CN1919905A

CN1919905A - 一种无毒增塑剂的生产方法

Info

Publication number: CN1919905A
Application number: CN 200610068691
Authority: CN
Inventors: 罗春妹
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2007-02-28

Abstract

本发明公开了一种以脂肪酸甲酯作为原料，过氧化氢为给氧体，有机酸作载氧体，酸性物作催化剂，络合物作稳定剂，经过环氧化处理制得无毒增塑剂的方法，与以植物油为原料生产的环氧油增塑剂相比，除了具有作为增塑剂与稳定剂时制品韧性优良、相容性好、挥发性低、迁移性小、无毒、对光和热稳定性好等优点外，还具有更优的润滑性、相容性和分散性性能，用于PVC制品加工时的添加比例高达10－30％，可完全代替DOP制造出无毒的PVC产品用于食品包装、医疗用品材料、玩具、供水管道等；同时也作为软化剂、表面活性剂和分散剂应用于塑料和橡胶行业。该方法生产工艺简单，获得的无毒增塑剂产品成本更低。

Description

一种无毒增塑剂的生产方法

一、技术领域

本发明涉及有机化工产品增塑剂的生产方法，特别是生物质增塑剂的生产方法。

二、背景技术

在有机化工行业中，为了提高塑料、橡胶的加工性能，需要添加一定比例的增塑剂。目前普遍使用邻苯二甲酸酯类增塑剂，如DOP(邻苯二甲酸二辛酯)，因其含有芳香环，不易生物降解，因为有毒，使用范围受到较大限制，且又属于不可再生的石油化工产品。国内已有不少无毒增塑剂研究与生产的相关报道，如以大豆油、棉籽油、米糠油、菜籽油、亚麻油等植物油作为原料，经环氧化生产获得一种无毒、无味的增塑剂兼热稳定剂，对光和热具有良好的稳定作用。但它们存在以下问题：①与塑料如PVC(聚氯乙烯)相容性较差，必须与邻苯二甲酸酯类如DOP复配使用，才能产生较好的作用，亦即只能作为PVC的副增塑剂，一般在PVC树脂中添加1-3％，对邻苯二甲酸酯类增塑剂带来的有毒且不易生物降解的问题，只能起减轻作用而不能从根本上解决；②以植物油作为原料，生产成本较高。安徽省农业科技网(http://www.ahnw.gov.cn/2006nykj/Show.asp？ContentID＝％7B23E4B56C-76E1-4148-9A93-255COB6B97D8％7D)公开了一种用脂肪酸甲酯经氯代甲氧基化制取无毒增塑剂的方法，这种增塑剂虽然克服了与塑料之间相容性较差的问题，但其制取过程需要大量使用氯气，对环境污染严重，因此尚未见大规模工业生产。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种无毒、易生物降解、与塑料和橡胶之间相容性好、生产成本低的增塑剂的生产方法。

