[发明专利]增塑剂柠檬酸三丁酯的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种增塑剂柠檬酸三丁酯(TBC)的生产方法，尤其是一种适 用于以柠檬酸和正丁醇为主要原料合成增塑剂柠檬酸三丁酯的方法。

背景技术

柠檬酸三丁酯为无毒无味的“绿色”环保增塑剂，广泛应用于食品及医药包 装、化妆品、日用品、玩具、军用品等领域，具有相容性好、增塑效率高、无 毒、易被生物降解和挥发性小等优点、耐寒性、耐光性和耐水性优良，并且在 树脂中有抗霉性，不滋长霉菌。柠檬酸三丁酯与其他无毒增塑剂共用可提高制 品硬度，尤其对软的纤维醚更为适用。同时，具有改善硝化纤维抗紫外线能力， 并是多种香料的溶剂，还可用于蛋白质类溶液的消泡剂。因此，柠檬酸三丁酯 成为目前传统增塑剂邻苯二甲酸酯类的“绿色”替代品。合成柠檬酸三丁酯的传统 方法是以浓硫酸为催化剂，这种催化剂存在副反应多，精制困难，设备腐蚀严 重，后处理复杂，污染环境等缺点。后来发展起来的一些催化剂如以对甲苯磺 酸为催化剂，对该反应均具有较好的催化效果，但催化剂价格昂贵，生产成本 较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种产率高、工艺简单 增塑剂柠檬酸三丁酯的生产方法。

本发明所述的反应通式如下所示：

按照本发明提供的技术方案，一种增塑剂柠檬酸三丁酯，其特征在于，所 述增塑剂柠檬酸三丁酯的组成为：柠檬酸30％～40％、正丁醇60％～70％；单位为 重量百分数；

还包括第一催化剂氨基磺酸0.05％～0.2％、第二催化剂钛酸四丁酯 0.05％～0.1％、活性炭0.1％～0.2％及硅藻土0.1％～0.2％；单位为占柠檬酸和正丁 醇总投量的重量百分数；

所述方法包括如下步骤：

(1)、在装有搅拌器、温度计、精馏塔、冷凝器的不锈钢反应釜中加入柠 檬酸30％～40％及正丁醇60％～70％，单位为重量百分数；以及占柠檬酸和正丁醇 总投量的0.05％～0.2％的第一催化剂氨基磺酸，单位为重量百分数；在油浴中升 温至105～115℃，油浴温度为220～250℃，使柠檬酸溶解；

(2)、等到柠檬酸全部溶解后，开启搅拌器，加入占柠檬酸和正丁醇总投 量的0.05％～0.1％的第二催化剂钛酸四丁酯，搅拌速度为60～100r/min，反应时间 为30-60分钟，使柠檬酸和正丁醇充分混合均匀；

(3)、继续升温至160～165℃，保温4～6小时，酯化反应阶段，使酯化反应 完全；

(4)、降温至125～135℃，减压脱醇，去除未反应完的正丁醇，减压时的真 空度≤-0.095MPa，得到粗品；

(5)、在粗品中加入占柠檬酸和正丁醇总投量的0.1％～0.2％的活性炭及占 柠檬酸和正丁醇总投量的0.1％～0.2％的硅藻土，对粗品进行脱色处理，单位为 重量百分数；经脱色并过滤，采用板框压滤机过滤，过滤掉活性炭、硅藻土及 杂质后得到柠檬酸三丁酯。

本发明以氨基磺酸和钛酸四丁酯双催化剂制备柠檬酸三丁酯的方法，该方 法产率高，催化剂用量小，反应时间短，工艺简单，无环境污染。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一：

在装有搅拌器、温度计、精馏塔、冷凝器的15m³的不锈钢反应釜中投入柠 檬酸4000kg、正丁醇6000kg，第一催化剂氨基磺酸5kg，在220℃油浴中升温 至105℃，使柠檬酸溶解；等到柠檬酸全部溶解，开启搅拌，搅拌速度为60r/min， 使柠檬酸和正丁醇充分混合均匀；加入第二催化剂钛酸四丁酯10kg，继续升温 至160℃，保温6小时，酯化反应阶段，使酯化反应完全；再降温至125℃，减 压脱醇，去除未反应完的正丁醇，真空度≤-0.095MPa，得到粗品TBC；在粗 品TBC中加入硅藻土10kg和活性炭15kg，经脱色并过滤，采用板框压滤机过 滤，过滤掉活性炭、硅藻土及杂质后得到柠檬酸三丁酯。

实施例二：