一种油酸异辛酯的制备方法及其用途与流程

本发明属于聚氯乙烯热稳定剂技术领域，具体为油酸异辛酯的制备方法及其在pvc加工中的应用。

背景技术

聚氯乙烯(pvc)是应用最广泛的热塑性树脂，由于pvc间、pvc熔体与加工机械金属表面间存在的摩擦力会降低熔体的粘性流动阻力，所以在pvc加工过程中加入润滑剂是必不可少的。目前，酯类润滑剂由于具有低毒、环保、价廉、多功能性等优点成为pvc润滑剂的重要发展趋势。

油酸异辛酯是一类具有极好性能的酯类化合物，它具有优良的粘温特性，良好的低温特性，高温稳定性，低挥发性。适宜作为金属轧制润滑油和高性能切削油基础油；用于水基金属加工液和纺织助剂的油性剂，增加油膜强度，改善润滑，减少磨损，防止烧结。

相关技术中，油酸异辛酯的合成均需要使用带水剂，合成的工艺复杂，控制点不精确，合成周期长。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种不使用带水剂、工艺简单易控制、可精确控制终点、合成周期短的油酸异辛酯的制备方法及其应用。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案是，一种油酸异辛酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)向反应器中依次加入油酸与异辛醇，搅拌均匀后加入催化剂，加热升温后，常压保温反应一定时间后对反应器抽真空至一定真空度，继续升温反应至无水生成为反应终点，停止反应关闭真空；

(2)向上述反应器中加入活性炭，搅拌后抽真空升温反应直至无异辛醇脱出为反应的终点，停止反应降温后得到油酸异辛酯粗产物；

(3)取上述油酸异辛酯粗产物，加入活性炭搅拌，升温至一定温度后保温搅拌，搅拌完成后降温，过滤得到脱色后的油酸异辛酯；

(4)取上述脱色后的油酸异辛酯于碳酸氢钠水溶液中，搅拌一定时间后静置分出油相，对分出的油相重复使用碳酸氢钠溶液洗涤，洗涤后真空加热脱水得到油酸异辛酯成品。

优选地，所述步骤(1)中，异辛醇与油酸的加入量摩尔比为1.1～1.3:1，所述催化剂的加入量为异辛醇与油酸总质量的0.1％～0.5％倍，所述催化剂为对甲基苯磺酸。

优选地，所述步骤(1)中，加热升温的温度为80℃～100℃，常压保温反应时间为1h，真空度为-0.09mpa～-0.08mpa；继续升温的温度为110℃～130℃。

优选地，所述步骤(2)中，活性炭的加入量为异辛醇与油酸总质量的0.5％～2％倍，温度为160℃～190℃。

优选地，所述步骤(2)中，油酸异辛酯粗产物为棕黄色。

优选地，所述步骤(3)中，活性炭的加入量为油酸异辛酯粗品质量的1％～3％倍，温度为70℃～110℃，搅拌时间为2.5h，脱色后的油酸异辛酯颜色为浅黄色至黄色。

优选地，所述步骤(4)中，碳酸氢钠溶液的质量分数为0.5％～5％，其中碳酸氢钠溶液的用量与加入的脱色后油酸异辛酯的量相同；碳酸氢钠溶液洗涤次数为2～4次；真空加热脱水的温度为60℃～100℃。

优选地，所述步骤(4)中，得到的油酸异辛酯成品颜色为浅黄色或黄色，酸值≤0.5mg·koh/g。

本发明实施例还提供了上述方法制备的油酸异辛酯的应用，所述油酸异辛酯用于pvc的加工。

与相关技术比较，本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例的方法制备油酸异辛酯，采用真空条件下加入催化剂与原料合成，不需要带水剂，脱色后的油酸异辛酯采用碳酸氢钠溶液洗涤，洗涤干净的油相通过真空脱水得到干燥后的油酸异辛酯成品；工艺流程简单，反应条件温和；反应的终点均可精确控制，步骤(1)中以是否有水继续生成判断终点，步骤(2)中以是否有异辛醇脱出判断反应终点，通过测定水的生成与异辛醇即可确定反应终点，便于提高油酸乙烯酯成品的质量与合成效率。

附图说明

图1是本发明实施例油酸异辛酯的制备方法流程图；

图2是本发明实施例八油酸异辛酯用于加工pvc与对照实验组的流变动态数据检测图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

