CN111621103B - 一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂及其制作方法 - Google Patents

一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂及其制备方法，所述固体增塑剂原料，按重量份计，包括脂肪酸30‑90份、多元醇5‑30份和塑化脱模剂0.5‑30份；制备方法为脂肪酸和多元醇在催化剂的作用下生成脂肪酸酯，脂肪酸酯复配塑化脱模剂后经成型机成型，即得以脂肪酸酯为主的固体增塑剂。本发明所得固体增塑剂在使用过程中，根据工艺需要添加填充料，填充料的质量为总添加量的10‑60％，以满足与液体类增塑剂同比例替换。本发明采用全新的固体增塑剂的制造工艺，所得固体增塑剂与传统的液体增塑剂在形态上有不同，使其在PVC辅料配料时的操作更加简单方便，同时采用本发明所得固体增塑剂替代液体增塑剂，可以降低了生产成本，提高了生产效率。

Description

一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂及其制作方法
技术领域
本发明涉及化工用品技术领域，特别是一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂及其制作方法。
背景技术
增塑剂又称塑化剂，是指能使高分子化合物或高分子材料增加塑性的物质。现有的增塑剂主要是指液体类的增塑剂：对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、氯化石蜡等，广泛用于生产电缆料、地板料、软管、人造革、管件、板材等制品，特别是用于聚氯乙烯(PVC)加工。
聚氯乙烯(PVC)是世界上用量最大的五大合成树脂之一，是由氯乙烯单体经自由基聚合反应生成的热塑性线性聚合物。PVC材料具有高强度、价格低廉，耐化学腐蚀性好、电绝缘性好以及难燃烧等优点，而且容易加工，可通过模压、层合、注塑等多种方式进行加工，广泛应用于工程建筑、食品包装、电气等行业的硬质和软制品。随着应用领域的进一步扩展，对PVC的需求将持续增加。聚氯乙烯(PVC)是经常使用的一种塑料，它是由聚氯乙烯树脂、增塑剂和其他助剂混合加热加工的，本身并无毒性。但所添加的增塑剂、稳定剂等主要辅料可能有毒性，日用聚氯乙烯塑料中的增塑剂，主要使用对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等，这些化学品都有一定的毒性。
在现有PVC加工中，PVC软制品和半软制品中需要添加大量的液体类增塑剂，液体类的增塑剂以邻苯二甲酸酯为主增塑剂，其他的辅助增塑剂主要有环氧脂肪酸酯，氯化石蜡，白油等；一部分PVC硬制品为了增加塑化程度和加工流动性也需要添加少量的液体增塑剂。
为此，本发明开发了一种常温下固体状态的环保增塑剂，在PVC硬制品中完全替代液体类的增塑剂，在PVC软制品和半软制品中替代10～25％的液体类增塑剂；其在硬制品中可以解决液体类增塑剂配料不便秤量和复配，同时可以提高产品的力学性能和光洁度。在软制品和半软制品使用10～25％的固体增塑剂可以改善液体类增塑剂闪点低而引起的烟大的问题，同时可以增加其光亮度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂及其制作方法，以解决上述技术背景中提出的问题。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂，包括以下质量份的原料：脂肪酸30-90份、多元醇5-30份和塑化脱模剂0.5-30份。
上述技术方案中，包括以下质量份的原料：脂肪酸50份、多元醇5-15份和塑化脱模剂0.5-25份。
上述技术方案中，还包括填充料，所述填充料的质量为原料总质量的10-60％。
上述技术方案中，所述脂肪酸为氢化油、硬脂酸、月桂酸和油酸中的一种或多种。
上述技术方案中，所述多元醇甘油、山梨醇和季戊四醇中的一种或多种。
上述技术方案中，所述塑化脱模剂为氧化蜡、接枝蜡和硬脂酸盐中的一种或多种。
上述技术方案中，所述填充料为重钙或透明粉。
一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按照重量份脂肪酸30-90份、多元醇5-30份称取脂肪酸和多元醇，以及称取氢氧化钠作为催化剂，且氢氧化钠的重量为脂肪酸的0.2％-0.4％，然后将脂肪酸、多元醇和氢氧化钠倒入反应釜中，加热至200摄氏度后，保温反应40分钟，生成脂肪酸酯；
