CN109317196A - 非酸性催化剂及基于该催化剂的增塑剂、制备方法和应用 - Google Patents

非酸性催化剂及基于该催化剂的增塑剂、制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种非酸性催化剂,包括质量比为:1:(0.6‑1)的有机锡化合物和还原剂。本发明还公开了基于上述非酸性催化剂的增塑剂的制备方法,步骤为:将苯甲酸和季戊四醇在非酸性催化剂的作用下,合成反应4‑6h后,去除反应生成的水,冷却至室温后得到目标产物增塑剂。同时公开了该制备方法制备得到的增塑剂以及增塑剂的应用。本发明所述的制备方法工艺简单、环保、成本低,且制备得到的增塑剂可直接使用、增塑效果好,且制备的塑料制品在外观、机械力学性能方面都很优异。

Description

非酸性催化剂及基于该催化剂的增塑剂、制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种非酸性催化剂及基于该催化剂的增塑剂、制备方法和应用,属于化工技术领域。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)塑料已越来越在人们的生活中起着重要的不可替代的作用。例如:PVC塑钢门窗型材;PVC给、排水、电力管道;管件;PVC地板及墙板;还有称之为“生态木”的PVC塑木制品。由于塑木、塑料硬质制品中为了获得比较高的钢度、导热性与耐磨性等,添加了无机矿物填料,如碳酸钙、滑石粉、木粉等,数量很大。加之有不少的挤出加工设备结构不一的磨损、老化等问题,使得PVC塑料硬制品在加工时出现了强度不够高,制品不完善等现象,传统的改进方法就是调整配方或添加一些促进PVC塑化过程的添加剂,如ACR(加工助剂)、CPE(弹性体)、增塑剂等,但是一般现有的PVC增塑剂都是液态的(常温下)。如邻苯二甲酸二辛酯(DOP),邻苯二甲酸二丁酯(DBP),环氧大豆油(ESBO)等等,在加工生产过程中尚可以,但是其塑料制品时间稍长就出现了表面析出现象(也称作“出汗”),影响了产品外观质量,且其机械力学性能如拉伸强度、抗冲击强度大幅下降,出现脆性。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种可直接使用、增塑效果好的非酸性催化剂及基于该催化剂的增塑剂、制备方法和应用。
为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:
非酸性催化剂,包括有机锡化合物和还原剂,且所述的有机锡化合物和还原剂的质量比为:1:(0.6-1)。其中,有机锡化合物和还原剂的质量比优1:0.8。
进一步,上述的有机锡化合物为草酸亚锡,而还原剂则为硼砂。
本发明还提供了一种基于上述的非酸性催化剂的增塑剂的制备方法,包括以下步骤:将苯甲酸和季戊四醇在非酸性催化剂的作用下,合成反应4-6h后,去除反应生成的水,冷却至室温后得到目标产物增塑剂。
更进一步,在上述的合成反应过程中,反应温度为150-185℃。且上述的苯甲酸和季戊四醇的摩尔比优选为3:1。最终得到的目标产物增塑剂的熔点为大于60℃。
上述的基于非酸性催化剂的增塑剂的制备方法制备得到的增塑剂。且上述的增塑剂在制备聚氯乙烯塑料中的应用。
本发明的有益之处在于: 本发明通过利用全新配方的非酸性催化剂来制备增塑剂,致使在整个的制备过程中,不使用溶剂,不需要反应后的中和、水洗、再脱水等步骤,不仅便捷环保,减少了三废的产生,而且大大简化了合成步骤,工艺路线短,降低了成本,收率高;而利用本发明所述的增塑剂制备得到的聚氯乙烯产品质量好,有效克服了传统增塑剂制备得到的聚氯乙烯产品在外观、机械力学性能方面的不足。
附图说明
图1是本发明所述的增塑剂的化学反应式。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
在本实施方式中,所用的苯甲酸,俗称安息香酸,是香精、香料、食品饮料防腐剂的原料,常态下为片状或粉状,而所用的原料季戊四醇是结晶状物,通常用作合成树脂等。
实施例1
