工行业具有广泛的用途，有很好的实用价值。

Description

一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂及其制备方法
技术领域
本发明属于化工产品增塑剂技术领域，具体涉及一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂，本发明还涉及一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂的制备方法。
背景技术
在塑料制品加工领域，特别是聚氯乙烯(PVC)树脂加工成型过程，增塑剂是用量最大的助剂品种，每年需要消耗增塑剂110万吨，销售总额约占塑料添加剂的60％。目前，邻苯二甲酸酯类增塑剂，如邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)占据了国内增塑剂行业的90％以上的市场份额，其中邻苯二甲酸二辛酯(DOP)所占比例为60％。这些邻苯类增塑剂，不易生物降解且有一定的毒性，使用范围受到较大限制。
随着欧盟Rose指令与限制邻苯类增塑剂的相关法规出台，环保增塑剂二(异壬基)环己烷-1，2二甲酸酯(DINCH)和对苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DOTP)逐渐成为比DOP更安全、性能更好的环保增塑剂代用品，其用量在儿童玩具、食品包装材料和医疗用品材料上的应用量逐年增长。其中，DINCH由于残存的苯等杂质极少，因而毒性极低，可生物降解，且具有良好耐脆性、耐低温柔软性、耐抽出性，热稳定性好，具有更安全的使用性能，是比DOP更高级的新型环保增塑剂，但其销售价格较高，不易被市场接受。而DOTP是DOP的同分异构体，它的加工性能与DOP相近，其耐挥发性、耐热性、柔软性、电绝缘性优于DOP，但塑化性能低于DOP。
目前，其他常见的环保型增塑剂如环氧类、多元醇苯甲酸酯类、柠檬酸酯类、脂肪族二元酸酯类、偏苯三酸酯类等，都具有自己独特的性能，但因与树脂相溶性较差，没能得到广泛应用。
为满足市场对环保增塑剂的需求，将两种或两种以上的环保增塑剂进行混合复配后制得一种新的环保增塑剂品种，以获得价格低廉、综合性能优异的复配型增塑剂，必将推动国内增塑剂行业调整产业结构和提高核心竞争力，并推动塑料加工行业成为新的国民经济支柱产业。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂，解决了现有增塑剂与树脂相溶性较差、应用范围较窄的问题。
本发明的另一个目的是提供一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂的制备方法，解决了现有增塑剂制备过程中工艺复杂，制备成本较高的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂，主要包含二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂和对苯二甲酸二(2-乙基己)酯；
其中二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂和对苯二甲酸二(2-乙基己)酯的重量百分比比例为(20％-70％):(20％-80％)。
本发明的特征在于，
二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂具体为：二(正丁基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异丁基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异庚基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(2-乙基己基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异壬基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异癸基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(2-丙基庚基)环己烷-1，2二甲酸酯中任意一种。
增塑剂还包括以下物质中的任意一种或者任意几种：
化学式1-1表示的环氧类化合物；
化学式1-2表示的脂肪族二酸酯类化合物；
化学式1-3表示的多元醇苯甲酸酯类化合物；
化学式1-4表示的柠檬酸酯类化合物；
化学式1-5表示的偏苯三酸酯类化合物。
化学式1-1表示的环氧类化合物具体为：
其中R1和R2分别为具有2-16个碳原子的烷基；
化学式1-2表示的脂肪族二酸酯类化合物具体为；
其中R3和R4分别为具有4-10个碳原子的烷基，n＝4或6；
化学式1-3表示的多元醇苯甲酸酯类化合物具体为：
化学式1-4表示的柠檬酸酯类化合物具体为：
其中R5、R6和R7分别为具有2-4个碳原子的烷基；
化学式1-5表示的偏苯三酸酯类化合物具体为：
其中R8、R9和R10分别为具有4-10个碳原子的烷基。
化学式1-1表示的环氧类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-30wt％；
化学式1-2表示的脂肪族二酸酯类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-20wt％；
化学式1-3表示的多元醇苯甲酸酯类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-20wt％；
化学式1-4表示的柠檬酸酯类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-20wt％；
化学式1-5表示的偏苯三酸酯类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-20wt％。
增塑剂还包括以下五种物质：
化学式1-1具体为环氧脂肪酸甲酯；
化学式1-2具体为己二酸二(2-乙基己)酯或癸二酸二(2-乙基己)酯；
化学式1-3具体为二甘醇二苯甲酸酯或二丙二醇二苯甲酸酯；
化学式1-4具体为柠檬酸三丁酯或乙酰柠檬酸三丁酯；
化学式1-5具体为偏苯三酸三(2-乙基己)酯。
本发明所采用的第二个技术方案是，一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称取重量百分比比例为(20％-70％):(20％-80％)的二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂和对苯二甲酸二(2-乙基己)酯，待用；
步骤2，将步骤1中的二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂和对苯二甲酸二(2-乙基己)酯于常温下置入混合器中，搅拌均匀，静置；得到复配型环保增塑剂。
本发明的特征还在于，
