[发明专利]环保型聚氯乙烯增塑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于聚氯乙烯树脂的环保型增塑剂组合物。本发明的环保型增塑剂组合物包括至少一种环氧植物油，且不含有任何邻苯二甲酸酯类化合物。

背景技术

聚氯乙烯(简称PVC)是一种热塑性通用树脂，被广泛用于人造革、玩具、复合薄膜、电线绝缘材料等众多领域。聚氯乙烯的综合性能优良，价格低廉易得，生产工艺成熟，目前产量占全部塑料的20％。但PVC的熔点高，难于加工成型，因此，加工时必须加入增塑剂以提高可塑性。邻苯二甲酸酯是一类使用最广泛、性能最优的PVC增塑剂，全球对于邻苯二甲酸酯增塑剂的年消耗量超过300万吨，其中1％通过各种途径流入自然环境中。邻苯二甲酸酯类物质能够干扰人体内分泌，损害生殖和发育，有致癌和致畸作用，且因含有芳香环而难于分解，对环境和人类健康的危害极大。

欧盟ROHS指令已于2006年7月1日正式实施，该指令对DEHP(邻苯二甲酸二己酯)、DBP(邻苯二甲酸二丁酯)和BBP(邻苯二甲酸苯基丁酯)在所有儿童玩具和服装及其他物品所采用的PVC材料中的含量进行了严格限制；相应的对DINP(邻苯二甲酸二异壬酯)、DIDP(邻苯二甲酸二异癸酯)和DOP(邻苯二甲酸二辛酯)在儿童玩具和服装及所有可能被放入口中的物品中的含量严格限制；上述6种成份(6P)含量超过0.1％的塑料产品不得在欧盟市场上销售。

目前，国内塑胶企业仍然严重依赖于邻苯二甲酸酯类增塑剂，其中DOP和DINP两种占到增塑剂使用总量的80％，这两种增塑剂都是欧盟指令所明令禁止的，可见，2005年欧盟对塑料制品中六种主要邻苯二甲酸酯类增塑剂含量的严格限制，实际上等于给我国塑料制品出口设置了难以逾越的技术壁垒。多年来，我国经济高速发展，环境和健康问题在一定程度上被忽视了，“十一五”规划强调环境保护和生态建设，对象邻苯二甲酸酯类增塑剂这类用量大、使用范围广、危害性大的化学添加剂的生产和使用实施限制势在必行。邻苯二甲酸酯属于不可再生的石油化工产品，其价格从2005年开始随着石油价格猛涨而不断攀升，也给塑胶企业带来了很大的成本压力。因此，加大力度发展环保、安全、经济、高效的增塑剂成为大势所趋。

环氧植物油增塑剂是由可再生资源如大豆油、亚麻油、棕榈油等为原料制备的，是一种广泛使用的无毒、无味的增塑剂兼稳定剂。与邻苯二甲酸酯类增塑剂比较，环氧植物油增塑剂在产品光热稳定性方面表现出极其优异的性质，但传统的环氧植物油存在以下问题：(1)与PVC等塑料的相容性较差，当添加量增大或环境温度较高时，往往会出现析出现象，严重影响产品的质量，只能用作辅助增塑剂。(2)环氧大豆油的流动性低，与PVC粉相容性差会导致采用压延法生产的PVC薄膜透明度不佳，容易出现瑕疵。(3)粘度较邻苯二甲酸酯类增塑剂大，与PVC粉料混合物的粘度也相对更大，增大注塑成型的加工难度，特别是对于糊化PVC粉料，以往的工艺都是以添加增塑剂来调节PVC糊的粘度，为达到成型加工的粘度要求，必须加大环氧植物油添加量，产品成本增加，也容易导致增塑剂析出。

发明内容

本发明的目的在于克服现有环氧植物油增塑剂存在的缺点，提供一种环保型聚氯乙烯增塑剂的制备方法，由环氧植物油及其改性产物为主要成份，添加其他助剂制备得到环保型增塑剂，它不含邻苯二甲酸酯类物质，在PVC成型加工中可完全替代邻苯二甲酸酯作主增塑剂使用。

本发明的环保型增塑剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)环氧植物油丙烯酸改性处理：环氧植物油油浴加热至65～90℃时，滴加含三苯基膦、相转移催化剂、乙二胺、对苯二酚和丙烯酸的混合溶液，环氧植物油：三苯基膦：相转移催化剂：三乙胺：对苯二酚：丙烯酸按质量比为100：0.1～2.0：0.1～3.5：0.1～3.0：0.02～1.0：5～20。控制滴加速度使混合溶液在20～60分钟内滴加完毕，待混合溶液滴加完后将油温升高至95～135℃，继续恒温反应1.5～3.5小时后停止反应。首先以50～60℃的烯纯碱水将产物洗涤至pH为5～6，然后依次用饱和食盐水和软水将产物洗涤至pH值为7。

(2)脱水处理：将步骤(1)得到的改性环氧植物油转移到减压蒸馏釜中，在温度为60℃～100℃，真空度0.03～0.09MPa的条件下减压蒸馏脱除水分，降至室温得到丙烯酸改性环氧植物油。

(3)环氧植物油配伍组合物的制备：将丙烯酸改性环氧植物油、环氧植物油、烯释剂、降粘剂加入混合釜，丙烯酸改性环氧植物油、环氧植物油、烯释剂、降粘剂按照质量比为30：40～60：2～10：2～10。将混合物加热到50～80℃，搅拌1～1.5小时后获得聚氯乙烯增塑剂组合物。