專利名稱：一種聚氯乙烯增塑劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)PVC制品時添加的一種增塑劑，具體涉及一種聚氯乙烯增塑劑。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯(PVC)是一種綜合性能優(yōu)良的通用塑料，而增塑劑是PVC制品用量最大的一類助劑，為PVC的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用做出了重要貢獻。鄰苯二甲酸酯類增塑劑是增塑劑領(lǐng)域中用量最大、品種最多、應(yīng)用最廣的家族。近年來，國外不斷有鄰苯二甲酸辛酯(DOP)等增塑劑可能致癌的報道，其使用范圍受到限制。環(huán)保、低毒的檸檬酸酯、偏苯三酸酯、二甘醇二苯甲酸酯和聚酯等綠色增塑劑受到人們的青 睞，應(yīng)用前景廣泛。甘油三乙酸酯安全無毒，長期以來作為纖維素類材料的增塑劑使用，但其與PVC樹脂的相容性差，限制了其在PVC領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍。本發(fā)明對三乙酸甘油酯進行結(jié)構(gòu)修飾，以甘油、苯甲酸和乙酸為原料，合成苯甲酸乙酸甘油酯，該結(jié)構(gòu)與三乙酸甘油酯相比，分子中引入了苯環(huán)結(jié)構(gòu)，可改善其與PVC樹脂之間的相容性，提高增塑效率。該增塑劑的結(jié)構(gòu)新穎，尚未見有關(guān)其合成和應(yīng)用的研究報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種聚氯乙烯增塑劑，本發(fā)明利用甘油、苯甲酸和乙酸為原料合成了苯甲酸乙酸甘油酯，采用力學(xué)性能測試研究了合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)及其對聚氯乙烯的增塑性能。本發(fā)明說明合成的苯甲酸乙酸甘油酯對PVC具有優(yōu)良的增塑性能。1. 一種聚氯乙烯增塑劑，其特征在于采用以下的制備方法制備在PVC樹脂中加入一定量的合成甘油酯增塑劑和復(fù)合穩(wěn)定劑，攪拌混合后，采用雙輥開煉機熔融混煉20min，制得增塑PVC材料。2.步驟I所述的基本配方為PVC樹脂100份，復(fù)合穩(wěn)定劑10份，合成的甘油酯增塑劑15-105份。采用平板硫化機在(175±5)°C下將混煉的PVC薄片壓制成厚度分別為
Imm與6 mm的均勻樣片,將I mm厚的樣片切成啞鈴形試樣,用于拉伸力學(xué)性能的測試；6mm厚的樣片用于硬度測試。3.步驟I所述的甘油酯的合成在裝有溫度計、分餾柱、分水器、攪拌器的三口瓶中，加入甘油、苯甲酸、甲苯帶水劑和對甲苯磺酸催化劑，機械攪拌下加熱回流，當(dāng)分出的水量達到理論量或無水分出時，第一步酯化反應(yīng)結(jié)束。接著加入乙酸、乙酸異丙酯帶水劑和硫酸氫鈉催化劑，加熱回流，當(dāng)分出的水量達到理論量無水分出時，酯化結(jié)束。將上述物料冷卻至室溫后，減壓升溫提純，真空。4.步驟3所述的總投料比n(苯甲酸+乙酸)n(甘油)=4.5:1.0，其中第一步投料比以n (苯甲酸)n (甘油)=(0.0,0.4,0.8,1.0) :1. 0,第二步加入一定量的乙酸，即n(乙酸)n(甘油)=(4.5-x) :1. 0，x為苯甲酸的摩爾投料量。本發(fā)明的有益效果在于
本發(fā)明步驟4所述的隨著苯甲酸與甘油摩爾投料比的增加，苯甲酸乙酸甘油酯在合成產(chǎn)物中的含量逐漸增加，增塑效應(yīng)增加。步驟I所述的隨著苯甲酸乙酸甘油酯的含量增加，增塑PVC的斷裂伸長率增加，拉伸強度減小，具有優(yōu)良的增塑效果。步驟I所述的隨著合成甘油酯增塑劑添加量的增加，增塑PVC材料的邵氏硬度D降低。步驟4所述的當(dāng)甘油酯添加量相同時，隨著甘油酯中苯甲酸酯的含量增加，增塑PVC材料的邵氏硬度D明顯下降，增塑效果明顯增強。


圖1不同摩爾投料比合成的甘油酯增塑PVC的楊氏模量。圖2油酯用量對增塑PVC的拉伸強度和斷裂伸長率的影響。圖3油酯用量對增塑PVC材料邵氏硬度的影響。
具體實施例方式下面的實施例對本發(fā)明作詳細說明，但對本發(fā)明沒有限制。實施例1
本實施例說明甘油酯對PVC楊氏模量的影響，不同投料比合成的甘油酯對PVC楊氏模量有不同的效果，結(jié)果如圖1所示。從圖1可以看出，當(dāng)向100份PVC中加入45份不同投料比合成的甘油酯增塑劑時，增塑PVC材料的楊氏模量隨苯甲酸與甘油摩爾配比的增大而降低，增塑PVC材料的楊氏模量由摩爾配比為0.0:1.0 (即純的三乙酸甘油酯)時的546 MPa迅速降低到摩爾配比為
