一種高分子量無毒增塑劑的製備方法
2023-04-24 02:10:21 1
專利名稱：一種高分子量無毒增塑劑的製備方法
技術領域：
本發明屬有機化學中酯類化合物的合成技術領域，特別是涉及一種高分子 量無毒增塑劑的製備方法。
背景技術：
增塑劑是塑料加工助劑中產能和消費最大的類別，尤其是20世紀80年代 以來，隨著聚氯乙烯製品的不斷開發，增塑劑工業更是得到了迅猛的發展。同 國外相比，我國增塑劑品種較為單一，產品結構還不盡合理，主要以鄰苯二甲 酸酯類為主；由於其可能存在潛在的致癌危險，應用領域受到一定的限制，如
美國食品與藥物管理局、歐盟等已禁止此類增塑劑應用於食品包裝、化妝品與 兒童玩具等塑料製品。
檸檬酸酯增塑劑以檸檬酸為主要原料合成，具有無毒、生物降解性好、揮 發性小、抗細菌、塑效率高等優點，已被美國食品與藥物管理局批准為無毒增 塑劑。然而，我國目前對檸檬酸酯增塑劑的開發研究主要集中於低分子量的品 種，此類品種大多存在揮發性大、耐低溫性能欠佳、在肥皂水中抽出率高等缺 點，高分子量檸檬酸酯在揮發性、耐低溫和耐肥皂水抽出等方面都有顯著提高， 更能適合不同的應用領域。檸檬酸三正辛酯就是高分子量檸檬酸酯中的一種。
檸檬酸三正辛酯的研究開發報導較少，有報導以濃硫酸作催化劑，該方法
存在以下缺點
1、 用強腐蝕性和強氧化性的硫酸作催化劑，不但對反應設備要求高，且 由於後續除去硫酸需要中和、水洗工序，生產路線長，同時，大量酸水的排放 還會對環境造成汙染；
2、 反應的選擇性較差、副反應多，產品分離提純困難，影響產品的外觀 和性能、增加了生產成本。
發明內容
本發明的目的是提供一種工藝合理的擰檬酸三正辛酯的製備方法，該製備方法的反應收率及產物純度高，且其工藝簡單、合成周期短、生產成本低、對 環境汙染小。
為解決以上技術問題，本發明採取如下技術方案
一種高分子量無毒增塑劑的製備方法，檸檬酸與正辛醇在有機酸鹽催化劑 的作用下發生酯化反應，其中，所述的有機酸鹽催化劑為對甲基苯磺酸鑭。 所述的檸檬酸為一水檸檬酸。
所述的酯化反應的溫度優選為130 150T、時間為3 4h。
進行酯化反應時，正辛醇相對於檸檬酸是過量的。正辛醇與檸檬酸的物質 的量之比進一步優選為4.5:1。
所述的過量的正辛醇通過減壓蒸餾除去。減壓蒸餾的壓力優選為2 4kPa。
所述的酯化反應在氮氣保護下進行。
優選的實施方式是所述的對甲基苯磺酸鑭的加入量為一水檸檬酸和正辛 醇總質量的0.2 0.3%。
由於採取以上技術方案，本發明與現有技術相比具有以下優點-
1. 採用對甲基苯磺酸鑭為酯化反應的催化劑，工藝新穎，與現有的催化 劑相比，反應速度接近；但催化劑選擇性好，副反應少；改善了產品色澤，提 高了產品收率，催化劑經簡單分離後可重複使用，降低了原料成本。
2. 與現有的酸性催化劑相比，對甲基苯磺酸鑭不會腐蝕設備，節省了設 備投資；無需中和、水洗等工序，減少汙水排放，對環境友好。
3. 由本發明製備的檸檬酸三正辛酯，為無毒增塑劑，可用於無毒PV('造 粒，兒童軟質玩具，醫用製品，食品包裝製品，塗料油墨行業等。
具體實施例方式
向反應釜中加入210份一水檸檬酸及585份正辛醇，加熱攪拌， 一水檸檬 酸固相消失，形成均相體系，然後向反應體系中加入2份對甲基苯磺酸鑭，氮 氣保護下，控制溫度為130 150°C,反應4小時後，過濾分離出對甲基苯磺 酸鑭，過濾出的對甲基苯磺酸鑭可重複使用。
將上述濾液轉入脫醇釜，在壓力為2 4kPa條件下脫去過量的正辛醇， 冷至5(TC，用鹼液中和少量未完全反應的檸檬酸，分離酯與水層後，即得檸
4檬酸三正辛酯，收率超過98%。
上述實施例中酯化反應方程式為-
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權利要求
1. 一種高分子量無毒增塑劑的製備方法，以檸檬酸和正辛醇為原料，其特徵在於在有機酸鹽催化劑的作用下進行酯化反應，然後在高真空條件下脫醇製得檸檬酸三正辛酯。
2、 根據權利要求1所述的一種高分子量無毒增塑劑的製備方法，其特徵 在於所述的有機酸鹽催化劑為對甲基苯磺酸鑭。
3、 根據權利要求1所述的一種高分子量無毒增塑劑的製備方法，其特徵 在於所述的檸檬酸為一水檸檬酸。
4、 根據權利要求1所述的一種高分子量無毒增塑劑的製備方法，其特徵 在於所述的酯化反應的溫度為120 150°C、時間為2 5h。
5、 根據權利要求4所述的一種高分子量無毒增塑劑的製備方法，其特徵 在於所述的正辛醇與檸檬酸的物質的量比為4.0 6.0:1。
6、 根據權利要求4所述的一種高分子量無毒增塑劑的製備方法，其特徵 在於所述的過量的正辛醇在酯化反應結束後通過減壓蒸餾除去。
7、 根據權利要求6所述的一種高分子量無毒增塑劑的製備方法，其特徵 在於所述的減壓蒸餾的壓力為2 4kPa。
8、 根據權利要求1所述的一種髙分子量無毒增塑劑的製備方法，其特徵 在於所述的酯化反應在氮氣保護下進行。
9、 根據上述任意一項權利要求所述的一種高分子量無毒增塑劑的製備方法，其特徵在於所述的有機酸鹽催化劑對甲基苯磺酸鑭的加入量為一水檸檬酸和正辛醇總質量的0.2 0.3%。
全文摘要
本發明涉及一種高分子量無毒增塑劑的製備方法，檸檬酸與正辛醇在有機酸鹽催化劑的作用下發生酯化反應生成高分子量無毒增塑劑檸檬酸三正辛酯，其中，所述的有機酸鹽催化劑為對甲基苯磺酸鑭。該製備方法的反應收率及產物純度高，且工藝簡單、生產周期短、產品成本低、環境汙染小。
文檔編號C07C69/704GK101481309SQ200810195620
公開日2009年7月15日 申請日期2008年8月30日 優先權日2008年8月30日
發明者杜曉晗 申請人:杜曉晗