一種環保型增塑劑及其製備方法與應用與流程
2023-07-01 09:01:02 2
本發明涉及一種環保型助劑，尤其是一種環保型增塑劑及其製備方法與應用。
背景技術：
增塑劑是賦予聚合物製品柔韌性和加工性的功能化助劑，是世界產量和消費量最大的塑料助劑之一，在膠粘劑製造行業中，增塑劑也是一個必不可少的助劑。長期以來增塑劑主要以鄰苯類產品為主，但隨著DOP在食品、醫藥工業上的應用越來越廣泛，人們對它的環保型和安全性也越來越重視，1982年權威的美國國家癌症研究所對DOP的致癌性進行了生物鑑定，發現DOP具有致癌性，極易對身體造成傷害，而在膠粘劑中做為增塑劑的二辛酯、丁苄酯等也被證明具有很強的毒性，國外早已禁止在兒童玩具、服裝、人造革、食品包裝膜、餐具等行業使用這些增塑劑。隨著人們生活質量的提高，以及國際、國內環保硬性規定的強制性實施，根據國家頒布的GB/18583-2008《室裝飾裝修膠粘劑中有害物質限量》以及歐盟化學品局(ECHA)於2008年10月正式頒布的包含15項高關注物質(SVHC)清單，鄰苯二甲酸二丁酯、二辛酯、丁苄酯等十五項物質被禁用。因此，開發環保安全的增塑劑取代鄰苯類物質已經成為重要趨勢。
為滿足日益嚴格的衛生法規要求，21世紀以來全球範圍內環保型鄰苯二甲酸酯類增塑劑替代品的開發異常活躍，但是仍存在諸多缺點，如美國伊士曼公司和美國科耐歐公司的增塑劑不能耐低溫，使增塑劑在應用上受限。而像二甘醇二苯甲酸酯等作為增塑劑揮發性大、氣味難聞、凝固點高，不利於在市場的應用，且現有增塑劑化學穩定性較差，容易高溫黃變。相比較之下，我國環保型增塑劑的研究和開發比較滯後，迄今為止能夠滿足相關法規的環保型增塑劑的產耗量不足增塑劑總產量的10％，一些特殊應用製品使用的環保型增塑劑品種尚需進口。
技術實現要素：
本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種環保型增塑劑及其製備方法與應用，它具有無毒環保、適用面廣，耐高溫、低溫效果好，使用時添加量少等優點。
為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
一種環保型增塑劑，由苯甲酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇二苯甲酸酯、檸檬酸三丁酯與穩定劑組成，重量組成為：苯甲酸酯15-21％、二丙二醇二苯甲酸酯17-23％、二乙二醇二苯甲酸酯17-23％、檸檬酸三丁酯17-23％、穩定劑19-25％。
進一步的，所述穩定劑為巴斯夫增塑劑Hexamoll DINCH，該穩定劑揮發性低、耐低溫性能尤其突出，有很好相容性、優良的加工性能。
進一步的，所述二丙二醇二苯甲酸酯使用一部分長鏈脂肪酸代替苯甲酸，以降低體系的凝固點，增強體系的韌性。
優選的長鏈脂肪酸為棕櫚酸。
一種環保型增塑劑的製備方法，將苯甲酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇二苯甲酸酯在搪瓷反應釜中混合攪拌，待混合均勻後降溫，逐漸加入穩定劑。
優選的，混合攪拌的溫度為120℃。
優選的，加入穩定劑時的溫度為60℃。
一種上述環保型增塑劑在膠粘劑中的應用。
一種上述環保增塑劑在食品包裝和醫療衛生製品、兒童玩具行業的應用。
一種上述環保增塑劑在硝酸纖維素及醋酸纖維素塗料的應用。
本發明的有益效果：
1.本發明製備的環保增塑劑通過加入穩定劑，提高了增塑劑的穩定性，採用將多種組分混合的方式，相互之間產生協同作用，充分發揮各組分的優點，替代了現有的鄰苯類增塑劑，不含國際國內禁用、限用的一切有害物質，無毒無異味，深受歡迎，且通過歐盟SGS檢測。
