专利名称：环烷酸类偶联剂的制备方法
涉及领域本发明涉及一种用于塑料加工的制备方法，属于塑料加工助剂领域，具体地说，是环烷酸类偶联剂的制备方法。
背景技术：
经过国家知识产权局知识产权检索咨询中心的新颖性检索，检索出如下相关专利技术中国专利文献“CN1077714A”名称为“环烷酸钼及其钼硫抗磨剂的制备工艺”提供了一种采用环烷酸和三氧化钼为主要原料，经过复分解反应后制取环烷酸钼的新工艺，同时提供了一种将环烷酸钼和二苄二硫、多硫化异丁烯类硫化物混合制成润滑油抗磨添加剂的制备方法。
中国专利文献“CN1071911A”、名称为“硬脂酸盐的制备方法”，提供了采用金属氧化物或氢氧化物与硬脂酸在水为介质中加热至103-130℃进行搅拌皂化反应直接制取硬脂酸盐，利用本发明方法可制取钡、铅、锌、镉等硬脂酸盐。
中国专利文献“CN1078567C”名称为“一种炼油厂环烷酸废水处理方法”，以叔胺和柴油的混合液为萃取剂，以氢氧化钠碱液为反萃剂，酸性的环烷酸废水，经过两级萃取混合澄清槽逆流萃取排出装置。
上述三篇专利文献均与本发明相同之处。
偶联剂作为一种增强无机物与有机聚合物之间亲和力，具有两性结构的助剂已被广泛应用于橡胶、塑料、粘结剂等各个领域。目前国内外常用的偶联剂有硅烷类偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯类偶联剂及有机络合物类偶联剂等。其中，硅烷类偶联剂由于结构中反应性基团多，与填料表面的反应点多，而另一端的有机基碳原子数少链短，因此在热塑性为基体树脂的填充塑料中，使用硅烷类偶联剂往往对填充体系的加工流动性带来不利影响，加之价格与其他种类的偶联剂相差悬殊，因此，目前还仅用于环氧或不饱和聚酯等热固性塑料，而且以处理玻璃纤维为主要用途。钛酸酯偶联剂与铝酸酯偶联剂相比，偶联效果较好，但对原料含水量的要求较高(0.02％)，并且价格比较昂贵(二万至十几万)。有机络合物类偶联剂因铬离子毒性及对环境的污染已无多大发展，但因其处理玻璃纤维效果较好而且价格便宜，目前少量使用。当前用于活化碳酸钙填充聚丙烯的偶联剂主要是铝酸酯类偶联剂。偶联效果好，使用方便，但是存在着价格高、保质期短的问题。
发明内容
本发明的目的是要提供一种新型偶联剂及制备方法，为塑料加工提供一种性能优良的分散助剂。我们选用环烷酸进行偶联剂的研制是因为环烷酸是一种脂肪酸同时具有亲水亲油的特性，一方面可与碳酸钙发生反应，另一方面具有长链可与聚合物高分子进行缠绕，从而起到偶联的作用。环烷酸的成本较低，可降低生成的偶联剂的成本，在价格上具有优势。同时，环烷酸钠的性能稳定，可解决常用偶联剂保质期短的问题。环烷酸类偶联剂与同类偶联剂相比，具有分散效果好、价格低，使用方便的特点，因此具有较好的经济效益及社会效益。
本发明所述制备环烷酸类偶联剂的方法如下将计量的环烷酸、氢氧化钠在容器内混合搅拌，保持反应温度在60-100℃之间，皂化反应24小时以上，直到反应液的PH值为7-10，即得到产品。
本发明所说的皂化反应各组分的配料比例为以100份环烷酸计，氢氧化钠为10-25份。
本发明所说的反应原料为精制环烷酸，其分子量在280-320之间，纯度大于60％，色度小于5级，粗酸值大于110mgKOH/g。
本发明所说的环烷酸为从原油蒸馏得到的馏份油中提取的酸性组份，结构式为 其中，n＝7~36，(CH2)n中还包括1～4个五元环或六元环，R为C3~20的烷基链；本发明所说的精制环烷酸的精制条件为环烷酸中加入1.0-2.0％的硫酸，加酸温度为40-60℃，搅拌一个小时，然后沉降48小时以上，分渣。然后加入10％-15％的白土在110℃以上搅拌2小时左右，过滤出成品精制环烷酸。
本发明所说的氢氧化钠的纯度不低于96％。
本发明所说的皂化反应的终点以时间及反应液的PH值控制，一般反应时间在24小时以上，PH值控制在7-10之间。
氢氧化钠在使用时应该按纯度配成20-30％的水溶液。
本发明所说的氢氧化钠水溶液的加入速度为缓慢加入。
具体实施下面的实施例将对本发明作进一步的补充说明。
本发明实施例中各项指标的分析方法1.色度分析方法GB 65402.纯酸值分析方法SH/T 0092-913.酸值分析方法GB/T264
