本发明涉及一种可塑剂及其制造方法,特别是涉及一种具有高表面张力的可塑剂及其制造方法。
背景技术:
1、可塑剂(plasticizer)被广泛应用于塑料材料、涂料、染料、黏着剂或石膏的生产过程中,可塑剂的添加,可使材料液化或使材料的质地更为柔软,以利于塑形。目前应用最广泛的可塑剂,是邻苯二甲酸酯类(phthalates,paes)化合物,但伴随长时间的使用,邻苯二甲酸酯类化合物的安全性不断受到质疑。
2、在2008年,欧盟化学品管理局(european chemicals agency,echa)将邻苯二甲酸酯类化合物列为高度关注物(substances of very high concern,,svhc)的候选物质列表,并限制产品中邻苯二甲酸酯类化合物的含量不得超过0.1wt%。被列于管制的邻苯二甲酸酯类化合物包括:邻苯二甲酸二丁酯(di-n-butyl phthalate,dbp)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(bis(2-ethylhexyl)phthalate,dehp)和邻苯二甲酸丁苄酯(benzyl butylphthalate,bbp)。据此,相关领域开始致力于发展各种环保可塑剂,以取代以往的邻苯二甲酸酯类可塑剂。
3、同样为了环保的要求,下游厂商逐渐倾向于水性制造过程。在水性制造过程中,各种添加剂皆需具备一定的亲水性,以便与材料均匀混合,可塑剂也不例外。一旦可塑剂的亲水性不足,则容易导致可塑剂析出,进而负面影响产品的质量,例如:上胶性不佳、印刷性不足。
4、然而,目前市面上的环保可塑剂的表面张力普遍落于33达因(dyne)至35达因之间(25℃),此表面张力范围的环保可塑剂尚无法有效应用于水性制造过程中。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足提供一种可塑剂及其制造方法。
2、为了解决上述的技术问题,本发明所采用的其中一技术方案是提供一种可塑剂的制造方法。可塑剂的制造方法包括以下步骤:混合二元酸、二元醇以及催化剂,以形成一反应混合物。使反应混合物在130℃至220℃的温度范围中进行反应,以形成一半成品。于半成品中添加封端醇,在205℃至220℃的温度范围中反应,以形成一粗可塑剂。将粗可塑剂在760托耳至5托耳的压力范围中进行纯化,以获得可塑剂。二元酸:二元醇:封端醇的摩尔比例为1:0.6至0.9:0.3至0.6。二元酸至少包括丁二酸或己二酸,二元醇包括二乙二醇及2-甲基-1,3-丙二醇,封端醇是醚醇或碳数小于或等于4的脂肪醇。
3、更进一步地,醚醇是选自于由下列所构成的群组:二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚及丙二醇单丁醚。脂肪醇是选自于由下列所构成的群组:甲醇、乙醇、异丙醇及正丁醇。
4、更进一步地,二元酸包含丁二酸及己二酸,丁二酸的添加摩尔数小于或等于己二酸的添加摩尔数,且丁二酸在二元酸中的摩尔比率大于或等于0.2。
5、更进一步地,丁二酸及己二酸的混合摩尔比例为1:1至1:4。
6、更进一步地,二乙二醇的添加摩尔数小于或等于2-甲基-1,3-丙二醇的添加摩尔数,且二乙二醇在二元醇中的摩尔比率大于或等于0.25。
7、更进一步地,二乙二醇及2-甲基-1,3-丙二醇的混合摩尔比例为1:1至1:3。
8、更进一步地,反应混合物分别在一升温程序的多个持温阶段下进行反应,升温程序的温度范围为130℃至220℃。粗可塑剂分别在一减压程序的多个低压阶段下进行纯化,以获得可塑剂,减压程序的压力范围为760托耳至5托耳。
9、更进一步地,多个持温阶段分别为一第一持温阶段、一第二持温阶段、一第三持温阶段、一第四持温阶段与一第五持温阶段,第一持温阶段的一预订温度值位于130℃至150℃的区间,第二持温阶段的一预订温度值位于150℃至170℃的区间,第三持温阶段的一预订温度值位于170℃至190℃的区间,第四持温阶段的一预订温度值位于190℃至205℃的区间,第五持温阶段的一预订温度值位于205℃至220℃的区间。
10、更进一步地,当半成品的酸价为70至90毫克koh/克时,结束升温程序。
11、更进一步地,当粗可塑剂的酸价为10至30毫克koh/克时,开始减压程序。
12、更进一步地,多个低压阶段分别为一第一低压阶段、一第二低压阶段、一第三低压阶段、一第四低压阶段与一第五低压阶段,第一低压阶段的一预订压力值位于750托耳至400托耳的区间,第二低压阶段的一预订压力值位于400托耳至300托耳的区间,第三低压阶段的一预订压力值位于300托耳至150托耳的区间,第四低压阶段的一预订压力值位于150托耳至20托耳的区间,第五低压阶段的一预订压力值位于20托耳至10托耳的区间。
13、为了解决上述的技术问题,本发明所采用的另外一技术方案是提供一种可塑剂。可塑剂是由二元酸、二元醇、封端醇所合成,二元酸:二元醇:封端醇的摩尔比例为1:0.6至0.9:0.3至0.6,二元酸至少包括丁二酸或己二酸,二元醇包括二乙二醇及2-甲基-1,3-丙二醇,封端醇是醚醇或碳数小于或等于4的脂肪醇,可塑剂的表面张力为37达因至40达因。
14、更进一步地,可塑剂的色相alpha值小于100。
15、更进一步地,可塑剂的黏度为1500cps至3000cps。
16、更进一步地,可塑剂的重均分子量为2500g/mol至3500g/mol。
