一種超支化琥珀酸酯類生物基增塑劑的制備方法和應用技術

本發明專利技術公開了一種超支化琥珀酸酯類生物基增塑劑的制備方法和應用

【技術實現步驟摘要】
一種超支化琥珀酸酯類生物基增塑劑的制備方法和應用


[0001]本專利技術涉及一種超支化琥珀酸酯類生物基增塑劑的制備方法和在增塑
PVC
中的應用，屬于塑料助劑領域
。

技術介紹

[0002]聚氯乙烯
(PVC)
是最重要的熱塑性聚合物之一，通常用于各種應用，即建筑，醫療設備，玩具和食品包裝
。
然而，由于低熱穩定性和固有剛性
(
具有玻璃化轉變溫度
(Tg)
在
80℃
左右
)
，這種聚合物在室溫下的適用性非常有限
。
為了調整其性能并擴大其適用范圍，使用了不同的添加劑，特別強調低分子量增塑劑
。
增塑劑是一種添加助劑，可添加到塑料中以增加其柔軟
、
可塑性和變形性
。
增塑劑的引入可以提高
PVC
的性能
、
成本效益和生產效率
。
增塑劑的種類繁多，目前常用的增塑劑主要有鄰苯二甲酸酯類
、
環氧化大豆油類
、
環氧化脂肪酸酯類
、
磷酸酯類
、
聚酰胺類
、
聚碳酸酯類
、
醋酸丙酯類等
。
鄰苯二甲酸酯是一種低分子量增塑劑，占生產柔性
PVC
所用增塑劑總消費量的
80
％以上，主要是因為它們與
PVC
相容性好，價格具有競爭力然而，由于它們的低分子量，它們從
PVC
基質中遷移出來是不可避免的
。
然而，這種不希望的遷移導致材料的機械性能惡化，并且還可能對人體健康構成一些風險
。
[0003]因此，一些國家已開始限制某些非法添加的增塑劑的使用，并要求增塑劑必須經過嚴格的安全測試和監管
。
從這個意義上說，在某些應用中對鄰苯二甲酸酯的使用引入了一些嚴格的限制
。
[0004]近年來，隨著環保和可持續發展意識的提高，生物基增塑劑逐漸成為一個熱門研究領域
。
生物基增塑劑主要由可再生資源中獲得的天然或合成高分子材料制成，具有可再生
、
可降解
、
環境友好等特點
。
它們在塑料
、
橡膠
、
涂料等領域中有著廣泛的應用前景
。
目前生物基線性聚合物增塑劑的合成過程操作復雜，難以實現工業化生產
。
雖然可以改善遷移問題，但由于纏結或結晶引起的低鏈遷移率，塑化效率顯著降低，需要高添加量才能達到很好的增塑效果
。
此外，它們的安全性仍然值得懷疑，作為替代增塑劑開發的非鄰苯二甲酸酯增塑劑對人體的影響尚未得到證實
。

技術實現思路

[0005]為了解決上述技術存在的問題，本專利技術的目的在于公開一種超支化琥珀酸酯類生物基增塑劑的制備方法和在增塑
PVC
中的應用
。
[0006]為實現上述專利技術目的，本專利技術采用如下技術方案：
[0007]第一方面，本專利技術提供了一種超支化琥珀酸酯類生物基增塑劑的制備方法，包括如下步驟：
[0008](1)
將甘油和丁二酸在錫類催化劑作用下進行熔融聚合反應；所述甘油和丁二酸投料比按各自含有的羥基和羧基摩爾比計為：
[
?
OH]:[
?
COOH]＝
1.7
?
2.3
；
[0009](2)
再將熔融聚合所得產物進行高溫真空處理以除去小分子單體和副產物水，所述高溫真空處理的溫度與步驟
(1)
中的熔融聚合反應溫度相同，得到超支化琥珀酸酯類生
物基增塑劑，并在真空烘箱中保存
。
[0010]本專利技術步驟
(1)
中，原料單體甘油和丁二酸為生物基原料，甘油和丁二酸投料按其中各自羥基和羧基摩爾比計，當
[
?
OH]:[
?
COOH]小于一定值會發生交聯反應，作為優選
[
?
OH]:[
?
COOH]＝
1.7
?
2.3
，最優為
[
?
OH]:[
?
COOH]＝
1.7。
[0011]作為優選，所述錫類催化劑為氧化二丁基錫，添加量為甘油和丁二酸總質量的
0.10wt
％
?
0.20wt
％，最優為
0.15wt
％
。
[0012]作為優選，步驟
(1)
中，所述熔融聚合溫度為
150℃
?
180℃
，進一步優選反應溫度為
150℃
；反應時間為8?
20h
，進一步優選為
20h。
[0013]作為優選，步驟
(1)
中，所述高溫真空處理條件為：溫度為
150℃
?
180℃
，進一步優選為
150℃
，處理時間為
15min
?
45min
，進一步優選為
30min。
[0014]作為優選，步驟
(2)
中，真空干燥箱進行保存溫度為
50℃
?
70℃
，進一步優選為
60℃。
[0015]第二方面，本專利技術提供了一種根據第一方面所述制備方法制得的超支化琥珀酸酯類生物基增塑劑在增塑
PVC
中的應用
。
[0016]所述的應用具體為：取超支化琥珀酸酯類生物基增塑劑和聚氯乙烯粉末
(PVC)
溶解在溶劑中，充分攪拌混合后靜置至溶液清澈無明顯氣泡，最后將所得溶液在玻璃板上通過溶劑揮發法滴定成膜，最后進行揭膜，即得到
PVC
薄膜
。
[0017]本專利技術中
PVC
選擇市售商品
。
[0018]作為優選，所述超支化琥珀酸酯類生物基增塑劑與
PVC
的質量比例為
0.05
?
0.15
，優選
0.1。
[0019]作為優選，所述溶劑為四氫呋喃
、
乙醇
、
二甲基甲酰胺，更優選四氫呋喃
。
[0020]作為優選，溶劑揮發條件為：
45℃
?
80℃
鼓風烘箱中烘干1?
3h
，最優為
80℃
鼓風烘箱烘干
2h。
[0021]與現有技術相比，本專利技術的有益效果是
:
[0022](1)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種超支化琥珀酸酯類生物基增塑劑的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括如下步驟：
(1)
將甘油和丁二酸在錫類催化劑作用下進行熔融聚合反應；所述甘油和丁二酸投料比按各自含有的羥基和羧基摩爾比計為：
[
?
OH]:[
?
COOH]
＝
1.7
?
2.3
；
(2)
再將熔融聚合所得產物進行高溫真空處理以除去小分子單體和副產物水，所述高溫真空處理的溫度與步驟
(1)
中的熔融聚合反應溫度相同，得到超支化琥珀酸酯類生物基增塑劑
。2.
如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟
(1)
中，甘油和丁二酸投料比按各自含有的羥基和羧基摩爾比計為：
[
?
OH]:[
?
COOH]
＝
1.7。3.
如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述錫類催化劑為氧化二丁基錫，添加量為甘油和丁二酸總質量的
0.10wt
％
?
0.20wt
％
。4.
如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟
(1)
中，所述熔融聚合溫度為
150℃
?
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐立新，柴園園，葉會見，
申請(專利權)人：浙江工業大學，
類型：發明
國別省市：