实施例1在带有电动搅拌的2000毫升烧杯中投入1000克精制好的的环烷酸(纯度为67％，分子量为302)搅拌加热到30℃左右，然后缓慢加入296克氢氧化钠水溶液(氢氧化钠为88.7克、水为207.3克)。加料结束后逐步加大搅拌，等到放热结束后开始继续升温反应，实验室的产品反应时间在10到12小时，工业产品反应时间在24小时以上。至反应物的PH值到7-10左右，终止反应就可以得到完全皂化的产品了。
环烷酸类偶联剂在碳酸钙填充聚丙烯体系中的偶联效果实验步骤及结果试验样品共分四类K1、未加入偶联剂的碳酸钙填充聚丙烯体系；K2、纯聚丙烯体系；K3、加入铝酸酯偶联剂的碳酸钙填充聚丙烯体系；K4、加入环烷酸类偶联剂的碳酸钙填充聚丙烯体系；实验过程将碳酸钙与偶联剂进行预混，然后加入树脂及其余助剂。混合完成后进行造粒及打样条，并且对样条进行测试。其中环烷酸类偶联剂及铝酸酯类偶联剂的添加量均为2％。
实验结果如下表-8表-8 几种复合体系的力学性能
实施例2在带有电动搅拌的2000毫升烧杯中投入1000克精制好的的环烷酸(纯度为70％，分子量为306)搅拌加热到30℃左右，然后缓慢加入305克氢氧化钠水溶液(氢氧化钠为91.5克、水为213.5克)。加料结束后逐步加大搅拌，等到放热结束后开始继续升温反应，实验室的产品反应时间在10到12小时，工业产品反应时间在24小时以上。至反应物的PH值到7-10左右，终止反应就可以得到完全皂化的产品了。
环烷酸类偶联剂在碳酸钙填充聚丙烯体系中的偶联效果实验步骤及结果试验样品共分四类K1、未加入偶联剂的碳酸钙填充聚丙烯体系；K2、纯聚丙烯体系；K3、加入铝酸酯偶联剂的碳酸钙填充聚丙烯体系；K4、加入环烷酸类偶联剂的碳酸钙填充聚丙烯体系；实验过程将碳酸钙与偶联剂进行预混，然后加入树脂及其余助剂。混合完成后进行造粒及打样条，并且对样条进行测试。其中环烷酸类偶联剂及铝酸酯类偶联剂的添加量均为2％。
实验结果如下表-8表-8 几种复合体系的力学性能
权利要求
1.一种新型环烷酸类偶联剂的制备方法，其特征在于①反应原料为环烷酸和氢氧化钠、还有水，氢氧化钠的纯度为96％以上，水溶液的配比为氢氧化钠∶水＝30％∶70％，将计量的环烷酸、氢氧化钠水溶液在容器内搅拌并升温至60-100℃②保持反应温度为60-100℃，进行皂化反应24小时以上，至反应液的PH值为7-10时，终止皂化反应，即得产品。
2.根据权利要求1所述得方法，其特征在于所说的皂化反应各组分的配料比例为以100份环烷酸计，氢氧化钠为10-25份。
3.根据权利要求1所述得方法，其特征在于所说的反应原料为精制环烷酸，其分子量在280-320之间，纯度大于60％，色度小于5级，粗酸值大于110mgKOH/g。
4.根据权利要求3所述得方法，其特征在于所说的环烷酸为从原油蒸馏得到的馏份油中提取的酸性组份，结构式为 其中，n＝7~36，(CH2)n中还包括1～4个五元环或六元环，R为C3~20的烷基链。
5.根据权利要求3所述得方法，其特征在于所说的环烷酸的精制条件为环烷酸中加入1.0-2.0％的硫酸，加酸温度为40-60℃，搅拌一个小时，然后沉降48小时以上，分渣。然后加入10％-15％的白土在110℃以上搅拌2小时左右，过滤出成品精制环烷酸。
6.根据权利要求1所述得方法，其特征在于所说的氢氧化钠的纯度高于96％。
7.根据权利要求1所述得方法，其特征在于所说的皂化反应的终点以时间及反应液的PH值控制，一般反应时间在24小时以上，PH值控制在7-10之间。
8.根据权利要求1所述得方法，其特征在于氢氧化钠在使用时应该按纯度配成20-30％的水溶液。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于皂化反应中的氢氧化钠分三次缓慢加入。
全文摘要
本发明叙述了一种新型环烷酸类偶联剂的制备方法，该方法以精制环烷酸及氢氧化钠为原料，在一定的配比及温度条件下进行皂化反应，即可得到产品，反应终点由反应时间及pH值控制，本发明合成的环烷酸钠偶联剂具有分散效果好，价格低、使用方便等特点。
文档编号C07C61/00GK1569804SQ0314592
公开日2005年1月26日 申请日期2003年7月17日 优先权日2003年7月17日
发明者刘萍, 曹民 申请人:中国石油天然气股份有限公司