一种利用废弃物白泥制备环保增塑剂DOTP的方法与流程

本发明涉及一种利用废弃物白泥制备环保增塑剂dotp的方法，属于废弃物的高值化循环利用、精细化学品合成及塑料助剂应用技术领域。

背景技术：

白泥是指氯碱工业生产中产生的废液和废渣。随着近年来工业的快速发展，产生的白泥也越来越多，由于无法处理，大量的白泥自然堆放或者直接排海。长期堆放的白泥占据了大量的土地资源，且表面风化会产生扬尘污染。因此白泥的治理问题以及变废为宝具有明显的社会效益和经济效益，前景广阔。

对苯二甲酸二辛酯dotp是美国eastmachchemicals于1976年研究开发，并于80年代投入生产的聚氯乙烯(pvc)塑料的增塑剂。dotp以其高绝缘性、低挥发性、耐热性、耐寒性、抗抽出性、柔软性好、与pvc树脂有良好的相容性等优点而越来越引起橡塑行业的重视，它的某些性能如绝缘性、热稳定性等已优于号称全能增塑剂的dop(邻苯二甲酸二辛酯)，dotp如果作为电缆料的主增塑剂，可改变dop作为主增塑剂只能在65℃以下使用的状态，而使长期使用温度提高到70℃的国际电工委员会(iec)标准。dotp除了大量用于电缆料、pvc的增塑剂外，还可用作合成橡胶的增塑剂、涂料添加剂、精密仪器润滑剂，也可作为纸张的软化剂。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种利用废弃物白泥制备环保增塑剂dotp的方法，其制备所得的dotp性能优良，适合工业化生产。

本发明的技术方案，一种利用废弃物白泥制备环保增塑剂dotp的方法，以经过酸处理的废弃物白泥和2-乙基己醇为主要原料，通过酯化、中和水洗、脱醇和脱色进行分子结构的改造及官能团转化，制得环保增塑剂dotp。

步骤如下：

（1）酯化反应：在反应容器中加入烘干后的经过酸处理的废弃物白泥、2-乙基己醇和催化剂，一定温度下搅拌回流反应后测定体系酸价；当酸价大于1mgkoh/g时继续酯化反应；小于1mgkoh/g时，停止反应，冷却后抽滤；

（2）中和水洗：在水浴加热条件下使用na2co3溶液对步骤（1）抽滤所得滤液进行中和，至酸价小于0.1mgkoh/g后水洗多次，静止后分层，取上层溶液；

（3）脱醇：将步骤（2）所得上层酯层负压脱醇；

（4）脱色：将步骤（3）所得脱醇后的样品中加入脱色剂，负压条件下加热脱色，冷却过滤后得到最终的滤液，即环保增塑剂dotp。

所述废弃白泥首先采用无机酸进行酸处理，直至ph范围在3~5；并将白泥在100~150℃下烘干。

步骤（1）中废弃物白泥：2-乙基己醇的摩尔比为1:2~6；催化剂的加入量为废弃物白泥和2-乙基己醇总质量的1%~3%；随后在200~260℃下搅拌回流反应7~8h，测定酸价；满足条件后自然冷却，然后在-0.1mpa下抽滤1~5h，收集所得滤液。

上述白泥计算其摩尔量时，将白泥的相对分子质量等同于对苯二甲酸的相对分子质量计算。

步骤（1）所述催化剂为钛酸四丁酯。

步骤（2）中，水浴加热温度为60~90℃，使用质量浓度为5%的na2co3溶液对步骤（1）抽滤所得滤液进行中和。

步骤（3）中脱醇在温度140~200℃、压强-0.1mpa的条件下进行；脱醇时间为1~5h。

步骤（4）加入脱色剂后，在60~110℃、-0.1mpa条件下脱色1~4h，冷却后，在0.1mpa下抽滤0.5~3h，收集所得滤液，即为最终产物环保增塑剂dotp。

步骤（4）所述脱色剂为烘干至恒重的活性炭。

所述方法制备所得的dotp的应用，将制备所得的dotp作为主增塑剂或作为辅助增塑剂应用于pvc树脂制备中。

本发明的有益效果：本发明提供的方法不仅解决了废弃物白泥的治理问题，而且变废为宝，得到的产物dotp被列为无毒增塑剂，完全可以取代邻苯类增塑剂，具有经济和环境保护的双重效益，应用前景广阔。