实施例一

请参考图1，本发明的实施例提供了一种油酸异辛酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)向反应器中依次加入油酸与异辛醇，搅拌均匀后加入催化剂，加热升温至80℃～100℃后，常压保温反应1h后对反应器抽真空至真空度为-0.09mpa～-0.08mpa，继续升温110℃～130℃反应，至无水生成为反应终点，停止反应关闭真空；所述异辛醇与油酸的加入量摩尔比为1.1～1.3:1，所述催化剂的加入量为异辛醇与油酸总质量的0.1％～0.5％倍，所述催化剂为对甲基苯磺酸；

(2)向停止反应的反应器中加入活性炭，搅拌后抽真空升温160℃～190℃反应，直至无异辛醇脱出为反应的终点，停止反应降温后得到棕黄色的油酸异辛酯粗产物；活性炭的加入量为异辛醇与油酸总质量的0.5％～2％倍；

(3)取上述油酸异辛酯粗产物，加入活性炭搅拌，升温至70℃～110℃后保温搅拌2.5h，搅拌完成后降温，过滤得到脱色后浅黄色至黄色的油酸异辛酯；活性炭的加入量为油酸异辛酯粗品质量的1％～3％倍；

(4)取上述脱色后的油酸异辛酯于质量分数为0.5％～5％的碳酸氢钠水溶液中搅拌一定时间后静置分出油相，对分出的油相重复使用碳酸氢钠溶液洗涤2～4次，真空加热60℃～100℃脱水得到浅黄色的油酸异辛酯成品，其酸值≤0.5mg·koh/g。

本发明实施例还提供了上述方法制备的油酸异辛酯的应用，所述油酸异辛酯用于pvc的加工。

实施例二

根据本发明实施例一的方法制备油酸异辛酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)向500ml三口烧瓶中先后加入150g油酸和82.98g异辛醇，异辛醇与油酸的摩尔比为1.2:1，搅拌均匀后，再加入0.47g对甲基苯磺酸作为催化剂，对甲基苯磺酸的加入量为异辛醇与油酸总质量的0.2％，加热升温至90℃，常压保温1h后，用水泵抽真空至真空度为-0.08mpa，升温至130℃，继续反应，脱出生成的水，至不再有水生成后，为反应终点，停止反应，关闭真空；

(2)向上述反应器中再投入2.33g活性炭，活性炭的投料量为异辛醇与油酸总质量的1％，搅拌，开启真空，升温至160℃，脱出过量的异辛醇，至不再有异辛醇脱出后，为反应终点，降温，得到油酸异辛酯粗品，颜色为棕黄色；

(3)取上述油酸异辛酯粗品200g，加入0.2g活性炭，控制活性炭的投料量为占油酸异辛酯粗品质量的1％，搅拌，升温至70℃进行脱色，保温搅拌2.5h后，降温过滤，得到深黄色的油酸异辛酯。

(4)取深黄色的油酸异辛酯150g，投入150g质量分数为0.5％的碳酸氢钠水溶液进行洗涤，搅拌10min～30min后，倒入分液漏斗中，静置分层，分出油相；再投入150g质量分数为0.5％的碳酸氢钠水溶液，进行洗涤，如上操作，水洗4次。再将水洗4次后分出的油相投入反应器中，真空条件下升温至100℃，脱出残留的水分，至不在有水脱出后，为反应终点，停止反应，降温，得油酸异辛酯成品，颜色为黄色，酸值为0.50mg·koh/g。其余同实施例一。

实施例三

根据本发明实施例一的方法制备油酸异辛酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)向500ml三口烧瓶中先后加入150g油酸和89.89g异辛醇，异辛醇与油酸的摩尔比为1.3:1，搅拌均匀后，再加入1.20g对甲基苯磺酸作为催化剂，对甲基苯磺酸的加入量为异辛醇与油酸总质量的0.5％，加热升温至80℃，常压保温1h后，用水泵抽真空至真空度为-0.08mpa，升温至120℃继续反应，脱出生成的水，至不再有水生成后，为反应终点，停止反应，关闭真空；

(2)向上述反应器中再投入1.2g活性炭，活性炭的投料量为异辛醇与油酸总质量的0.5％，搅拌，开启真空升温至170℃，脱出过量的异辛醇，至不再有异辛醇脱出后，为反应终点，降温，得到棕黄色的油酸异辛酯粗品；