步骤二、步骤一反应生成脂肪酸酯后，向反应釜中加入塑化脱模剂进行复配，塑化脱模剂的质量份数为0.5-30份；其中，复配温度在上述塑化脱模剂熔点以上，反应釜搅拌30-40分钟，使物料充分混匀，待用；
步骤三、将经步骤二处理后的物料经过成型机成型，即得以脂肪酸酯为主的固体增塑剂。
上述技术方案中，步骤三所得固体增塑剂在使用过程中，根据需要添加填充料，填充料的质量为使用总添加量的10-60％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用全新的固体增塑剂的制造工艺，所得固体增塑剂与传统的液体增塑剂在形态上有不同，使其在PVC辅料配料时的操作更加简单方便，同时采用本发明所得固体增塑剂替代液体增塑剂，可以降低了生产成本，提高了生产效率。
2、本发明所得固体增塑剂，在PVC加工中可以替代液体增塑剂使用，尤其是在PVC硬制品中，可以完全替代液体类的增塑剂，其在硬制品中可以解决液体类增塑剂配料不便秤量和复配，同时可以提高产品的力学性能和光洁度；在PVC软制品和半软制品中替代10～25％的液体类增塑剂，其在软制品和半软制品使用可以改善液体类增塑剂闪点低而引起的烟大的问题，同时可以增加其光亮度。
3、本发明所得固体增塑剂中不含有苯环，安全环保。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂，包括以下质量份的原料：脂肪酸30-90份、多元醇5-30份和塑化脱模剂0.5-30份。
本发明中，还包括填充料，填充料的质量为原料总质量的10-60％。
本发明中，所述脂肪酸为氢化油、硬脂酸、月桂酸和油酸中的一种或多种。
本发明中，所述多元醇甘油、山梨醇和季戊四醇中的一种或多种。
本发明中，所述塑化脱模剂为氧化蜡、接枝蜡和硬脂酸盐中的一种或多种。
本发明中，所述填充料为重钙或透明粉。
一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按照重量份脂肪酸30-90份、多元醇5-30份称取脂肪酸和多元醇，以及称取氢氧化钠作为催化剂，且氢氧化钠的重量为脂肪酸的0.2％-0.4％，然后将脂肪酸、多元醇和氢氧化钠倒入反应釜中，加热至200摄氏度后，保温反应40分钟，生成脂肪酸酯；
步骤二、将步骤一反应生成脂肪酸酯后，向反应釜中加入塑化脱模剂进行复配，塑化脱模剂的质量份数为0.5-30份；其中，复配温度在上述塑化脱模剂熔点以上，反应釜搅拌30-40分钟，使物料充分混匀，待用；
步骤三，将经步骤二处理后的物料经过成型机成型，即得以脂肪酸酯为主的固体增塑剂。
本发明中，步骤三所得固体增塑剂在使用过程中，根据需要添加填充料，填充料的质量为使用总添加量的10-60％。
实施例1
一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂，包括以下质量份的原料：脂肪酸50份、多元醇5-15份和塑化脱模剂0.5-25份。其中，所述脂肪酸为氢化油、硬脂酸、月桂酸和油酸中的一种或多种；所述多元醇为甘油、山梨醇和季戊四醇中的一种或多种；所述塑化脱模剂为氧化蜡、接枝蜡和硬脂酸盐中的一种或多种。
上述的以脂肪酸酯为主的固体增塑剂的制备方法，原料中，以脂肪酸选用硬脂酸、多元醇选用甘油，塑化脱模剂选用霍尼韦尔的氧化蜡为例；包括以下步骤：
步骤一、硬脂酸称重1000公斤，甘油称取230公斤(根据配方不同，甘油可以在100～300公斤之间)，氢氧化钠称取3公斤，倒入反应釜中，加热至200摄氏度，保温反应40分钟，生成硬脂酸甘油酯，反应方程式为：
Figure BDA0002531362410000041
反应完成后，加入适量的硬脂酸中和残余的氢氧化钠，使得物料pH呈中性；
步骤二、步骤一反应生成硬脂酸甘油酯后，向反应釜中加入100公斤氧化蜡进行复配(根据不同的PVC生成工艺可以在10～500公斤之间选择)；其中，复配温度在氧化蜡熔点以上，反应釜搅拌30-40分钟，使物料充分混匀，待用；
步骤三、将经步骤二处理后的物料经过成型机成型，即得以脂肪酸酯为主的固体增塑剂。成品固体增塑剂的性能参数如下：
外观：白色(或微黄)小片状或粉末；
熔点：55摄氏度以上；
水份：小于0.5％。
本发明所得的固体增塑剂，使用时比液体类增塑剂效果会好，在使用中会按照PVC生产工艺不同，减少本发明所得的固体增塑剂用量。有时为了可以和液体类增塑剂同比例添加，会适当的添加一些填充料，所述填充料为重钙或透明粉，以满足与液体类增塑剂同比例替换。