二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂具体为：二(正丁基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异丁基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异庚基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(2-乙基己基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异壬基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异癸基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(2-丙基庚基)环己烷-1，2二甲酸酯中任意一种。
本发明的有益效果是：本发明的复配型环保增塑剂可用作聚氯乙烯等树脂的主增塑剂，产品具有相溶性好，塑化效率高，耐热、耐寒、耐污染、耐抽出，迁移性好，电绝缘性好，对光热稳定等特点；制备过程中工艺简单、工艺成本低，在塑料制品加工行业具有广泛的用途。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂，主要包含二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂和对苯二甲酸二(2-乙基己)酯；
其中二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂和对苯二甲酸二(2-乙基己)酯的重量百分比比例为(20％-70％):(20％-80％)。
其中二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂具体为：
二(正丁基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异丁基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异庚基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(2-乙基己基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异壬基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异癸基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(2-丙基庚基)环己烷-1，2二甲酸酯中任意一种。
增塑剂还包括以下物质中的任意一种或者任意几种：化学式1-1表示的环氧类化合物；化学式1-2表示的脂肪族二酸酯类化合物；化学式1-3表示的多元醇苯甲酸酯类化合物；化学式1-4表示的柠檬酸酯类化合物；化学式1-5表示的偏苯三酸酯类化合物。
其中化学式1-1表示的环氧类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-30wt％，具体为：
其中R1和R2分别为具有2-16个碳原子的烷基；
化学式1-2表示的脂肪族二酸酯类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-20wt％，具体为：
其中R3和R4分别为具有4-10个碳原子的烷基，n＝4或6；
化学式1-3表示的多元醇苯甲酸酯类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-20wt％，具体为：
化学式1-4表示的柠檬酸酯类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-20wt％，具体为：
其中R5、R6和R7分别为具有2-4个碳原子的烷基；
化学式1-5表示的偏苯三酸酯类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-20wt％，具体为：
其中R8、R9和R10分别为具有4-10个碳原子的烷基。
增塑剂还包括以下五种物质：化学式1-1具体为环氧脂肪酸甲酯；化学式1-2具体为己二酸二(2-乙基己)酯或癸二酸二(2-乙基己)酯；化学式1-3具体为二甘醇二苯甲酸酯或二丙二醇二苯甲酸酯；化学式1-4具体为柠檬酸三丁酯或乙酰柠檬酸三丁酯；化学式1-5具体为偏苯三酸三(2-乙基己)酯。
本发明的复配型环保增塑剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称取重量百分比比例为(20％-70％):(20％-80％)的二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂和对苯二甲酸二(2-乙基己)酯，待用；
其中二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂具体为：二(正丁基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异丁基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异庚基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(2-乙基己基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异壬基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异癸基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(2-丙基庚基)环己烷-1，2二甲酸酯中任意一种。
步骤2，将步骤1中的二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂和对苯二甲酸二(2-乙基己)酯于常温下置入混合器中，搅拌均匀，静置；得到复配型环保增塑剂。
实施例1
称取30wt％的二(异庚基)环己烷-1，2二甲酸酯和70wt％的对苯二甲酸二(2-乙基己)酯于常温下置入混合器中，搅拌均匀，静置，得到复配型环保增塑剂。
实施例2
称取50wt％的二(正丁基)环己烷-1，2二甲酸酯和50wt％的对苯二甲酸二(2-乙基己)酯于常温下置入混合器中，搅拌均匀，静置，得到复配型环保增塑剂。
实施例3
称取70wt％的二(异丁基)环己烷-1，2二甲酸酯和30wt％对苯二甲酸二(2-乙基己)酯于常温下置入混合器中，搅拌均匀，静置，得到复配型环保增塑剂。
实施例4
称取30wt％的二(异壬基)环己烷-1，2二甲酸酯、60wt％的对苯二甲酸二(2-乙基己)酯，以及10wt％的环氧脂肪酸甲酯于常温下置入混合器中，搅拌均匀，静置，得到复配型环保增塑剂。
实施例5
称取50wt％的二(异壬基)环己烷-1，2二甲酸酯和35wt％的对苯二甲酸二(2-乙基己)酯，以及15wt％的己二酸二(2-乙基己)酯于常温下置入混合器中，搅拌均匀，静置，得到复配型环保增塑剂。
