一種鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯的製備方法及其用途的製作方法

2023-10-21 11:36:32 2

專利名稱：一種鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯的製備方法及其用途的製作方法
技術領域：
本發明屬於精細化工合成領域，具體涉及鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯的製備方法及其用途。
背景技術：
聚氯乙烯(PVC)作為塑料工業的主要產品之一，其應用領域越來越廣泛。聚氯乙烯在加工過程中需要使用大量的增塑劑，目前使用的增塑劑主要是鄰苯二甲酸酯類產品。 增塑劑的作用機理是將極性增塑劑的分子插入PVC樹脂的分子鏈中間，增大分子間的距離，PVC分子鏈的極性部分和增塑劑的極性部分相互作用，降低熔體黏度，增加分子鏈的柔順性，這樣的PVC增劑體系即使在冷卻時增塑劑仍然留在原來的位置上，從而削弱了 PVC分子間的作用力。增塑劑的加入量越多，其體積效應越大，而且長鏈形狀結構增塑劑比環狀結構增塑劑的體積效應大。也就是說，對抗塑化作用的主要因素是聚合物分子鏈間的引力和聚合物分子鏈的結晶度，而它們則取決於聚合物的化學結構和物理結構。比如增塑劑的加入可以降低PVC分子鏈間的作用力，使PVC塑料的玻璃化溫度、流動溫度與所含微量晶體的熔點降低，提高PVC樹脂的可塑性，使製品柔軟、耐低溫性能好。鄰苯二甲酸酯類增塑劑具有增塑製品彈性性能良好，耐久性能突出，尤其在PVC 軟製品(軟質人造革、玩具等)領域得到了廣泛應用。但是由於鄰苯二甲酸酯類增塑劑存在潛在的致癌性，國外已經嚴格控制其使用。我國也已經制訂了相關的法律和法規，將逐步淘汰鄰苯二甲酸酯類在食品包裝材料、醫療器具以及兒童玩具等方面使用。因此，取代傳統增塑劑的新型環保型增塑劑的研究開發和應用是當前增塑劑領域研究和開發的熱點，人們在這類品種中選擇安全性較好的產品來替代那些安全性較差的產品。這種替代主要表現為用C9和ClO醇的鄰苯二甲酸酯來替代鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)。綜上所述，開發研究鄰苯二甲酸二 O-丙基庚)酯(DPHP)來替代鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)已成為可能。

發明內容
本發明提供一種無苯類帶水劑條件用金屬絡合物鈦酸酯為催化劑，一步法均相催化合成鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯(DPHP)的製備方法，不通過預酯化過程以苯酐和2-丙基庚醇為原料通過一步反應得到鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯(DPHP)。該法操作方便，節約能源，環境汙染小。為實現上述目的本發明採用如下的技術方案—種鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯的製備方法，其特徵在於以鄰苯二甲酸酐和 2-丙基庚醇為原料通過一步反應得到鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯，具體包括以下步驟(1)將鄰苯二甲酸酐與2-丙基庚醇分別加入到反應釜，攪拌並升溫到 130°C -170°C，在此溫度下恆溫攪拌20-60分鐘，其中，鄰苯二甲酸酐與2-丙基庚醇的摩爾比 1 (2. 6-3. 0)；(2)保溫攪拌結束後加入催化劑，升溫到180°C -210°c，反應5_8小時，使釜內物質充分反應，得到鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯粗品，催化劑的加入量為鄰苯二甲酸酐質量的 0. 3-0. 5% ；(3)充分利用反應生成的熱量，在負壓條件下通過減壓除部分過量的反應醇，用 4-6 %的氫氧化鈉溶液中和酯產品，減壓脫水後得到產品。所述的催化劑為金屬絡合物鈦酸酯。鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯的用途，可以作為塑料助劑使用，替代DOP主增塑劑，用作PVC電纜線生產時的增塑劑，用作汽車內飾中的增塑劑用作一般PVC人造革中的增塑劑。本發明的有益效果本發明生產的鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯(DPHP)相對於目前市場上的鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)和鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)有如下優點產品為透明液體，相容性好，可在各種標準塑化加工設備上自如使用，屬於環保增塑劑，不屬於歐盟REACH禁令所限制的15種高度關注物質(SVHC)之列，符合歐盟ROHS指令要求，低揮發性，熱老化性能佳，符合相關規定，特別適用於功能高分子PVC製品中應用，並可與其他增塑劑用於更高溫度要求的電線電纜，如UL80、UL90等；抗霧化性能佳，無異味， 具有高純度能達到嚴格的汽車工業對製品的相關要求；產品和製品對紫外線有較好的穩定性，比傳統DOP有更好的抗遷移性使PVC製品手感乾爽，夏天不粘手，能賦予PVC製品對多種工作環境更好的適用性。