0.75:1.0時的26. 78 MPa，之后這種變化趨于平緩。表明隨著苯甲酸與甘油摩爾投料比的增加，苯甲酸乙酸甘油酯在合成產(chǎn)物中的含量逐漸增加，增塑效應(yīng)增加?？梢姳郊姿嵋宜岣?油酯具有與傳統(tǒng)鄰苯二甲酸酯類相似的分子結(jié)構(gòu)，苯甲酸的引入有利于改善其與PVC的相容性，提高其增塑效率。實施例2
本實施例說明甘油酯用量對增塑PVC材料拉伸強度和斷裂伸長率的影響，結(jié)果見圖2所示。由圖2中斷裂伸長率曲線表明，隨合成甘油酯用量的增加，增塑PVC的斷裂伸長率先迅速增加，后趨于平緩。隨著甘油酯增塑劑用量的逐漸增加，增塑劑分子與PVC分子鏈上的-Cl-的結(jié)合趨于飽和，進一步增加增塑劑含量對增加分子鏈段運動的能力減弱，因此斷裂伸長率的增加趨于平緩。在相同甘油酯用量時，隨著合成時苯甲酸與甘油摩爾投料比的增加，苯甲酸乙酸甘油酯在合成產(chǎn)物中的含量逐漸增加，增塑PVC的斷裂伸長率增加。圖2中拉伸強度曲線表明，隨著同一種甘油酯增塑劑用量的增加，其增塑的PVC材料的拉伸強度降低。在增塑劑用量一定時，隨著苯甲酸與甘油投料比的增加，苯甲酸乙酸甘油酯在合成產(chǎn)物中的含量逐漸增加，增塑PVC的拉伸強度降低。這可能是由于苯甲酸乙酸甘油酯含有與苯環(huán)直接化學(xué)鍵合的酯基，與DOP和DBP等通用增塑劑結(jié)構(gòu)相似，致使其與PVC相容性較好；剛性苯環(huán)有效降低了 PVC分子間的相互作用力、阻止了 PVC在塑化過程中的結(jié)晶。因此，隨著苯甲酸乙酸甘油酯的含量增加，增塑PVC的斷裂伸長率增加，拉伸強度減小，具有優(yōu)良的增塑效果。實施例3本實施例說明甘油酯用量對增塑PVC材料邵氏硬度的影響，結(jié)果見圖3所示。從圖3可以看出，隨著合成甘油酯增塑劑添加量的增加，增塑PVC材料的邵氏硬度D降低；且當(dāng)甘油酯添加量相同時，隨著甘油酯中苯甲酸酯的含量增加，增塑PVC材料的邵 氏硬度D明顯下降，增塑效果明顯增強。
權(quán)利要求
1.一種聚氯乙烯增塑劑，其特征在于采用以下的制備方法制備在PVC樹脂中加入一定量的合成甘油酯增塑劑和復(fù)合穩(wěn)定劑，攪拌混合后，采用雙輥開煉機熔融混煉20 min,制得增塑PVC材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于基本配方為PVC樹脂100份，復(fù)合穩(wěn)定劑10-105份，合成的甘油酯增塑劑40份；采用平板硫化機在175±5°C下將混煉的PVC薄片壓制成厚度分別為I mm與6 mm的均勻樣片,將I mm厚的樣片切成啞鈴形試樣,用于拉伸力學(xué)性能的測試；6 mm厚的樣片用于硬度測試。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于甘油酯的合成在裝有溫度計、分餾柱、分水器、攪拌器的三口瓶中，加入甘油、苯甲酸、甲苯帶水劑和對甲苯磺酸催化劑，機械攪拌下加熱回流，當(dāng)分出的水量達到理論量或無水分出時，第一步酯化反應(yīng)結(jié)束；接著加入乙酸、乙酸異丙酯帶水劑和硫酸氫鈉催化劑，加熱回流，當(dāng)分出的水量達到理論量無水分出時，酯化結(jié)束；將上述物料冷卻至室溫后，減壓升溫提純，真空。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于總投料比n(苯甲酸+乙酸)n(甘油)=4.5 :1.0，其中第一步投料比以η(苯甲酸)η(甘油)=(O. 0，O. 4，O. 8，1. O) :1.0，第二步加入一定量的乙酸，即η(乙酸)η(甘油)=(4·5-χ) :1. O, χ為苯甲酸的摩爾投料量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于隨著苯甲酸與甘油摩爾投料比的增加，苯甲酸乙酸甘油酯在合成產(chǎn)物中的含量逐漸增加，增塑效應(yīng)增加。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種聚氯乙烯增塑劑，本發(fā)明利用甘油、苯甲酸和乙酸為原料合成了苯甲酸乙酸甘油酯，采用力學(xué)性能測試研究了合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)及其對聚氯乙烯的增塑性能。本發(fā)明說明合成的苯甲酸乙酸甘油酯對PVC具有優(yōu)良的增塑性能。
文檔編號C08L27/06GK102993595SQ20121030001
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者徐培君 申請人:蘇州寶津塑業(yè)有限公司