[发明专利]一种聚四氢呋喃二苯甲酸酯环保增塑剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于精细化学品合成及塑料助剂应用技术领域，具体涉及一种聚四氢呋喃二苯甲酸酯环保增塑剂及其制备方法和应用。以低分子量聚四氢呋喃与苯甲酸为原料，通过酯化反应得到粗品环保增塑剂，再经中和、水洗、脱水及脱色后得聚四氢呋喃二苯甲酸酯环保增塑剂，将其作为增塑剂制备软质PVC，在添加量为30Phr‑70Phr PVC重量添加比例下，相比于同添加比例的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)及结构相近的二甘醇二苯甲酸酯(DEDB)均表现出较好的力学性能、热稳定性、有机溶剂迁移性及耐抽出性，可作为一种替代邻苯二甲酸二辛酯的环保增塑剂。

技术领域

本发明属于精细化学品合成及塑料助剂应用领域，具体涉及一种聚四氢呋喃二苯甲酸酯环保增塑剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚四氢呋喃(PTMEG)是一种性能优异的高分子材料，其中大于1000分子量的PTMEG主要用于合成氨纶及纤维，低分子量的PTMEG下游产品开发较少，并且近年来，我国PTMEG装置开工率趋于饱和，产能过剩致使其价格较低，因此开发低分子量PTMEG的下游产品迫在眉睫。

据国家统计局数据统计：2017年中国塑料制品产量累计达7515.5万吨，同比增长3.4％，增塑剂是塑料助剂中产能和消费量最大的品种，传统邻苯类增塑剂用量占增塑剂总产量的80％以上，但是邻苯类增塑剂具有致癌、致畸性、人体内可积蓄及生物降解性差等缺点，各国也相继对邻苯二甲酸酯类增塑剂进行限制甚至禁止，需尽快开发和研究无毒绿色增塑剂产品。

聚氯乙烯(PVC)是最早实现工业化生产的热塑性塑料，具有较为优异的阻燃性、良好的耐磨性、较强的电绝缘性等特点，广泛应用于PVC管材、建材、医疗机械、农用塑料薄膜、食品包装及儿童玩具等诸多领域。但是纯PVC的玻璃化转变温度较高，常温下硬度大等缺点，需要添加无毒环保低分子量增塑剂降低玻璃化转变温度，大大改善PVC的增塑性能，提高制品柔性。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种低分子量聚四氢呋喃的应用，用以开发低分子量聚四氢呋喃的下游产品，缓解低分子量聚四氢呋喃产能过剩的局面。

本发明的另外一个目的是提供一种无毒且性能优异的聚四氢呋喃二苯甲酸酯环保增塑剂，部分替代传统邻苯类增塑剂。

本发明提供的环保低分子量聚四氢呋喃二苯甲酸酯增塑剂，该增塑剂结构通式如下：

其中，n＝3～5。

上述所述环保增塑剂的制备方法，具体操作步骤如下：

(1)将低分子量聚四氢呋喃与苯甲酸置于四口烧瓶中，搅拌均匀并熔化后加入酯化反应所需的催化剂及带水剂，在180-210℃温度下回流反应3-7h。

(2)反应结束后抽滤出催化剂，再经中和、水洗、减压蒸馏、脱色后得到无色或微黄色透明的聚四氢呋喃二苯甲酸酯。

其中，步骤(1)所述的聚四氢呋喃平均分子量为250-350g/mol，低分子量聚四氢呋喃(PTMEG)与苯甲酸的摩尔比为1:1.9～2.3。

所述酯化反应的催化剂可以为钛硅分子筛、钛锆分子筛、钛硅锆分子筛、SO₄²-/γ-Al₂O₃中的任意一种固体催化剂，且催化剂用量为聚四氢呋喃与苯甲酸总质量的0.05％-2％之间。

所述酯化反应带水剂为甲苯、环己烷中的任意一种带水剂。

上述方法制备的聚四氢呋喃二苯甲酸酯增塑剂应用于软质PVC的增塑，具体应用方法为：以聚氯乙烯树脂重量计，环保增塑剂添加量为PVC重量的30％-70％，水滑石钙锌稳定剂添加量为PVC重量的3％-6％。