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环保型增塑剂油酰柠檬酸三丁酯的开发
发表时间:2016.03.20  浏览次数:1184

本项目以柠檬酸、正丁醇、油酸为原料,通过柠檬酸与正丁醇酯化反应,得到柠檬酸三丁酯;再通过油酸与三氯化磷酰化得到油酰氯;最后用油酰氯与柠檬酸三丁酯进行反应得到油酰柠檬酸三丁酯。通过对原料配比、催化剂用量、反应温度、反应时间对油酰柠檬酸三丁酯收率影响的考察,确定了最优的合成条件和工艺路线。当n柠檬酸三丁酯:n油酰氯=1:2,反应温度为70℃,催化剂用量为1.25%,反应时间1.5h时,得到油酰柠檬酸三丁酯的产率为96.7%。

对合成产品进行性能测试得出:油酰柠檬酸三丁酯的密度为0.898g/ml,闪点为194.7℃,25℃下折光率为1.4548。通过对油酰柠檬酸三丁酯的毒性毒理考察得到低毒和相对无毒结果。颜色与外观:无色透明液体;色泽(Pt-Co):30#;含量:99.2%;酸值:0.18mgKOH/g;水分(wt):0.15%;重金属(以Pb计):5ppm;砷(As):2ppm。

与国内外同类技术比较 。 本课题组采用柠檬酸、正丁醇以及油酸作为合成原料,合成油酰柠檬酸三丁酯,旨在于柠檬酸三丁酯分子结构中引入较长的脂肪碳链,使其分子量增大为625,脂肪碳与极性基团的比值为8(与DOP相同)。由此决定了油酰柠檬酸三丁酯挥发性小、稳定性高、抗迁移、耐抽出、低温柔韧、无毒安全,而且在综合性能方面可以和DOP相媲美。

技术关键与创新点: 1)参照典型增塑剂DOP的理论与实践(脂肪碳与极性基团的比值为8),采用油酸酰基化柠檬酸三丁酯合成油酰柠檬酸三丁酯,在柠檬酸三丁酯母体的分子结构中引入十八碳脂肪链,增加了柠檬酸酯类增塑剂新品种,拓展了油酸与柠檬酸的深加工利用空间。 2)采用先酯化后酰化的路线制备油酰柠檬酸三丁酯的工艺合理,为工业化生产提供了技术参数。 3)所研发产品用于橡塑材料增塑,具有挥发性小、稳定性高、抗迁移、耐抽出、低温柔韧等优点,无毒安全,综合性能优于DOP。

我国增塑剂总生产能力已超过100万t/a,进口50.64万t,两者的增长比例均在15%以上,有广阔的市场空间和应用前景。以年产1000吨的工厂(市场占有率0.06)%为例,原材料成本10000元/t,按售价18000元/t(与国产柠檬酸酯类的售价持平),利税可达800万元/年,经济效益明显。

柠檬酸增塑剂生产所涉及的原辅材料以及产品均属常规化工材料,所有原辅材料以及产品均无剧烈毒性、强烈爆炸危险性,生产过程也无剧毒“三废”产生,油酰柠檬酸三丁酯的生产可按常规增塑剂组织生产。 随着增塑剂需求的日益扩大,而且邻苯二甲酸酯类增塑剂显现出的潜在毒性的影响及世界各国对其的限制使用,必将推动环保无毒型增塑剂油酰柠檬酸三丁酯的广泛应用,因此本项目的研制完成具有显著的经济和社会效益,项目产品应用前景广阔。

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