[发明专利]长碳链酸正丁酯、其制备方法、应用及包括长碳链酸正丁酯的增塑剂

说明书

本发明公开一种长碳链酸正丁酯、其制备方法、应用及包括长碳链酸正丁酯的增塑剂。所述长碳链酸正丁酯包括通式CH₃CH₂CH₂CH₂OOC‑R‑COOCH₂CH₂CH₂CH₃表示的化合物中任意一种或几种，R为‑(CH₂)_m‑且8≤m≤16。本发明的长碳链酸正丁酯组合物的各组分之间协同作用，作为增塑剂时，使聚合物具有良好的拉伸强度、断裂伸长率和低温柔软性。长碳链酸正丁酯与聚合物具有良好的相容性，增塑效果好。本发明中长碳链酸正丁酯可以通过将长链二元酸发酵液提取精制长碳链二元酸过程排出的包含长碳链二元酸的混合物进行丁酯化反应得到。还可以通过将市售的长链二元酸丁酯化物混合均匀得到。也可以通过将长碳链二元酸进行丁酯化反应得到。

技术领域

本发明涉及长碳链酸正丁酯及其作为耐寒增塑剂的应用。

背景技术

增塑剂(Plasticizers)通常指一类高沸点、低挥发性的、并能与聚合物相混溶的小分子物质，具有改变聚合物力学性质的行为。增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子之间的次价健，即范德华力，从而增加了聚合物分子链移动性，降低了聚合物分子链的结晶性，增加了聚合物的可塑性，表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。增塑剂可以是一些高沸点的、难以挥发的粘稠液体或低熔点的固体，一般不与聚合物发生化学反应。

目前，国内市场上的广泛使用的增塑剂仍然是邻苯二甲酸酯类增塑剂(如苯二甲酸二辛酯DOP)，而造成这一现状最关键的因素是这类产品的价格低廉。邻苯二甲酸酯类作为主要的增塑剂尽管具有较为优良的使用性能，但近年来发现其对人体具有潜在的危害和对环境的污染，各国家和地区已制定一系列法律法规或出台了一系列政策限制其在儿童玩具、医用塑料、食品等领域使用。国内随着日益严格的卫生安全要求，新型环保增塑剂取代传统增塑剂已经成为大势所趋。替代邻苯二甲酸酯类增塑剂的柠檬酸酯类、环氧植物油基类、脂肪族二元酸酯类、多元醇酯类增塑剂的研究取得了快速发展，绿色环保增塑剂产品的深入研究和大规模工业化的时代已经到来。然而现有的长链二元酸((Long chaindicarboxylic acids，LCDA)，其结构通式为：HOOC-(CH₂)n-COOH(n＝8-16)，简称为：DC10-DC18)的酯类化合物作为聚合物增塑剂时还无法完全满足聚合物产品的需求。

发明内容

现有技术中二元酸酯类增塑剂存在与聚合物相容性差增塑效果差、增塑聚合物的低温柔软性差的问题。本发明的目的之一在于提供一种长碳链酸正丁酯。

所述长碳链酸正丁酯包括通式CH₃CH₂CH₂CH₂OOC-R-COOCH₂CH₂CH₂CH₃表示的化合物中任意一种或几种，所述R为-(CH₂)_m-且8≤m≤16。具体的，m可以为8、9、10、11、12、13、14、15、16。

本发明中长碳链酸正丁酯可以通过将市售的长链二元酸丁酯化物混合均匀得到。也可以通过将单一的长碳链二元酸进行丁酯化反应得到长碳链酸正丁酯，然后将不同种类的长碳链酸正丁酯混合后得到长碳链酸正丁酯产品。或者是通过将混合的长碳链二元酸进行丁酯化反应得到长碳链酸正丁酯产品。还可以通过将包含长碳链二元酸的混合物进行丁酯化反应。

进一步地，所述包含长碳链二元酸的混合物包括：在长链二元酸的发酵液提取、精制长链二元酸过程中排出的含有长链二元酸的物料，或是将所述物料回收大部分溶剂后的剩余物，或者长链二元酸污水处理车间长期沉淀累积得到的长链二元酸沉淀。