[發(fā)明專利]一種長鏈脂肪酸酯改性增塑劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310480105.7
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN103497167A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王艷濤
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江嘉澳環(huán)保科技股份有限公司
• 主分類號: C07D301/00
• 分類號: C07D301/00;C07D303/42;C07D303/40;C08K5/1515;C08L27/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種長鏈脂肪酸酯改性增塑劑的制備工藝，具體是指一種將環(huán)氧脂肪酸酯進行氫化改性，提高長鏈脂肪酸酯分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐遷移性，獲得新型的長鏈脂肪酸酯增塑劑的制備方法。

背景技術(shù)

長鏈脂肪酸酯類增塑劑包括環(huán)氧脂肪酸甲酯、環(huán)氧脂肪酸乙酯、環(huán)氧脂肪酸辛酯等目前市場上常見的增塑劑品種。生產(chǎn)工藝是將長鏈脂肪酸與醇通過酯化、酯交換反應后，再對分子結(jié)構(gòu)中不飽和雙鍵進行環(huán)氧化，制成的一種直鏈脂肪酸酯類的增塑劑兼穩(wěn)定劑產(chǎn)品，廣泛應用于包裝材料、醫(yī)療用品材料、玩具和電線電纜護套等，同時也用作纖維素樹脂和合成橡膠的無毒增塑劑與軟化劑。

長鏈脂肪酸酯類增塑劑在使用過程中有兩方面缺陷：一方面，在長鏈脂肪酸酯類增塑劑加工過程中，由于輔料甲酸、雙氧水等強酸性、強氧化性物質(zhì)的存在，基礎(chǔ)原料脂肪酸酯極易發(fā)生水解逆反應及其它副反應，從而影響環(huán)氧化基團的繼續(xù)生成。因此，環(huán)氧化過程中無論如何增加雙氧水及甲酸等原料的用量，都無法獲取到理論的環(huán)氧值，環(huán)氧脂肪酸酯類增塑劑的不飽和雙鍵含量普遍較高，在用做塑料制品的熱穩(wěn)定劑時，高溫條件下極容易因被氧化而發(fā)生色變，影響最終塑料制品的透明性和均質(zhì)性；另一方面，由于其分子結(jié)構(gòu)中不飽和雙鍵含量較高，分子活性增強，與PVG分子結(jié)合的牢固度減弱，在較高溫度的塑料制品加工條件下容易析出并產(chǎn)生刺激性氣味，影響制品的加工環(huán)境及增塑效果。

該長鏈脂肪酸酯改性增塑劑是以環(huán)氧脂肪酸酯為基礎(chǔ)原料，在連續(xù)化反應釜中，采用經(jīng)穩(wěn)定保護的多孔結(jié)構(gòu)鎳鋁合金催化劑、自由鎳催化劑或鎳銅催化劑中的一種或多種復配，經(jīng)真空和氮氣置換后并經(jīng)氫氣置換，置換后通過高壓氫化工藝將長鏈脂肪酸酯中碘值穩(wěn)定控制在0.5％(GB／T1676-2008)以內(nèi)。

改性后的長鏈脂肪酸酯增塑劑分子結(jié)構(gòu)中的不飽和雙鍵含量大大降低，分子穩(wěn)定性增強，未經(jīng)改性的環(huán)氧脂肪酸甲酯增塑劑加熱減量普遍在0.5％(125℃／2h)，改性后的分子結(jié)構(gòu)加熱減量可降低到0.3％(125℃／2h)以內(nèi)，穩(wěn)定性有效提高40％。氫化作用后，制品的色澤也有所改善，增塑效率未發(fā)生改變，從而有效提升了長鏈脂肪酸酯增塑劑的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有長鏈脂肪酸酯類增塑劑分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐遷移性差的缺陷，通過高溫高壓氫化工藝，獲得新型的長鏈脂肪酸酯增塑劑的制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種長鏈脂肪酸酯改性增塑劑的制備方法，其特征在于，具體步驟為：

第一步：使用保護劑對多孔結(jié)構(gòu)鎳基催化劑進行保護，得到經(jīng)保護的催化劑；

第二步：將亞磷酸酯與環(huán)氧脂肪酸酯進行混合，經(jīng)熱交換器交換后進入氫化反應器，控制原料溫度在120-180℃之間，加入經(jīng)保護的催化劑，將氫化反應器抽真空，用氮氣置換后，再用氫氣置換，并通入氫氣進行加成反應，控制反應溫度為180-220℃，反應壓力為1.5-3.0MPa，直至產(chǎn)品碘值穩(wěn)定控制在0.3％以內(nèi)，反應結(jié)束，過濾催化劑，得到長鏈脂肪酸酯改性增塑劑。

優(yōu)選地，所述的保護劑為氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁以及氧化鎳中的一種或兩種以上。

優(yōu)選地，所述的多孔結(jié)構(gòu)鎳基催化劑為鎳鋁合金催化劑、自由鎳催化劑以及鎳銅催化劑中的一種或兩種以上。

優(yōu)選地，所述第一步中的使用保護劑對多孔結(jié)構(gòu)鎳基催化劑進行保護的具體步驟為：將保護劑與多孔結(jié)構(gòu)鎳基催化劑進行混合，加熱到100～150℃，攪拌10～30min，自然冷卻；催化劑與保護劑的用量之和為環(huán)氧脂肪酸酯質(zhì)量的0.03～0.05％，催化劑與保護劑的質(zhì)量比為6～10：1。

所述第二步中的環(huán)氧脂肪酸酯為環(huán)氧脂肪酸酯原料指環(huán)氧脂肪酸甲酯、環(huán)氧脂肪酸乙酯、環(huán)氧脂肪酸辛酯等目前市場上常見的環(huán)氧脂肪酸酯增塑劑品種。

優(yōu)選地，所述第二步中的亞磷酸酯的用量為環(huán)氧脂肪酸酯質(zhì)量的0.05-0.1％。

優(yōu)選地，所述第二步中的氫化反應器連接外循環(huán)泵，經(jīng)過外循環(huán)泵將物料與催化劑充分接觸，不斷循環(huán)。

優(yōu)選地，所述第二步中的過濾催化劑的具體步驟為靜置，采用膜法加壓過濾催化劑。