[发明专利]一种新型增塑剂的制备方法及其在制备PVC软管中的用途

说明书

本发明提供了一种新型增塑剂的制备方法，将活性炭和氧化石墨烯混合并加入对甲苯磺酸，经醇洗、水洗、冷冻干燥，制得复合气凝胶；将三(丙二醇)甘油醇酸二丙烯酸、1,4‑丁二醇、复合气凝胶和正丁醚加热混合反应，带冷却减压蒸馏得到产物A；向其中加入乳酸、复合气凝胶和正丁醚加热混合反应，带冷却减压蒸馏得到产物B；再向其中缓慢滴加乙酸酐，持续反应一段时间，结束后减压蒸馏除去未反应的乙酸酐，经中和、水洗、减压蒸馏脱水，即可得到新型增塑剂，制得的增塑剂增塑效果好、耐迁移性能优良、环境友好无污染；并将其应用在制备PVC软管中，拉伸强度和伸长率高，增塑效果明显，迁移损失率低。

技术领域

本发明涉及增塑剂制备技术领域，具体涉及新型增塑剂的制备方法及其在制备PVC软管中的用途。

背景技术

增塑剂是世界产量和消费量最大的塑料助剂之一。主要应用在食品包装、医疗器材、电线、电缆、汽车工业、房地产、地板、壁纸、人造革、各类食品医药包装膜等塑料制品领域，市场容量巨大。我国80％以上的塑胶企业通常使用的增塑剂是DOP(邻苯二甲酸二辛酯)、 DBP(邻苯二甲酸二丁酯)和DINP(邻苯二甲酸二异壬酯)等，主要用在人造革、PVC软管、薄膜、电缆等软制品中，如在人造革制造过程中，PVC和增塑剂用量通常高达1:1(质量比)。

传统的苯甲酸酯类增塑剂产品中由于增塑剂的析出，经口、呼吸道、静脉输液、皮肤吸收等多种途径进入人体，对机体多个系统均有毒性作用，被认为是一种环境内分泌干扰因子。因此，开发无毒、环保型增塑剂成为研究发展的方向，目前市面上例如柠檬酸酯类、聚合物类、离子液体、环氧脂肪酸甲酯类，在国外市场占有量已经达到60％，欧盟、美国等国已经高达85％以上。当前，环保型增塑剂制备过程中有的直接采用酸催化酯化，副反应多，酯化效率不高，且催化剂不可回收，难以降解；制备得到的增塑剂增塑效率不够高，耐迁移性能不够好。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中环保型增塑剂在酯化率、增塑效果等方面存在的不足，提供一种新型增塑剂的制备方法，在复合气凝胶催化剂的作用下，采用三(丙二醇)甘油醇酸二丙烯酸和1,4-丁二醇一次酯化，随后加入乳酸进行二次酯化，再同乙酸酐乙酰化反应，最终制备得到了酯化效率高、增塑效果好、耐迁移性能优良的新型增塑剂。

为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种新型增塑剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：将活性炭和氧化石墨烯溶液溶于乙醇中，超声分散25-45min，得到分散液A；向其中加入对甲苯磺酸，超声分散30-60min，得到分散液B；经醇洗、水洗，得到复合水凝胶；经冷冻干燥，制得复合气凝胶；

S2：将三(丙二醇)甘油醇酸二丙烯酸和1,4-丁二醇加入反应釜中，在温度40-60℃下搅拌混合均匀，测量酸值；向其中加入步骤S1所述复合气凝胶和正丁醚，在温度150-170℃条件下，加热搅拌至分水器中第一滴水流出，随后持续反应4-8h，至酸值不再降低时停止反应，冷却至常温后，减压蒸馏脱除正丁醚和未反应的环己醇，得到产物A；

S3：将步骤S1所得产物A和乳酸加入反应釜中，在温度40-60℃下搅拌混合均匀，测量酸值；再向加入步骤S1所述复合气凝胶和正丁醚，在温度130-150℃条件下，加热搅拌至分水器中第一滴水流出，随后继续反应3-6h，至酸值不再降低时停止反应，冷却至常温后，减压蒸馏脱除正丁醚及杂质，得到产物B；

S4：向步骤S3中缓慢滴加乙酸酐，控制反应温度为60-80℃，持续搅拌3-5h；反应结束后减压蒸馏除去未反应的乙酸酐，用质量分数10%的碳酸氢钠溶液中和，水洗，减压蒸馏脱水，即可得到新型增塑剂。

优选的，步骤S1的具体步骤为：将1-2份活性炭和4-6份氧化石墨烯溶液溶于40-60份乙醇中，超声分散30-40min，得到分散液A；向其中加入15-25份对甲苯磺酸，在温度60-80℃下超声分散35-45min，得到分散液B；经醇洗、水洗，得到复合水凝胶；经冷冻干燥，制得复合气凝胶。