将草酸亚锡和硼砂按照质量比为: 1:0.8的比例混合后得到非酸性催化剂。
实施例2
将草酸亚锡和硼砂按照质量比为: 1:0.6的比例混合后得到非酸性催化剂。
实施例3
将草酸亚锡和硼砂按照质量比为: 1:1的比例混合后得到非酸性催化剂。
图1是本发明所述的增塑剂的化学反应式。
参见图1
实施例4
将3mol苯甲酸和1mol季戊四醇在实施例1所述的非酸性催化剂的作用下,在温度170°的温条件下合成反应5h后,去除反应生成的水,冷却至室温后得到膏状产物增塑剂,熔点97~100℃。
实施例5
将3mol苯甲酸和1mol季戊四醇在实施例1所述的非酸性催化剂的作用下,在温度152°的温条件下合成反应6h后,去除反应生成的水,冷却至室温后得到膏状产物增塑剂,熔点97~100℃。
实施例6
将3mol苯甲酸和1mol季戊四醇在实施例1所述的非酸性催化剂的作用下,在温度185°的温条件下合成反应4h后,去除反应生成的水,冷却至室温后得到膏状产物增塑剂,熔点97~100℃。
对比例1:选取增塑剂:邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。
利用实施例5和对比例1所述的增塑剂分别在同等条件下制备聚氯乙烯塑料。具体为:原料配方包括:PVC(聚氯乙烯树脂5型)100份、增塑剂30份,稳定剂(钙锌)3.5份;塑化条件为:在165℃ ,6分钟,二辊开炼成片,常温放置24h后测试。
测试一:在105℃,进行10h的热失重试验。
测试二:对最终制备得到的聚氯乙烯塑料进行外观和机械力学性能测试,机械力学性能测试采用的标准为GB1402-92,测试温度为105℃,10h前后的最大拉力和拉伸强度试验。
测试结果如表1所示:
表1:
项目 实施例5 对比例1
失重率(%) 0.56 1.10
最大拉力(N,105℃、10h前) 241.84 73.78
最大拉力(N,105℃、10h后) 240.32 71.61
拉伸强度(MPa,105℃、10h前) 57.8 23.8
拉伸强度(MPa,105℃、10h后) 70.0 24.1
由表1可知:在热失重实验中,添加了DOP增塑剂的聚氯乙烯塑料的失重率比添加了实施例5所述的增塑剂的聚氯乙烯塑料的失重率增加了96.43%,说明对比例1制备得到的聚氯乙烯塑料的表面析出现象更为严重,而利用本发明所述的增塑剂制备得到的聚氯乙烯塑料的表面析出现象并不明显。而从测试二的实验结果可知:本发明所述的增塑剂在聚氯乙烯的制备过程中,可有效提高塑料的最大拉力和拉伸强度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.非酸性催化剂,其特征在于,包括有机锡化合物和还原剂,且所述的有机锡化合物和还原剂的质量比为:1:(0.6-1)。
2.根据权利要求1所述的非酸性催化剂,其特征在于,所述的有机锡化合物和还原剂的质量比为:1:0.8。
3.根据权利要求1所述的非酸性催化剂,其特征在于,所述的有机锡化合物为草酸亚锡。
4.根据权利要求1所述的非酸性催化剂,其特征在于,所述的还原剂为硼砂。
5.基于权利要求1-4任一项权利要求所述的非酸性催化剂的增塑剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将苯甲酸和季戊四醇在非酸性催化剂的作用下,合成反应4-6h后,去除反应生成的水,冷却至室温后得到目标产物增塑剂。
6.根据权利要求5所述的基于非酸性催化剂的增塑剂的制备方法,其特征在于,合成反应过程中,反应温度为150-185℃。
7.根据权利要求5所述的基于非酸性催化剂的增塑剂的制备方法,其特征在于,所述的苯甲酸和季戊四醇的摩尔比为3:1。
8.根据权利要求5所述的基于非酸性催化剂的增塑剂的制备方法,其特征在于,所述的目标产物增塑剂的熔点大于60℃。
9.权利要求5-6任一项权利要求所述的基于非酸性催化剂的增塑剂的制备方法制备得到的增塑剂。
10.权利要求9所述的增塑剂在制备聚氯乙烯塑料中的应用。
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