一种中长/短链异山梨醇基结构脂增塑剂及其制备方法与流程

本发明涉及一种中长/短链异山梨醇基结构脂增塑剂及其制备方法，属于塑料助剂领域。

背景技术：

1、在“碳达峰碳中和”的大背景下，生物基增塑剂替代石油基增塑剂必将成为发展趋势。苯二甲酸酯类增塑剂具有潜在毒性和致癌性会对人体健康和生态环境产生极大的威胁。生物质来源的生物基增塑剂具有绿色、无毒、生物可降解性将会有广阔的发展前景。

2、中长/短链脂肪酸异山梨醇结构脂增塑剂来源于纤维素、葡萄糖和油脂，具有可再生、绿色无毒、可生物降解等特点。相较而言，具有和苯二甲酸类增塑剂相似的化学结构和理化特性。同时，具有可设计性和良好的pvc、pla相容性、良好的力学性能、玻璃化转变温度低、热稳定性好、低挥发性、低迁移性和耐抽提性等优点。因此，开发此类增塑剂具有很好的实际应用价值。李文博、任亮、陶子俊等研究了“异山梨醇基增塑剂的制备及其增塑pvc的性能”(《工程塑料应用》2021年4期)，其通过异山梨醇和壬酸合成一种新型生物基增塑剂—异山梨醇二正壬酸酯(sdn)来改性聚氯乙烯(pvc)树脂，研究了绿色增塑剂的增塑作用及对共混物性能的影响，但是sdn不具有可设计性，不能满足pvc不同的配方要求，对pla的相容性和迁移性欠佳。目前未见中长/短链脂肪酸异山梨醇结构脂增塑剂的相关报道。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种中长/短链脂肪酸异山梨醇结构脂增塑剂。

2、为实现本发明目的，技术方案如下：

3、该中长/短链脂肪酸异山梨醇结构脂增塑剂结构如下：n＝6-16；m＝0-5。

4、其通过以下步骤制备：

5、(1)将异山梨醇和中长链脂肪酸投入反应釜，加入催化剂，在真空下，升温进行酯化反应。反应结束后，降温，测定酸值小于3达到终点，得到异山梨醇单脂肪酸酯。异山梨醇和中长链脂肪酸摩尔比优选1:1。反应温度优选160-190℃。

6、(2)将短链脂肪酸酐逐步加入到上述异山梨醇单脂肪酸酯中，同时加入催化剂，在真空下加热到120-140℃进行酰化反应，反应结束后降温，测定酸值小于3为终点。将得到的粗品进行过滤、洗涤、蒸馏精制即可。异山梨醇单脂肪酸酯和短链脂肪酸酐的摩尔比优选1:1；反应温度优选130℃。

7、所述催化剂为酞酸四丁酯、苯磺酸、磷酸、磷钨酸盐等其中一种或多种。

8、所述的中长链脂肪酸为c8-18饱和脂肪酸，优选：辛酸、异辛酸、癸酸、月桂酸、棕榈酸、环氧化油酸或硬脂酸等。

9、所述的短链脂肪酸酐为c2-7饱和脂肪酸酐，优选乙酸酐、丁酸酐、戊酸酐或庚酸酐等。

10、本发明优点：本发明增塑剂来源于生物质，具有可再生、绿色无毒、生物可降解等特点。具有和苯二甲酸酯类增塑剂相似的化学结构和理化特性。

技术特征：

1.一种异山梨醇基增塑剂，其特征在于：该增塑剂为中长/短链脂肪酸异山梨醇结构脂，其分子结构式如下：

2.一种制备如权利要求1所述的异山梨醇基增塑剂的方法，其特征在于，通过以下步骤制备：

3.如权利要求2所述的异山梨醇基增塑剂的制备方法，其特征在于，所述的中长链脂肪酸选自辛酸、异辛酸、癸酸、月桂酸、棕榈酸、环氧化油酸或硬脂酸；所述短链脂肪酸酐选自乙酸酐、丁酸酐、戊酸酐或庚酸酐。

技术总结
本发明公开了一种中长/短链异山梨醇基结构脂增塑剂及其制备方法，属于塑料助剂领域。本发明采用具有芳香结构的异山梨醇与中长链脂肪酸和短链脂肪酸进行酯化反应和酰化反应制得中长/短链脂肪酸异山梨醇结构脂。其具有和苯二甲酸酯类增塑剂相似的化学结构和理化特性，具有可再生、绿色无毒、生物可降解等特点。其结构如下：n=6‑16；m=0‑5。

技术研发人员：楚喆
受保护的技术使用者：河南正通食品科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15