(3)取上述油酸异辛酯粗品200g，加入0.4g活性炭，控制活性炭的投料量为油酸异辛酯粗品质量的2％，搅拌，升温至80℃进行脱色，保温搅拌2.5h后，降温过滤，得到深黄色的油酸异辛酯；

(4)取上述深黄色的油酸异辛酯150g，投入150g质量分数为1％的碳酸氢钠水溶液进行洗涤，搅拌10min～30min后，倒入分液漏斗中，静置分层，分出油相；再投入150g质量分数为1％的碳酸氢钠水溶液，进行水洗，如上操作，水洗4次；再将水洗4次后分出的油相投入反应器中，真空条件下，升温至60℃，脱出残留的水分，至不在有水脱出后，为反应终点，停止反应，降温，得黄色的油酸异辛酯成品，其酸值为0.48mg·koh/g。

实施例四

根据本发明实施例一的方法制备油酸异辛酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)向500ml三口烧瓶中先后加入150g油酸和76.06g异辛醇，异辛醇与油酸的摩尔比为1.1:1，搅拌均匀后，再加入0.23g对甲基苯磺酸作为催化剂，对甲基苯磺酸的加入量为异辛醇与油酸总质量的0.5％，加热升温至90℃，常压保温1h后，用水泵抽真空至真空度为-0.09mpa，升温至110℃继续反应，脱出生成的水，至不再有水生成后，为反应终点，停止反应，关闭真空；

(2)再投入3.39g活性炭，活性炭的投料量为异辛醇与油酸总质量的1.5％，搅拌，开启真空升温至180℃，脱出过量的异辛醇，至不再有异辛醇脱出后，为反应终点，降温，得到棕黄色的油酸异辛酯粗品；

(3)取上述棕黄色的油酸异辛酯粗品200g，加入0.4g活性炭，控制活性炭的投料量为占油酸异辛酯粗品质量的2％，搅拌，升温至90℃进行脱色，保温搅拌2.5h后，降温过滤，得到深黄色的油酸异辛酯；

(4)取上述深黄色的油酸异辛酯150g，投入150g质量分数为2％的碳酸氢钠水溶液进行洗涤，搅拌10min～30min后，倒入分液漏斗中，静置分层，分出油相；再投入150g质量分数为2％的碳酸氢钠水溶液，进行水洗，如上操作，水洗3次；再将水洗3次后分出的油相投入反应器中，真空条件下，升温至80℃，脱出残留的水分，至不在有水脱出后，为反应终点，停止反应，降温，得黄色油酸异辛酯成品，其酸值为0.44mg·koh/g。

实施例五

根据本发明实施例一的方法制备油酸异辛酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)向500ml三口烧瓶中先后加入150g油酸和82.98g异辛醇，异辛醇与油酸的摩尔比为1.2:1，搅拌均匀后，再加入0.47g对甲基苯磺酸作为催化剂，对甲基苯磺酸的加入量为占异辛醇与油酸总质量的0.2％，加热升温至90℃，常压保温1h后，用水泵抽真空至真空度为-0.09mpa，升温至120℃，继续反应，脱出生成的水，至不再有水生成后，为反应终点，停止反应，关闭真空；

(2)向上述反应器中再投入4.66g活性炭，活性炭的投料量为异辛醇与油酸总质量的2％，搅拌，开启真空，升温至190℃，脱出过量的异辛醇，至不再有异辛醇脱出后，为反应终点，降温，得到棕黄色的油酸异辛酯粗品；

(3)取上述油酸异辛酯粗品200g，加入0.6g活性炭，控制活性炭的投料量为占油酸异辛酯粗品质量的3％，搅拌，升温至100℃进行脱色，保温搅拌2.5h后，降温过滤，得到棕黄色的油酸异辛酯；

(4)取上述棕黄色的油酸异辛酯150g，投入150g质量分数为5％的碳酸氢钠水溶液进行洗涤，搅拌10min～30min后，倒入分液漏斗中，静置分层，分出油相；再投入150g质量分数为5％的碳酸氢钠水溶液，进行水洗，如上操作，水洗2次，再将水洗2次后分出的油相投入反应器中，真空条件下，升温至80℃，脱出残留的水分，至不在有水脱出后，为反应终点，停止反应，降温，得黄色的油酸异辛酯成品，其酸值为0.32mg·koh/g。