附图说明

图1是实施例1制备所得dotp的红外谱图。

图2是实施例1制备所得dotp的气相-质谱联用图。

具体实施方式

实施例1

（1）酯化反应：在三口烧瓶中加入烘干后的经酸处理的废弃物白泥24.92g，2-乙基己醇68.37g，其中白泥：2-乙基己醇摩尔比为1：3.5；继续添加催化剂钛酸四丁酯0.93g；电热套加热至220℃，恒温反应8h后测定体系酸价，若酸价小于1mgkoh/g，停止反应，冷却后在-0.1mpa下抽滤3h；若大于1mgkoh/g时继续酯化反应；

（2）中和水洗：在70℃水浴加热条件下使用5%的na2co3溶液对上述滤液进行中和至酸价小于0.1mgkoh/g后水洗多次，静止后分层24h后，取上层溶液；

（3）脱醇：将所述上层溶液，即酯层置于圆底烧瓶中负压脱醇；脱醇在温度180℃、压强-0.1mpa的条件下进行；脱醇时间为3h；

（4）脱色：将烘干至恒重的活性炭加入脱醇后的样品中，在80℃、-0.1mpa条件下脱色2h，冷却后，在-0.1mpa下抽滤0.5h，收集所得滤液，即为最终产物环保增塑剂dotp。

制备所得产品的红外谱图如图1所示。1720cm^-1为酯基的c=o伸缩振动，1247cm^-1和1100cm^-1为酯基的c-o伸缩振动，1505cm^-1和1461cm^-1为苯环骨架振动吸收峰，2958cm^-1和2859cm^-1为-ch3、-ch2-的振动吸收峰，870cm^-1为苯环对位取代特征吸收。

制备所得产品气相-质谱联用图如图2所示，由图中的保留时间和峰面积可以看出产物的主要成分为对苯二甲酸二辛酯（dotp），含量约占总组分的90%。其余组分包括异辛醇、2-碘-6-甲基庚烷及辛醚。

实施例2

（1）酯化反应：在三口烧瓶中加入烘干后的经酸处理的白泥、2-乙基己醇和钛酸四丁酯，废弃物白泥：2-乙基己醇的摩尔比为1:6；催化剂的加入量为废弃物白泥和2-乙基己醇总质量的3%；电热套加热至260℃，恒温反应7h后测定体系酸价，若酸价小于1mgkoh/g，停止反应，冷却后在-0.1mpa下抽滤；若大于1mgkoh/g时继续酯化反应；

（2）中和水洗：在90℃水浴加热条件下使用5%的na2co3溶液对上述滤液进行中和至酸价小于0.1mgkoh/g后水洗多次，静止后分层24h后，取上层溶液；

（3）脱醇：将所述上层溶液，即酯层置于圆底烧瓶中负压脱醇；脱醇在温度200℃、压强-0.1mpa的条件下进行；脱醇时间为5h；

（4）脱色：将烘干至恒重的活性炭加入脱醇后的样品中，在110℃、-0.1mpa条件下脱色1h，冷却后，在-0.1mpa下抽滤0.5h，收集所得滤液，即为最终产物环保增塑剂dotp。

实施例3

（1）酯化反应：在三口烧瓶中加入烘干后的经酸处理的白泥、2-乙基己醇和钛酸四丁酯，废弃物白泥：2-乙基己醇的摩尔比为1:2；催化剂的加入量为废弃物白泥和2-乙基己醇总质量的1%；电热套加热至200℃，恒温反应8h后测定体系酸价，若酸价小于1mgkoh/g，停止反应，冷却后在-0.1mpa下抽滤；若大于1mgkoh/g时继续酯化反应；

（2）中和水洗：在60℃水浴加热条件下使用5%的na2co3溶液对上述滤液进行中和；至酸价小于0.1mgkoh/g后水洗多次，静止后分层24h后，取上层溶液；

（3）脱醇：将所述上层溶液，即酯层置于圆底烧瓶中负压脱醇；脱醇在温度140℃、压强-0.1mpa的条件下进行；脱醇时间为5h；

（4）脱色：将烘干至恒重的活性炭加入脱醇后的样品中，在60℃、-0.1mpa条件下脱色4h，冷却后，在-0.1mpa下抽滤3h，收集所得滤液，即为最终产物环保增塑剂dotp。