[发明专利]一种环保型大分子增塑剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环保型大分子增塑剂及其制备方法，该增塑剂由邻苯二甲酸酐或环己烷‑1,2‑二羧酸酐、聚醚、小分子醇反应得到，其分子量为4.0×10²‑2.0×10³。由于其端基保留了具有反应活性的羟基，便于共价键连接至待增塑目标树脂的分子链上，使其能作为内增塑剂在带有可与羟基反应官能团的橡塑材料中使用。该环保型大分子增塑剂不仅增塑性能好而且耐迁移、低毒，在MS树脂中实际应用结果表明，其对MS树脂断裂伸长率的提升效果显著优于其他类型增塑剂。

技术领域

本发明涉及橡塑加工助剂技术领域，具体涉及一种环保型大分子增塑剂及其制备方法。

背景技术

增塑剂是一种重要的橡塑加工助剂，通常具有优异的流变性和热稳定性，应用于塑料加工中能够使树脂的韧性和塑性等性能得到较大的提升。邻苯二甲酸酯类增塑剂是我国市场上主要的增塑剂品种，约占增塑剂消费量的85％-90％，其中以邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为主。邻苯二甲酸酯类增塑剂在树脂中主要通过范德华力和氢键与树脂大分子相结合，相互作用力不够牢靠，彼此性质相对独立，在长期的使用过程中由于温度、使用化学环境等因素的变化，会出现增塑剂逐渐迁移到环境中的现象。2005年，德国埃尔跟大学研究发现邻苯二甲酸二辛酯(DOP)对儿童的睾丸生长和发育有负面影响，欧盟、美国等国已经对此类增塑剂进行限用甚至禁用。尽管我国对邻苯二甲酸酯类增塑剂的使用还没有进行限制，但开发环保型、耐迁移增塑剂是必然趋势。

研究发现，橡塑制品中的邻苯二甲酸酯类增塑剂有相当一部分会从树脂基体中迁移到与之接触的其他介质中，尤其在高温环境下与油脂类物质接触时迁移更加明显。增塑剂的大量迁出，会造成两个不良的影响：一是树脂各项性能的骤降，二是邻苯二甲酸二辛酯等有毒有害小分子物质的迁出，会充当内分泌干扰物进而毒害人体的肝脏、心脏、肾、肺、睾丸及其他器官。

张虎极等人(张虎极,韩胜利,王翠花,等.增塑剂对硅烷改性聚醚密封胶性能的影响[J].粘接,2012(9):47-50.)发现，使用聚醚多元醇作为增塑剂的树脂材料，拉伸强度和断裂伸长率都有很好的表现。这说明聚醚柔性的长链结构应用于树脂中(尤其是硅烷改性聚醚、聚氨酯等树脂)具有更好的相容性，从而具备了优良的增塑性能。此外，由于活性端基的存在，不仅增大了与树脂和填料等难迁出物料间的氢键作用，而且可以通过化学反应形成化学键达到内增塑的效果，从而使其具备了优良的耐迁移性。

目前，环保型增塑剂主要包括环氧大豆油、柠檬酸酯、1,2环己烷二羧酸酯、聚酯类等。与邻苯二甲酸酯类增塑剂相比，柠檬酸酯类增塑剂存在分子量较小，迁移率高，随着时间的增加树脂性能急剧下降等问题。虽然环氧大豆油和聚酯类增塑剂的分子量较大，在耐迁移方面表现较好，但是其增塑效果不太理想且加工困难。因此，开发一种高效、环保且耐迁移的新型增塑剂具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有增塑剂产品存在的上述不足，提供一种环保型大分子增塑剂。该增塑剂合成方法较为简单，用于塑料制品中不易迁移，不会对人体造成危害，安全性更高。为实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种环保型大分子增塑剂，其结构式如下：

其中R₁为碳原子数4-12的饱和烷氧基(即4-12个碳原子的单羟基醇脂化脱氢后剩下的部分)，R₂为苯环取代基或环己烷取代基，R₃为或R₄为氨基(NH₂-)或羟基(OH-)，n的取值为6-35。

进一步的，所述环保型大分子增塑剂的结构式包括以下几种：