一種復(fù)合型生物酯增塑劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合型生物酯增塑劑，它以脂肪酸甲酯為主要原料，生產(chǎn)出環(huán)氧脂肪酸甲酯和氯化脂肪酸甲酯增塑劑，然后將這兩種增塑劑按重量百分比環(huán)氧脂肪酸甲酯15%-75%、氯化脂肪酸甲酯25%-85%的配比進(jìn)行復(fù)合，形成一種復(fù)合型生物酯增塑劑。本發(fā)明復(fù)合型生物酯增塑劑兼有環(huán)氧脂肪酸甲酯和氯化脂肪酸甲酯增塑劑兩種各自有點(diǎn)，避免了各自的不足，具有相容性好、遷移性小，揮發(fā)性低、無(wú)毒環(huán)保、生產(chǎn)成本較低、可充分替代鄰苯二甲酸酯類增塑劑。
【專利說(shuō)明】一種復(fù)合型生物酯增塑劑【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子化工材料增塑劑，具體涉及一種由環(huán)氧脂肪酸甲酯與氯化脂肪酸甲酯組成的復(fù)合型生物酯增塑劑。
【背景技術(shù)】
[0002]在高分子材料加工領(lǐng)域中，特別是人造皮革、PVC成型加工過(guò)程中，為了確保物料加工性能和產(chǎn)品質(zhì)量，必須添加一定比例的增塑劑。目前普遍使用的增塑劑是DOP、DBP等鄰苯二甲酸酯類增塑劑，因該增塑劑在加工過(guò)程與使用過(guò)程中易揮發(fā)和遷移，大劑量進(jìn)入人體會(huì)致畸致癌，因而國(guó)內(nèi)外已紛紛在食品、醫(yī)療、接觸人體的領(lǐng)域禁用或限量使用該類產(chǎn)品。為確保塑料行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，有必要研發(fā)環(huán)保型增塑劑以替代鄰苯類增塑劑。
[0003]以生物柴油生產(chǎn)的環(huán)氧脂肪酸甲酯是近年興起的新型增塑劑兼穩(wěn)定劑，環(huán)氧脂肪酸甲酯流動(dòng)性好、溶解性強(qiáng)，柔軟性增塑性好，由于其閃點(diǎn)較低、分子量較小，抗遷移性較差，目前在PVC制品應(yīng)用過(guò)程只能作為輔助增塑劑替代部分D0P\DBP。
[0004]以生物柴油生產(chǎn)的氯化脂肪酸甲酯也是近年興起的新型增塑劑，氯化脂肪酸甲酯閃點(diǎn)較高、分子量較大，抗遷移性好，增塑性好，但由于其流動(dòng)性、柔軟性和溶解性較差，目前在PVC制品應(yīng)用過(guò)程也只是作為輔助增塑劑替代部分D0P\DBP。
[0005]因此，近幾年來(lái)，雖然新型環(huán)保增塑劑的研發(fā)已取得了一定發(fā)展，但這些增塑劑普遍存在與塑料如PVC (聚氯乙烯)相溶性差、與人造皮革互溶性差的不足，故只能作為一種輔助增塑劑使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種相容性好、遷移性小，揮發(fā)性低、無(wú)毒環(huán)保、生產(chǎn)成本較低、可充分替代鄰苯二甲酸酯類增塑劑的復(fù)合型生物酯增塑劑。
[0007]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明一種復(fù)合型生物酯增塑劑以脂肪酸甲酯為主要原料，生產(chǎn)出環(huán)氧脂肪酸甲酯和氯化脂肪酸甲酯增塑劑，然后將這兩種增塑劑按配比進(jìn)行復(fù)合，形成一種復(fù)合型生物酯增塑劑；所述兩種增塑劑配比按重量百分比是:環(huán)氧脂肪酸甲酯15%-75%，氯化脂肪酸甲酯25%-85%。
[0008]更進(jìn)一步的，所述兩種增塑劑配比按重量百分比是:環(huán)氧脂肪酸甲酯15%~18%，氯化脂肪酸甲酯82%~85%。
[0009]上述復(fù)合型生物酯增塑劑的生產(chǎn)操作步驟如下:
1、制備氯化脂肪酸甲酯:將脂肪酸甲酯加入到反應(yīng)釜內(nèi)，并加入催化劑；向釜內(nèi)通入氯氣，控制反應(yīng)溫度；反應(yīng)完全后進(jìn)行脫酸處理，生成氯化脂肪酸甲酯備用。
[0010]該化學(xué)反應(yīng)機(jī)理:脂肪酸甲酯的氯代氫反應(yīng)，是脂肪酸甲酯中的不飽和碳碳雙鍵的加成反應(yīng)，然后再取代反應(yīng)。其反應(yīng)原理可用下面的化學(xué)方程式表示:
催化劑
RCH=CHR' COOCH3+ 2C12--- RCHCHR' COOCCI3 + HCl脂肪酸甲酯氯化脂肪酸甲酯
2、制備環(huán)氧脂肪酸甲酯:將脂肪酸甲酯加入到反應(yīng)釜內(nèi)，并加入催化劑；向釜內(nèi)滴加雙氧水和甲酸，控制反應(yīng)溫度；反應(yīng)完全后進(jìn)行水洗和蒸餾脫臭，生成環(huán)氧脂肪酸甲酯備用。
[0011]化學(xué)反應(yīng)機(jī)理:其反應(yīng)原理可用下面的化學(xué)方程式表示:
催化劑
第一步:HCOOH + H2O2--- HC000H + H2O