2.環保型增塑劑加入膠水膠粘劑產品中時需要的添加量少，且可賦於製品良好的耐寒性、耐水性和抗黴性，低溫-25℃冷凍後，待膠恢復室溫時膠可解凍且保持穩定不破乳。
3.環保型增塑劑可溶於多數有機溶劑，增塑效果好，耐高溫、低溫性能優異，與聚氯乙烯、氯化烯共聚物、纖維素樹脂等相容性好。此外，還具有耐寒、耐光、耐水性優良、揮發性小、無毒、抗黴性的優點，可以用於食品包裝和醫療衛生製品、兒童玩具行業。
4.環保型增塑劑還可用作硝酸纖維素及醋酸纖維素塗料的增塑劑，能增加塗膜的耐油性能，附著力好。
附圖說明
圖1為環保型增塑劑與DBP和國際品牌增塑劑增塑性能對比；
圖2為環保型增塑劑與DBP和國際品牌增塑劑抗低溫冷凍性能對比；
圖3為環保型增塑劑與DBP和國際品牌增塑劑耐高溫耐黃變性能對比。
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。
實施例1
一種環保型增塑劑，由苯甲酸酯15％、二丙二醇二苯甲酸酯17％、二乙二醇二苯甲酸酯23％、檸檬酸三丁酯23％和穩定劑22％組成。將苯甲酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇二苯甲酸酯、檸檬酸三丁酯按比例在搪瓷反應釜中加溫攪拌至120度，目的是將三中組分均勻混合，之後降溫至60℃，逐漸加入穩定劑。穩定劑為Hexamoll DINCH，購於巴斯夫。由於二丙二醇二苯甲酸酯的熔點為28℃，氣溫低時凝固，使用上不方便，因此，本發明在保留二丙二醇二苯甲酸酯基本性質的情況下對其進行改性，使用一部分長鏈脂肪酸棕櫚酸代替苯甲酸，降低了體系的凝固點，同時使體系具有較高的韌性。
實施例2
該實施例中，與實施例1的區別是，一種環保型增塑劑，由苯甲酸酯21％、二丙二醇二苯甲酸酯23％、二乙二醇二苯甲酸酯17％、檸檬酸三丁酯20％和穩定劑19％組成。
實施例3
該實施例中，與實施例1的區別是，一種環保型增塑劑，由苯甲酸酯18％、二丙二醇二苯甲酸酯20％、二乙二醇二苯甲酸酯19％、檸檬酸三丁酯17％和穩定劑25％組成。
得到的環保型增塑劑具有以下性質：分子量：360.4425；折射率(25℃)：1.4431；沸點(℃，常壓)：225；熔點(℃)：-25；表面張力(dyne/cm)：39.0。
實施例4
在膠粘劑製造行業中，增塑劑是一個必不可少的重要助劑，環保增塑劑在膠粘劑製造行業的用途主要分為兩種，一種是作為聚合物質，另一種是作為復配調兌物質。環保增塑劑在膠粘劑中的用量取決於膠種玻璃化溫度的高低，膠硬度高的增塑劑用量少，膠越軟增塑劑用量就越多。
將環保型增塑劑與DBP和國際品牌增塑劑分別添加到膠水膠粘劑中，進行性能對比，如圖1-3所示，環保型增塑劑的增塑性能明顯優於其他兩種；在低溫下冷藏24h後，添加環保型增塑劑時能恢復正常，而添加其他兩種增塑劑的膠粘劑均破乳，說明環保型增塑劑具有很好的抗低溫冷凍性能，可以在低溫條件下使用添加到膠粘劑中賦予產品抗寒性；而在120℃條件下烘烤60min時，添加環保型增塑劑的膠粘劑保持不變色，即具有更高的耐高溫黃變性能。
實施例5
將環保增塑劑直接添加到普通白板膠中，當添加量僅為1％時，表面電荷為零，且在150℃條件下加熱1小時，只有0.1％的酸性物質游離出來，說明具有較好的耐高溫性能。
實施例6
環保增塑劑可以應用添加到多種膠粘劑中，所需的添加量舉例：通用白乳膠：1％～3％；實木拼板膠：3％～6％；特種要求膠：5％～8％；建築防水膠：8％～12％；水性復膜膠：15％～20％等，添加量均在1～25％之間，且環保增塑劑可賦於製品良好的耐寒性、耐水性和抗黴性等。
上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。