为实现以上目的，本发明采用脂肪酸甲酯作为原料，过氧化氢为给氧体，有机酸作载氧体，经过环氧化处理和后处理制得无毒增塑剂，制备步骤如下：

第一步：将脂肪酸甲酯和有机酸按比例加入到反应釜中，并加入少量的酸性物催化剂和络合物稳定剂，在搅拌情况下升温到40-55℃，停止加热；

第二步：开始滴加过氧化氢，将釜内温度控制在50-70℃范围内，过氧化氢滴加完毕后再保温，使釜内环氧化反应充分彻底，得到粗无毒增塑剂；

脂肪酸甲酯、过氧化氢和有机酸加入的重量配比为1∶(0.3-0.6)∶(0.1-0.12)；

第三步：对粗无毒增塑剂进行分离、洗涤、脱水、压滤等后处理，获得无毒增塑剂成品。

所述有机酸是甲酸。

所述有机酸是乙酸。

所述酸性物催化剂是硫酸。

所述酸性物催化剂是硫酸铝。

所述过氧化氢的浓度为25-50％。

化学反应机理：脂肪酸甲酯的环氧化，是脂肪酸甲酯中的碳碳双键的环氧化，以甲酸作载氧体时为例，其机理可用下面的化学反应方程式表示：

与以植物油为原料生产的环氧油增塑剂相比，用上述方法获得的无毒增塑剂产品大大提高了用于PVC制品加工时的添加比例，添加比例高达10-30％，可以完全代替DOP制造出无毒、环保的PVC产品，用于食品包装、医疗用品材料、玩具、供水管道等；同时也用作纤维素树脂和合成橡胶的无毒增塑剂与软化剂。由于该产品除了具有环氧油作为增塑剂与稳定剂时具备的制品韧性优良、相容性好、挥发性低、迁移性小、无毒可接触食品、对光和热有良好的稳定作用等优点外，还具有更优的润滑性、相容性和分散性性能，故除了用作增塑剂、稳定剂与软化剂外，还可用作表面活性剂和分散剂应用于环氧涂料和环氧树脂等生产行业。此外，上述方法生产工艺简单，容易操作，获得的无毒增塑剂产品成本更低。

四、具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：在5000升的搪瓷釜中，装料系数按0.75，物料重量配比按脂肪酸甲酯∶过氧化氢∶有机酸∶催化剂∶络合物稳定剂＝1∶(0.30.6)∶(0.1-0.12)∶(0.005-0.006)∶(0.0010.003)，有机酸采用甲酸，用浓硫酸作催化剂，尿素作稳定剂，以保证过氧甲酸在反应环境下有一定的稳定性；按配比先将脂肪酸甲酯、甲酸、硫酸和尿素装入搪瓷釜中，在搅拌情况下升温到48℃，停止加热，开始滴加浓度为35％的过氧化氢；由于是放热反应，采用冷却水调温，以保持釜内温度为50-70℃；过氧化氢滴加时间控制在3.5-4.5小时，滴加完毕再保温3-4小时，使釜内环氧化反应充分彻底，得到粗无毒增塑剂；经分离、洗涤、脱水、压滤后得到无毒增塑剂成品。

实施例2：有机酸用乙酸代替甲酸，其他技术参数和操作步骤同实施例1，得到无毒增塑剂成品。

实施例3：过氧化氢浓度为25％，过氧化氢滴加时间控制在2.5-3.5小时，滴加完毕再保温4-6小时，其他技术参数和操作步骤同实施例1，得到无毒增塑剂成品。

实施例4：过氧化氢浓度为50％，过氧化氢滴加时间控制在4.5-5.5小时，滴加完毕再保温1-3小时，其他技术参数和操作步骤同实施例1，得到无毒增塑剂成品。

实施例5：催化剂由硫酸改为硫酸铝，过氧化氢滴加时间控制在3.0-4.0小时，滴加完毕再保温4-5小时，其他技术参数和操作步骤同实施例1。

实施例6：催化剂由硫酸改为硫酸铝，过氧化氢浓度为25％，过氧化氢滴加时间控制在2.0-3.0小时，滴加完毕再保温5-7小时，其他技术参数和操作步骤同实施例1。

实施例7：催化剂由硫酸改为硫酸铝，过氧化氢浓度为50％，过氧化氢滴加时间控制在4.0-5.0小时，滴加完毕再保温2-4小时，其他技术参数和操作步骤同实施例1。

此外，采用有机酸如氯磺酸、酒石酸和固体酸如强酸性离子交换树脂、分子筛等作催化剂，也能得到无毒增塑剂成品。

Claims

1、一种无毒增塑剂的生产方法，采用生物质原料，过氧化氢为给氧体，有机酸作载氧体，经过环氧化处理和后处理制得无毒增塑剂，其特征是：该生物质原料是脂肪酸甲酯，制备步骤如下：

第三步：对粗无毒增塑剂进行后处理，获得无毒增塑剂成品。

2、根据权利要求1所述一种无毒增塑剂的生产方法，其特征是：所述有机酸是甲酸。

3、根据权利要求1所述一种无毒增塑剂的生产方法，其特征是：所述有机酸是乙酸。

4、根据权利要求1所述一种无毒增塑剂的生产方法，其特征是：所述酸性物催化剂是硫酸。

5、根据权利要求1所述一种无毒增塑剂的生产方法，其特征是：所述酸性物催化剂是硫酸铝。

6、根据权利要求1至5中任何一项所述一种无毒增塑剂的生产方法，其特征是：所述过氧化氢的浓度为25-50％。