本發(fā)明涉及橡膠、塑料耐寒增塑劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

寒冷地區(qū)的農(nóng)用薄膜、塑料管材及各種具有耐寒要求的塑料、橡膠制品，目前均采用一般的增塑劑，致使塑料、橡膠制品在低溫下的性能不佳，使用壽命縮短，每年僅農(nóng)用薄膜一項(xiàng)的損失就達(dá)數(shù)千萬元以上。耐寒塑料、橡膠的性能，主要取決于耐寒增塑劑。增塑劑的耐寒性與增塑劑的結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系，一般相容性良好的增塑劑耐寒性較差，而含有直鏈烷基的增塑劑的耐寒性是良好的；此外，含有的支鏈烷基越多，其耐寒性越差。在普通塑料、橡膠中，加入耐寒增塑劑，可以降低塑料、橡膠制品的軟化溫度，明顯改善塑料、橡膠制品的耐寒性能，使塑料、橡膠在寒冷地區(qū)仍具有良好的使用性能。目前國內(nèi)外沒有腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯作為耐寒增塑劑的相關(guān)報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一在于針對(duì)現(xiàn)有耐寒增塑劑所存在的補(bǔ)足而提供一種新型的、性能優(yōu)越的、性價(jià)比高的腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯，該腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯生產(chǎn)過程環(huán)保，無明顯三廢產(chǎn)生。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二在于提供上述腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制備方法。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之三在于提供上述腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯的應(yīng)用。

作為本發(fā)明第一方面的腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯，至少包含如下結(jié)構(gòu)式(1)的成分：

其中：

-R₁為-C1₅H₂₅、-C₁₅H₂₇、-C₁₅H₂₉或C₁₅H₃₁的直鏈結(jié)構(gòu)；

-R₂為-C₇H₁₅(異辛酸)，-C₁₁H₂₃(月桂酸)，-C₁₇H₂₄(油酸)；

-m為1-3。

作為本發(fā)明的第二方面的腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)腰果酚聚氧乙烯醚的合成

取精制的腰果酚投入高壓反應(yīng)器內(nèi)，加入催化劑I，進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，氮?dú)庵脫Q時(shí)，真空度≥-0.095MPa，置換壓力至0.15MPa～0.25MPa；氮?dú)庵脫Q完畢后，升溫至110℃～130℃進(jìn)行脫水，脫水完畢后，升溫至135℃～160℃，加環(huán)氧乙烷進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，加成反應(yīng)的溫度控制在130℃～190℃，壓力控制在0.3MPa以下，待加成反應(yīng)完成，降溫至65℃～75℃，然后加入適量有機(jī)酸中和至pH值至5.0～8.0，得到腰果酚聚氧乙烯醚；

(2)腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯的合成

脂肪酸和步驟(1)制備的腰果酚聚氧乙烯醚在催化劑Ⅱ的催化下進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為180～210℃，0.093MPa真空度下進(jìn)行脫水，反應(yīng)時(shí)間3～5h，獲得腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(1)的催化劑I為氫氧化鉀、氫氧化鈉、甲醇鈉、乙醇鈉、月桂醇鈉、異丙醇鈉、氫氧化鋇中的任意一種或兩種以上的混合物。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(1)的有機(jī)酸中和劑為甲酸、乙酸、乳酸、草酸中的一種或兩種以上混合物。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(2)的催化劑Ⅱ?yàn)閺?qiáng)酸性催化劑、陽離子交換樹脂、分子篩、固體新型超強(qiáng)酸、堿金屬氧化物或鋁化合物。

作為本發(fā)明的第二方面的腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯在制備耐寒增塑劑中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供的腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯可以作為耐寒增塑劑使用，該腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯生產(chǎn)過程環(huán)保，無明顯三廢產(chǎn)生。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例來詳細(xì)描述本發(fā)明，但是下述實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明的描述，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。

實(shí)施例：

1、腰果酚聚氧乙烯醚的合成：

取精制的腰果酚投入高壓反應(yīng)器內(nèi)，加入KOH催化劑，進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，氮?dú)庵脫Q時(shí)，真空度≥-0.095MPa，置換壓力至0.15MPa～0.25MPa；氮?dú)庵脫Q完畢后，升溫至130℃進(jìn)行脫水，脫水完畢后，升溫至150℃，加環(huán)氧乙烷進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，加成反應(yīng)的溫度控制在145℃～155℃，壓力控制在0.3MPa以下，待加成反應(yīng)完成，降溫至65℃～75℃，然后加入適量有機(jī)酸中和至pH值至5.0～8.0，得到腰果酚聚氧乙烯醚；

2.腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯的合成：

在裝有攪拌器、溫度計(jì)、分水器及取樣管的四口燒瓶中,加入一定量的月桂酸和步驟1制備的腰果酚聚氧乙烯醚,同時(shí)加入鋁酸鹽催化劑，攪拌下升溫,使酸全部溶解于醇后,分析系統(tǒng)的初始酸值，繼續(xù)升溫至190℃,要控制較高的溫度，約180～210℃，0.093MPa真空度下進(jìn)行脫水，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí),停止加熱,冷卻,先用少量5％碳酸鈉水溶液洗滌,分去水層,有機(jī)層用水洗滌兩次。最后在5kPa下脫水、脫醇,得到腰果酚聚氧乙烯醚月桂酸酯耐寒增塑劑。

實(shí)施例2

1、腰果酚聚氧乙烯醚的合成：

取精制的腰果酚投入高壓反應(yīng)器內(nèi)，加入KOH催化劑，進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，氮?dú)庵脫Q時(shí)，真空度≥-0.095MPa，置換壓力至0.15MPa～0.25MPa；氮?dú)庵脫Q完畢后，升溫至130℃進(jìn)行脫水，脫水完畢后，升溫至150℃，加環(huán)氧乙烷進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，加成反應(yīng)的溫度控制在145℃～155℃，壓力控制在0.3MPa以下，待加成反應(yīng)完成，降溫至65℃～75℃，然后加入適量有機(jī)酸中和至pH值至5.0～8.0，得到腰果酚聚氧乙烯醚；

2.腰果酚聚氧乙烯醚脂肪酸酯的合成：

在裝有攪拌器、溫度計(jì)、分水器及取樣管的四口燒瓶中,加入一定量的異辛酸和步驟1制備的腰果酚聚氧乙烯醚,同時(shí)加入濃硫酸做催化劑，濃硫酸量為總質(zhì)量的0.25％。攪拌下升溫,使酸全部溶解于醇后,分析系統(tǒng)的初始酸值。繼續(xù)升溫至150℃,使兩者反應(yīng),反應(yīng)生成的水被過量的醇帶出反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)入分水器,冷凝分層后,醇返回系統(tǒng),150℃反應(yīng)2小時(shí)后，繼續(xù)升溫至190℃，約0.093MPa真空度下進(jìn)行脫水，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)，停止加熱,冷卻,先用少量5％碳酸鈉水溶液洗滌,分去水層,有機(jī)層用水洗滌兩次。最后在5kPa下脫水、脫醇,得到腰果酚聚氧乙烯醚異辛酸酯耐寒增塑劑。