本发明所得固体增塑剂在用于PVC加工过程中，根据需要添加填充料，填充料的质量一般为添加物料总质量的10-60％。例如在做PVC管件时，现有液体类增塑剂(如二辛酯)在配方中添加量为3000克，使用本发明中不添加填充料的固体增塑剂用2100克即可。为了可以和液体类增塑剂同比例添加，本发明中添加30％(填充料的质量在总添加物料的占比)的填充料的固体增塑剂，则可实现加同等量3000克。在本发明所得固体增塑剂产品使用时，添加的量非常重要，过多或不足均不能正常生产PVC。
市场上主要是液体增塑剂，本专利发明的固体增塑剂与传统的液体增塑剂在形态上有不同，可以更加的简单方便。
本发明所得固体增塑剂，是PVC加工中用一种固态的增塑剂替代液体增塑剂，尤其是在PVC硬制品中，可以完全替代液体类的增塑剂。具体的，本发明所得固体增塑剂应用于PVC的生产加工时，在PVC硬制品中完全替代液体类的增塑剂，其在硬制品中可以解决液体类增塑剂配料不便秤量和复配，同时可以提高产品的力学性能和光洁度；在PVC软制品和半软制品中可以替代10～25％的液体类增塑剂，其在软制品和半软制品使用10～25％的固体增塑剂可以改善液体类增塑剂闪点低而引起的烟大的问题，同时可以增加其光亮度。
本发明所得固体增塑剂，在作为PVC辅料配料进行使用时，可以和其他辅料，比如稳定剂、蜡、硬脂酸、加工助剂、增韧剂等一起复配进去，也同样适用于自动配料系统。而现有的液体增塑剂相对要麻烦很多，尤其是硬制品中，一般都是人工独立称重后，再混料时加进去，容易散落，造成物料浪费和环境问题；称重也常常不准确，很多都是估测的大概值，这样出来的产品质量也不稳定。
以PVC管件为例：使用固体增塑剂时可以方便提高管件的维卡值，注塑产品的飞边也少，方便清理。与液体增塑剂相比，固体增塑剂有较大优势，既可以提高PVC的产品质量，也可以增加生产效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂，其特征在于，包括以下质量份的原料：脂肪酸30-90份、多元醇5-30份和塑化脱模剂0.5-30份；
所述的以脂肪酸酯为主的固体增塑剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按照重量份脂肪酸30-90份、多元醇5-30份称取脂肪酸和多元醇，以及称取氢氧化钠作为催化剂，且氢氧化钠的重量为脂肪酸的0.2％-0.4％，然后将脂肪酸、多元醇和氢氧化钠倒入反应釜中，加热至200摄氏度后，保温反应40分钟，生成脂肪酸酯；
步骤二、步骤一反应生成脂肪酸酯后，向反应釜中加入塑化脱模剂进行复配，塑化脱模剂的质量份数为0.5-30份；其中，复配温度在上述塑化脱模剂熔点以上，反应釜搅拌30-40分钟，使物料充分混匀；
步骤三、将经步骤二处理后的物料经过成型机成型，即得以脂肪酸酯为主的固体增塑剂。
2.根据权利要求1所述的一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂，其特征在于，包括以下质量份的原料：脂肪酸50份、多元醇5-15份和塑化脱模剂0.5-25份。
3.根据权利要求2所述的一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂，其特征在于，还包括填充料，所述填充料的质量为原料总质量的10-60％。
4.根据权利要求2所述的一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂，其特征在于，所述脂肪酸为氢化油、硬脂酸、月桂酸和油酸中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂，其特征在于，所述多元醇甘油、山梨醇和季戊四醇中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂，其特征在于，所述塑化脱模剂为氧化蜡、接枝蜡和硬脂酸盐中的一种或多种。
7.根据权利要求3 所述的一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂，其特征在于，所述填充料为重钙或透明粉。
8.根据权利要求1所述的一种以脂肪酸酯为主的固体增塑剂，其特征在于，步骤三所得固体增塑剂在使用过程中，根据需要添加填充料，所述填充料的质量为使用总添加量的10-60％。
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