催化劑 / ° \
第二步:RCH=CHR’ COOCH3+ HC000H--- RCH 一 CHR’ COOCH3+ HCOOH
脂肪酸甲酯環(huán)氧脂肪酸甲酯
將上述兩種制備好的增塑劑按重量百分比環(huán)氧脂肪酸甲酯15%-75%、氯化脂肪酸甲酯25%-85%進(jìn)行復(fù)合得到本發(fā)明復(fù)合型生物酯增塑劑。 [0012]與其它以植物油為原料制備的增塑劑相比，用上述方法制備的氯化脂肪酸甲酯和環(huán)氧脂肪酸甲酯按比例進(jìn)行復(fù)合形成一種新型的生物酯增塑劑產(chǎn)品，其分子中含有極性強(qiáng)的酯基，并含有氯基團(tuán)和環(huán)氧基，使之與極性高聚物具有良好的相容性，且具有揮發(fā)性低、遷移性小、環(huán)保無(wú)毒等特點(diǎn)，在集中了氯化脂肪酸甲酯和環(huán)氧脂肪酸甲酯兩種增塑劑各自的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)又克服了兩種增塑劑各自的不足，實(shí)現(xiàn)了兩種增塑劑的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可以大比例的代替DOP加入到PVC制品加工過(guò)程中。
[0013]上述方法工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，操作性容易控制，獲得的含氯基團(tuán)含環(huán)氧基的生物酯增塑劑產(chǎn)品成本低，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下通過(guò)【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明一種復(fù)合型生物酯增塑劑作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]本發(fā)明一種復(fù)合型生物酯增塑劑以脂肪酸甲酯為主要原料，生產(chǎn)出環(huán)氧脂肪酸甲酯和氯化脂肪酸甲酯增塑劑，然后將這兩種增塑劑按配比進(jìn)行復(fù)合，形成一種復(fù)合型生物酯增塑劑；所述兩種增塑劑配比按重量百分比是:環(huán)氧脂肪酸甲酯15%-75%，氯化脂肪酸甲酯 25%-85%。
[0016]實(shí)施例1:稱取環(huán)氧脂肪酸甲酯53kg，氯化脂肪酸甲酯47kg，投入到混合機(jī)中，捏合均勻，得到增塑劑SI。
[0017]實(shí)施例2:稱取環(huán)氧脂肪酸甲酯34kg，氯化脂肪酸甲酯66kg，投入到混合機(jī)中，捏合均勻，得到增塑劑S2。
[0018]實(shí)施例3:稱取環(huán)氧脂肪酸甲酯16kg，氯化脂肪酸甲酯84kg，投入到混合機(jī)中，捏合均勻，得到增塑劑S3。
[0019]利用以上三個(gè)實(shí)施例制得的復(fù)合型生物酯增塑劑S1、S2和S3分別投入到實(shí)際應(yīng)用并生產(chǎn)出最終產(chǎn)品，增塑劑采用與添加情況見(jiàn)表1，最終產(chǎn)品性能測(cè)試結(jié)果如表2。
[0020]按照表1中的配方制備樣品，將樣品混合均勻并在雙輥開(kāi)煉機(jī)上進(jìn)行開(kāi)煉，開(kāi)煉好后的樣品在平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化制備成PVC塑料制品；將PVC塑料制品制備成亞鈴試片用拉壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸強(qiáng)度，斷裂力，斷裂伸長(zhǎng)率，斷裂強(qiáng)度的測(cè)定；測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。
[0021]表1:增塑劑采用與添加情況
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合型生物酯增塑劑，其特征是:它以脂肪酸甲酯為主要原料，生產(chǎn)出環(huán)氧脂肪酸甲酯和氯化脂肪酸甲酯增塑劑，然后將這兩種增塑劑按配比進(jìn)行復(fù)合，形成一種復(fù)合型生物酯增塑劑；所述兩種增塑劑配比按重量百分比是:環(huán)氧脂肪酸甲酯15%-75%，氯化脂肪酸甲酯25%-85%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所 述復(fù)合型生物酯增塑劑，其特征是:所述兩種增塑劑配比按重量百分比是:環(huán)氧脂肪酸甲酯15%~18%，氯化脂肪酸甲酯82%~85%。
【文檔編號(hào)】C08L27/06GK104004303SQ201410266752
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】葉活動(dòng), 陳建洪 申請(qǐng)人:福建致尚生物質(zhì)材料發(fā)展有限公司