[发明专利]一种生物基脱水木糖醇酯增塑剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种生物基脱水木糖醇酯增塑剂及其制备方法，属于高分子助剂领域。该方法包括以下步骤：(1)木糖醇在催化剂作用下发生脱水反应，得到脱水木糖醇，所述脱水反应的温度为60～200℃；(2)将得到的脱水木糖醇和脂肪酸充分混合，在催化剂作用下进行酯化反应；(3)对产物进行提纯处理，得到生物基脱水木糖醇酯增塑剂。该方法制备的脱水木糖醇酯增塑剂产率高、生物可降解、环境友好，是一种环保型无毒绿色增塑剂，可以替代邻苯类增塑剂。同时可操作性强，易于产业化，应用前景较好。

技术领域

本发明属于高分子助剂领域，涉及一种生物基脱水木糖醇酯增塑剂及其制备方法

背景技术

高分子助剂是高分子材料工业不可缺少的重要组成部分，几乎所有高分子材料都需要助剂，虽然助剂在高分子材料中的用量较少，但是不可缺少。同时，助剂可以优化高分子材料的性能并且扩展其应用领域。增塑剂是应用最为广泛的高分子助剂之一，可以改善材料的柔韧性和加工性能。邻苯二甲酸酯类增塑剂是用量最广泛的增塑剂之一，然而，众所周知，其具有潜在的毒性和致癌性，对生态环境和人类健康产生极大的危害。西方发达国家已经出台法律法规，禁止或限制部分邻苯二甲酸酯类增塑剂的使用。因此，开发绿色环保可降解的增塑剂逐渐成为高分子助剂领域的热点之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物基脱水木糖醇酯增塑剂及其制备方法，该生物基脱水木糖醇酯增塑剂具有良好耐寒性，且增塑效率较好。

为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提供一种生物基脱水木糖醇酯增塑剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将木糖醇在催化剂作用下进行脱水反应，得到脱水木糖醇；所述脱水反应的温度为60～200℃；

(2)将所述步骤(1)得到的脱水木糖醇和脂肪酸混合，在催化剂的作用下进行酯化反应，然后对酯化反应的产物进行提纯处理，得到生物基脱水木糖醇酯增塑剂；所述酯化反应的温度为60～200℃。

优选的，所述步骤(1)和步骤(2)中催化剂选自浓硫酸、对苯甲磺酸、磷酸、钛酸四丁酯、氢氟酸、浓盐酸或氯化亚砜的一种。

优选的，所述步骤(1)中木糖醇与催化剂的质量比为100:0.01～5。

优选的，所述步骤(1)中脱水反应和步骤(2)中酯化反应均在氮气下进行。

优选的，所述步骤(2)中脱水木糖醇与脂肪酸的摩尔比为1:3.0～3.5。

优选的，所述步骤(2)中脂肪酸与催化剂的质量比为100:0.1～5。

优选的，所述步骤(2)中脂肪酸为戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸或月桂酸的一种或多种。

优选的，所述步骤(2)提纯包括：对提纯产物依次进行中和、洗涤、过滤和减压蒸馏。

本发明还提供上述技制备方法得到的生物基脱水木糖醇酯增塑剂。

本发明的有益效果

本发明提供了一种生物基脱水木糖醇酯增塑剂及其制备方法，方法是以木糖醇为原料，经脱水、酯化和中和，得到脱水木糖醇酯增塑剂；本发明提供的脱水木糖醇酯增塑剂能达到与现有技术中常用增塑剂相当的效果。实验结果表明：本发明提供的脱水木糖醇酯增塑剂具有较好的增塑性能，能有效地增塑各种树脂，用于其改性PLA/PBS共混物，其冲击强度达到527J/m，断裂伸长率达到363％。

附图说明

图1为本发明实施例5的脱水木糖醇酯增塑剂核磁共振氢谱图；

图2为本发明实施例5的脱水木糖醇酯增塑剂傅里叶红外光谱图。

具体实施方式