实施例六

根据本发明实施例一的方法制备油酸异辛酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)向500ml三口烧瓶中先后加入150g油酸和82.98g异辛醇，异辛醇与油酸的摩尔比为1.2:1，搅拌均匀后，再加入0.47g对甲基苯磺酸作为催化剂，对甲基苯磺酸的加入量为异辛醇与油酸总质量的0.2％，加热升温至100℃，常压保温1h后，用水泵抽真空至真空度为-0.09mpa，升温至130℃继续反应，脱出生成的水，至不再有水生成后，为反应终点，停止反应，关闭真空；

(2)向上述反应器中再投入3.49g活性炭，活性炭的投料量为异辛醇与油酸总质量的1.5％，搅拌，开启真空，升温至180℃，脱出过量的异辛醇，至不再有异辛醇脱出后，为反应终点，降温，得到棕黄色的油酸异辛酯粗品；

(3)取上述油酸异辛酯粗品200g，加入0.4g活性炭，控制活性炭的投料量为油酸异辛酯粗品质量的2％，搅拌，升温至110℃，进行脱色，保温搅拌2.5h后，降温过滤，得到棕黄色的油酸异辛酯；

(4)取上述棕黄色的油酸异辛酯150g，投入150g质量分数为5％的碳酸氢钠水溶液进行洗涤，搅拌10min～30min后，倒入分液漏斗中，静置分层，分出油相；再投入150g质量分数为5％的碳酸氢钠水溶液，进行水洗，如上操作，水洗4次，再将水洗4次后分出的油相投入反应器中，真空条件下，升温至100℃，脱出残留的水分，至不在有水脱出后，为反应终点，停止反应，降温，得黄色的油酸异辛酯成品，其酸值为0.19mg·koh/g。

实施例七

根据本发明实施例一的方法制备油酸异辛酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)向500ml三口烧瓶中先后加入150g油酸和82.98g异辛醇，异辛醇与油酸的摩尔比为1.2:1，搅拌均匀后，再加入0.70g对甲基苯磺酸作为催化剂，对甲基苯磺酸的加入量为异辛醇与油酸总质量的0.3％，加热，升温至100℃，常压保温1h后，用水泵抽真空至真空度为-0.09mpa，升温至120℃继续反应，脱出生成的水，至不再有水生成后，为反应终点，停止反应，关闭真空；

(2)向上述反应器中再投入3.49g活性炭，活性炭的投料量为异辛醇与油酸总质量的1.5％，搅拌，开启真空升温至180℃，脱出过量的异辛醇，至不再有异辛醇脱出后，为反应终点，降温，得到棕黄色的油酸异辛酯粗品；

(3)取上述油酸异辛酯粗品200g，加入0.4g活性炭，控制活性炭的投料量为占油酸异辛酯粗品质量的2％，搅拌，升温至100℃，进行脱色，保温搅拌2.5h后，降温过滤，得到棕黄色的油酸异辛酯；

(4)取棕黄色的油酸异辛酯150g，投入150g质量分数为3％的碳酸氢钠水溶液进行洗涤，搅拌10min～30min后，倒入分液漏斗中，静置分层，分出油相；再投入150g质量分数为3％的碳酸氢钠水溶液，进行水洗，如上操作，水洗4次，再将水洗4次后分出的油相投入反应器中，真空条件下，升温至100℃，脱出残留的水分，至不在有水脱出后，为反应终点，停止反应，降温，得黄色的油酸异辛酯成品，其酸值为0.38mg·koh/g。

实施例八

采用本发明实施例一～七任一项的方法制备的油酸异辛酯用于pvc的加工；pvc加工的配方见表1；

表1pvc加工配方

其中，稳定剂为硫醇甲基锡占80％，活性成分(油酸异辛酯)占20％。

对照组样品配方中稳定剂的活性成分分别为同等量的311(g-16类)、311p(g-16类)或油酸甲酯。

pvc的具体加工工艺为：将样品在混料机上搅拌30s，称量62.5g于称料斗中。待xss-300转矩流变仪温度稳定即可开始进行流变仪实验，将样品1(油酸异辛酯)物料压入混炼装置中，待流变仪软件上显示的时间到达12min,停止测试。在曲线上观测样品的熔融时间、最大扭矩、最小扭矩以及平衡扭矩；将对照组样品重复上述实验操作；流变试验数据见表2。

表2各组流变试验数据对照

参照附图2与表2，活性成分为油酸异辛酯组和对照组的加工性能数据看出，油酸异辛酯组的前期扭矩偏高，平衡扭矩介于其他对照品之间，但其熔融时间和塑化时间均优于其他对照组，具有较好的可加工性。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。