17、更进一步地,醚醇是选自于由下列所构成的群组:二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚及丙二醇单丁醚。脂肪醇是选自于由下列所构成的群组:甲醇、乙醇、异丙醇及正丁醇。
18、更进一步地,二元酸包括丁二酸及己二酸,丁二酸及己二酸的混合摩尔比例为1:1至1:4。
19、更进一步地,二乙二醇及2-甲基-1,3-丙二醇的混合摩尔比例为1:1至1:3。
20、本发明的其中一有益效果在于,本发明所提供的可塑剂及其制造方法,其能通过“二元酸包括丁二酸或己二酸”、“二元醇包括二乙二醇及2-甲基-1,3-丙二醇”以及“封端醇是醚醇或碳数小于或等于4的脂肪醇”的技术方案,以提升的可塑剂的表面张力。
21、为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而所提供的附图仅用于提供参考与说明,并非用来对本发明加以限制。
1.一种可塑剂的制造方法,其特征在于,所述制造方法包括:
2.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述醚醇是选自于由下列所构成的群组:二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚及丙二醇单丁醚;所述脂肪醇是选自于由下列所构成的群组:甲醇、乙醇、异丙醇及正丁醇。
3.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述二元酸包含丁二酸及己二酸,所述丁二酸的添加摩尔数小于或等于所述己二酸的添加摩尔数,且所述丁二酸在所述二元酸中的摩尔比率大于或等于0.2。
4.根据权利要求3所述的制造方法,其特征在于,所述丁二酸及所述己二酸的混合摩尔比例为1:1至1:4。
5.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述二乙二醇的添加摩尔数小于或等于所述2-甲基-1,3-丙二醇的添加摩尔数,且所述二乙二醇在所述二元醇中的摩尔比率大于或等于0.25。
6.根据权利要求5所述的制造方法,其特征在于,所述二乙二醇及所述2-甲基-1,3-丙二醇的混合摩尔比例为1:1至1:3。
7.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述反应混合物分别在一升温程序的多个持温阶段下进行反应,所述升温程序的温度范围为130℃至220℃;所述粗可塑剂分别在一减压程序的多个低压阶段下进行纯化,以获得所述可塑剂,所述减压程序的压力范围为760托耳至5托耳。
8.根据权利要求7所述的制造方法,其特征在于,多个所述持温阶段分别为一第一持温阶段、一第二持温阶段、一第三持温阶段、一第四持温阶段与一第五持温阶段,所述第一持温阶段的一预订温度值位于130℃至150℃的区间,所述第二持温阶段的一预订温度值位于150℃至170℃的区间,所述第三持温阶段的一预订温度值位于170℃至190℃的区间,所述第四持温阶段的一预订温度值位于190℃至205℃的区间,所述第五持温阶段的一预订温度值位于205℃至220℃的区间。
9.根据权利要求7所述的制造方法,其特征在于,当所述半成品的酸价为70至90毫克koh/克时,结束所述升温程序。
10.根据权利要求7所述的制造方法,其特征在于,当所述粗可塑剂的酸价为10至30毫克koh/克时,开始所述减压程序。
11.根据权利要求7所述的制造方法,其特征在于,多个所述低压阶段分别为一第一低压阶段、一第二低压阶段、一第三低压阶段、一第四低压阶段与一第五低压阶段,所述第一低压阶段的一预订压力值位于750托耳至400托耳的区间,所述第二低压阶段的一预订压力值位于400托耳至300托耳的区间,所述第三低压阶段的一预订压力值位于300托耳至150托耳的区间,所述第四低压阶段的一预订压力值位于150托耳至20托耳的区间,所述第五低压阶段的一预订压力值位于20托耳至10托耳的区间。
12.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述可塑剂的制造方法还进一步包括:于一反应器中投入所述二元酸、所述二元醇以及所述催化剂,在所述升温程序时再添加所述封端醇,以形成所述反应混合物。
13.一种可塑剂,其特征在于,所述可塑剂是由二元酸、二元醇、封端醇所合成,二元酸:二元醇:封端醇的摩尔比例为1:0.6至0.9:0.3至0.6,所述二元酸至少包括丁二酸或己二酸,所述二元醇包括二乙二醇及2-甲基-1,3-丙二醇,所述封端醇是醚醇或碳数小于或等于4脂肪醇,所述可塑剂的表面张力为37到40达因。
14.根据权利要求13所述的可塑剂,其特征在于,所述可塑剂的色相alpha值小于100。
15.根据权利要求13所述的可塑剂,其特征在于,所述可塑剂的黏度为1500cps至3000cps,。
16.根据权利要求13所述的可塑剂,其特征在于,所述可塑剂的重均分子量为2500g/mol至3500g/mol。
17.根据权利要求13所述的可塑剂,其特征在于,所述醚醇是选自于由下列所构成的群组:二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚及丙二醇单丁醚;所述脂肪醇是选自于由下列所构成的群组:甲醇、乙醇、异丙醇及正丁醇。
18.根据权利要求13所述的可塑剂,其特征在于,所述二元酸包括丁二酸及己二酸,所述丁二酸及所述己二酸的混合摩尔比例为1:1至1:4。
19.根据权利要求13所述的可塑剂,其特征在于,所述二乙二醇及所述2-甲基-1,3-丙二醇的混合摩尔比例为1:1至1:3。