实施例6
称取35wt％二(异壬基)环己烷-1，2二甲酸酯的混合物和45wt％的对苯二甲酸二(2-乙基己)酯，20wt％的二甘醇二苯甲酸酯于常温下置入混合器中，搅拌均匀，静置，得到复配型环保增塑剂。
实施例7
称取40wt％二(异壬基)环己烷-1，2二甲酸酯的混合物和40wt％的对苯二甲酸二(2-乙基己)酯，20wt％的柠檬酸三丁酯于常温下置入混合器中，搅拌均匀，静置，得到复配型环保增塑剂。
实施例8
称取30wt％二(异壬基)环己烷-1，2二甲酸酯的混合物和40wt％的对苯二甲酸二(2-乙基己)酯，25wt％的二甘醇二苯甲酸酯，5wt％的偏苯三酸三(2-乙基己)酯于常温下置入混合器中，搅拌均匀，静置，得到复配型环保增塑剂。
由上述实施例1-8制备的复配型环保增塑剂，可用作聚氯乙烯等树脂的主增塑剂，产品具有相溶性好，塑化效率高，耐热、耐寒、耐污染、耐抽出，迁移性好，电绝缘性好，对光热稳定等特点；制备过程中工艺简单、工艺成本低，在塑料制品加工行业具有广泛的用途。

Claims (8)

1.一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂，其特征在于，主要包含二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂和对苯二甲酸二(2-乙基己)酯；
其中二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂和对苯二甲酸二(2-乙基己)酯的重量百分比比例为(20％-70％):(20％-80％)。
2.根据权利要求1所述的一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂，其特征在于，所述二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂具体为：二(正丁基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异丁基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异庚基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(2-乙基己基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异壬基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异癸基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(2-丙基庚基)环己烷-1，2二甲酸酯中任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂，其特征在于，所述增塑剂还包括以下物质中的任意一种或者任意几种：
化学式1-1表示的环氧类化合物；
化学式1-2表示的脂肪族二酸酯类化合物；
化学式1-3表示的多元醇苯甲酸酯类化合物；
化学式1-4表示的柠檬酸酯类化合物；
化学式1-5表示的偏苯三酸酯类化合物。
4.根据权利要求3所述的一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂，其特征在于，所述化学式1-1表示的环氧类化合物具体为：
其中R1和R2分别为具有2-16个碳原子的烷基；
所述化学式1-2表示的脂肪族二酸酯类化合物具体为；
其中R3和R4分别为具有4-10个碳原子的烷基，n＝4或6；
所述化学式1-3表示的多元醇苯甲酸酯类化合物具体为：
所述化学式1-4表示的柠檬酸酯类化合物具体为：
其中R5、R6和R7分别为具有2-4个碳原子的烷基；
所述化学式1-5表示的偏苯三酸酯类化合物具体为：
其中R8、R9和R10分别为具有4-10个碳原子的烷基。
5.根据权利要求3或4所述的一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂，其特征在于，所述化学式1-1表示的环氧类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-30wt％；
所述化学式1-2表示的脂肪族二酸酯类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-20wt％；
所述化学式1-3表示的多元醇苯甲酸酯类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-20wt％；
所述化学式1-4表示的柠檬酸酯类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-20wt％；
所述化学式1-5表示的偏苯三酸酯类化合物占增塑剂的重量百分比0.1-20wt％。
6.根据权利要求5所述的一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂，其特征在于，所述增塑剂还包括以下五种物质：
所述化学式1-1具体为环氧脂肪酸甲酯；
所述化学式1-2具体为己二酸二(2-乙基己)酯或癸二酸二(2-乙基己)酯；
所述化学式1-3具体为二甘醇二苯甲酸酯或二丙二醇二苯甲酸酯；
所述化学式1-4具体为柠檬酸三丁酯或乙酰柠檬酸三丁酯；
所述化学式1-5具体为偏苯三酸三(2-乙基己)酯。
7.如权利要求1所述的一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，称取重量百分比比例为(20％-70％):(20％-80％)的二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂和对苯二甲酸二(2-乙基己)酯，待用；
步骤2，将步骤1中的二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂和对苯二甲酸二(2-乙基己)酯于常温下置入混合器中，搅拌均匀，静置；得到复配型环保增塑剂。
8.根据权利要求7所述的一种用于聚氯乙烯树脂的复配型环保增塑剂的制备方法，其特征在于，所述二(C4-C20)烷基环己烷-1，2二甲酸酯类增塑剂具体为：二(正丁基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异丁基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异庚基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(2-乙基己基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异壬基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(异癸基)环己烷-1，2二甲酸酯、或二(2-丙基庚基)环己烷-1，2二甲酸酯中任意一种。
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