圖1為本發明的工藝流程圖。圖2為DINP、DIDP和DPHP戶外耐候性比較曲線。結論戶外耐候性DPHP > DIDP > DINP
具體實施例方式下面的實施例是對本發明的進一步闡述，但本發明不限於此。實施例1 在25M3的不鏽鋼反應釜內投入苯酐、2-丙基庚醇，投料時苯酐與2-丙基庚醇摩爾比為1 2. 6，攪拌升溫，當溫升達到130°C時，恆溫攪拌50分鐘，繼續升溫到180°C，加入催化劑鈦酸酯，繼續在210°C反應5小時後，通過減壓除醇，中和，分離出水相後精製得到產
P
BFI ο實施例2 在25M3的不鏽鋼反應釜內投入苯酐、2-丙基庚醇，投料時苯酐與2-丙基庚醇摩爾比為1 3，攪拌升溫，當溫升達到130°C時，恆溫攪拌50分鐘，繼續升溫到180°C，加入催化劑鈦酸酯，繼續在180°C -210°C反應3小時，通過減壓除醇，用5%氫氧化鈉溶液中和，不經水洗，減壓脫水後得到產品。所得產品質量指標以及生產所需能耗指標如下
表1 DPHP質量指標
指標名稱指標值顏色，APHAsS 10酸值，mg KOH/gsS 0. 02水份，％sS 0. 02粘度，itfassS 125比重(20°C )，g/cm30. 962 ±0. 003折射率(25°C )1. 484±0. 003酯含量，％彡 99. 5表2生產所需能耗指標
能源種類實物耗量折標係數折標煤量，kg電53. 80. 1236. 62水0. 450. 2570. 12汽0. 43612956. 24 本發明提供的鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯具有卓越的耐揮發性、耐熱性、耐寒性、耐油性、耐久性等。同時，表3可以看出，它還具有比重特別低的特點，利用其體積成本的優勢可降低成品的總成本，採用使用DPHP取代D0TP，每噸可節約50USD。下面圖表提供了本發明製備的DPHP與常見增塑劑的基本性能的比較，可以看出，本發明的DPHP戶外耐候性、遷移性、熱穩定性都具有較大優勢(參考圖1、圖2)。
表3 DPHP對DOTP =DPHP的低密度優勢
增塑劑DPHPDOTP密度，g/cm3, 20 °C0. 9630. 984模擬配方單價，USD/kgPVC0. 875100100DPHP1. 660550DOTP1. 610055填料，CaC030. 15069. 265. 4配料密度， Kg/L1. 45511. 4552重量成本， USD/Kg0. 8440. 843結論使用DPHP取代DOTP，每噸可節約50USD實施例3結合本發明DPHP的優良性能，將其應用於UL電線電纜中，分別在60°C、75°C，80°C、90°C進行實驗，得到數據如下表4 表4 DPHP在UL電線電纜中的具體應用
權利要求
1.一種鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯的製備方法，其特徵在於以鄰苯二甲酸酐和 2-丙基庚醇為原料通過一步反應得到鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯，具體包括以下步驟(1)將鄰苯二甲酸酐與2-丙基庚醇分別加入到反應釜，攪拌並升溫到130°C-170°C，在此溫度下恆溫攪拌20-60分鐘，其中，鄰苯二甲酸酐與2-丙基庚醇的摩爾比1 :(2. 6-3.0)；(2)保溫攪拌結束後加入催化劑，升溫到180°C-210°C，反應5-8小時，使釜內物質充分反應，得到鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯粗品，催化劑的加入量為鄰苯二甲酸酐質量的 0. 3-0. 5% ；(3)充分利用反應生成的熱量，在負壓條件下通過減壓除部分過量的反應醇，用4-6% 的氫氧化鈉溶液中和酯產品，減壓脫水後得到產品。
2.根據權利要求1所述的鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯的製備方法，其特徵在於所述的催化劑為金屬絡合物鈦酸酯。
3.採用權利要求1所述的製備方法製得的鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯的用途，其特徵在於可以作為塑料助劑使用，替代DOP主增塑劑。
4.根據權利要求3所述的用途，其特徵為，用作PVC電纜線生產時的增塑劑。
5.根據權利要求3所述的鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯的用途，其特徵為用作汽車內飾中的增塑劑。
6.根據權利要求3所述的鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯的用途，其特徵為用作一般 PVC人造革中的增塑劑。
全文摘要
本發明提供了鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯的製備方法及其用途，以苯酐和2-丙基庚醇為原料通過一步反應得到鄰苯二甲酸二(2-丙基庚)酯(DPHP)。本發明中所選用的原料易得、反應條件溫和；反應後處理過程簡單、操作簡便；化學收率較高等優點，該法操作方便，節約能源，環境汙染小。所得產品具有低揮發性，熱老化性能佳，耐候性好，抗遷移性好，作為聚氯乙烯加工過程中的增塑劑。
文檔編號C08L27/06GK102531903SQ20111015333
公開日2012年7月4日 申請日期2011年6月8日 優先權日2011年6月8日
發明者潘學松 申請人:巢湖香楓塑膠助劑有限公司