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可塑剂及其制造方法

文献发布时间:2024-04-18 19:58:26


可塑剂及其制造方法

技术领域

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

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。

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)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。

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。

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。

发明内容

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。

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,以获得一可塑剂。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。二元酸包括己二酸,二元醇包括一多甘醇及一饱和脂肪醇,封端醇包括异辛醇、异癸醇或2-丙基庚醇。

更进一步地,多甘醇是选自于由下列所构成的群组:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、一缩二丙二醇、二丙二醇及三丙二醇。

更进一步地,饱和脂肪醇是选自于由下列所构成的群组:可为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇及2-甲基-1,3-丙二醇。

更进一步地,多甘醇的添加摩尔数小于或等于饱和脂肪醇的添加摩尔数,且多甘醇在二元醇中的摩尔比率大于或等于0.25。

更进一步地,多甘醇与饱和脂肪醇的混合摩尔比例为1:1至1:3。

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。

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。

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。

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。

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。

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、封端醇以及催化剂所合成,二元酸:二元醇:封端醇的摩尔比例为1:0.6至0.9:0.3至0.6,二元酸包括己二酸,二元醇包括一多甘醇及一饱和脂肪醇,封端醇包括异辛醇、异癸醇或2-丙基庚醇,可塑剂的表面张力为36达因至38达因。

更进一步地,可塑剂的色相Alpha值小于100。

更进一步地,可塑剂的黏度为1500cps至3000cps。

更进一步地,可塑剂的重均分子量为2500g/mol至3500g/mol。

更进一步地,多甘醇是选自于由下列所构成的群组:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、一缩二丙二醇、二丙二醇及三丙二醇。

更进一步地,饱和脂肪醇是选自于由下列所构成的群组:乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,6-己二醇及1,10-癸二醇。

更进一步地,多甘醇与饱和脂肪醇的混合摩尔比例为1:1至1:3。

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“二元醇包括一多甘醇及一饱和脂肪醇”以及“二元酸包括己二酸”的技术方案,以提升可塑剂的表面张力。

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。

附图说明

图1为本发明可塑剂的制造方法的流程示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“可塑剂及其制造方法”的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外,本发明的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。另外,本文中所使用的术语“或”,应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

本发明提供一种可塑剂及其制造方法,本发明的可塑剂不属于邻苯二甲酸酯类,故不会有安全性的顾虑。本发明的可塑剂属于环保可塑剂,且具有较高的表面张力,可应用于水性制造过程中。具体来说,本发明的可塑剂在25℃下测量的表面张力可大于36达因(甚至可大于37达因),高于目前市面上环保可塑剂的表面张力(33达因至35达因)及高分子型可塑剂(35达因至37达因)。

本发明的可塑剂是由特定的二元酸、二元醇及封端醇所合成,通过成分的选择,可提升可塑剂整体的亲水性。于本发明中,可塑剂的亲水性可量化表现在可塑剂的表面张力。

请参阅图1所示,本发明的可塑剂的制造方法包括下列步骤。在步骤S1中,于一反应器中投入二元酸、二元醇以及催化剂,形成一反应混合物,并设定反应槽的温度为150℃,压力为常压。

上述二元酸包括己二酸(adipic acid)。

上述二元醇包括一多甘醇(polyglycol)及一饱和脂肪醇,多甘醇的碳数为2至9(较佳是2至6),饱和脂肪醇的碳数为2至10(较佳是2至6)。于一示范实施例中,二元醇是由多甘醇及饱和脂肪醇构成的一混合物,相较于单独使用饱和脂肪醇,混合多甘醇及饱和脂肪醇可改善可塑剂的结构,更进一步提升可塑剂的表面张力。尤其是,当饱和脂肪醇是2-甲基-1,3-丙二醇时,多甘醇的添加特别可以改善可塑剂的结构。

在一示范实施例中,多甘醇的添加摩尔数小于或等于饱和脂肪醇的添加摩尔数,且多甘醇在二元醇中最低的摩尔比率为0.25。本发明通过控制可塑剂中多甘醇及脂肪醇的含量,来控制可塑剂的结构,进而达到提升可塑剂的表面张力的效果。多甘醇及饱和脂肪醇的混合摩尔比例为1:1至1:3,较佳的,多甘醇及饱和脂肪醇的混合摩尔比例为1:1.5至1:2.5。举例来说,多甘醇及饱和脂肪醇的混合摩尔比例可以为1:1.7、1:1.9、1:2.1或1:2.3。

具体来说,多甘醇可选自于由下列所构成的群组:乙二醇(ethylene glycol)、二乙二醇(diethylene glycol)、三乙二醇(triethylene glycol)、一缩二丙二醇(propyleneglycol)、三丙二醇(tripropylene glycol)。饱和脂肪醇可选自于由下列所构成的群组:乙二醇(ethylene glycol)、1,2-丙二醇(1,2-propanediol)、1,3-丙二醇(1,3-propanediol)、1,3-丁二醇(1,3-butanediol)、1,4-丁二醇(1,4-butanediol)、新戊二醇(neopentyl glycol)、2-甲基-2,4-戊二醇(2-methyl-2,4-pentanediol)及2-甲基-1,3-丙二醇(2-methyl-1,3-propanediol)、1,6-己二醇(1,6-hexanediol)、1,10-癸二醇(1,10-decanediol)。

上述催化剂可以是钛催化剂、锡催化剂、钠催化剂、锌催化剂或镁催化剂。具体来说,催化剂是选自于由下列所构成的群组:钛酸酯、氧化亚锡、草酸亚锡、铝酸钠、氧化钛、氧化锌及氧化镁。较佳的,催化剂是钛酸酯。

在步骤S2中,使反应混合物于一升温程序中的多个持温阶段下进行反应,以形成一半成品。在升温程序中,高温(大于100℃)可使酯化反应所产生的水分蒸发,达到去除水分的功效。

升温程序的温度范围可以是130℃至220℃之间的涵盖的任意范围,于本实施例中,升温程序的温度范围是140℃至210℃。自温度范围中选取多个预定温度值,分别作为多个持温阶段中固定的温度。于一些实施例中,多个预定温度值中可包括温度范围的上下限值,但并不以此为限制。也就是说,多个预定温度值中也可不包含温度范围的上下限值。预定温度值的数量可以大于或等于3,较佳的,预定温度值的数量可以大于或等于4。

举例来说,当温度范围是130℃至220℃时,多个预定温度值可以是130℃至220℃中的任一数值,例如但不限于:140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃或210℃,且可选择性涵盖130℃至220℃(上下限值)。

为了控制反应混合物的反应速率,本发明调控各个持温阶段的温度。于一示范实施例中,升温程序中的多个持温阶段由低温至高温依序进行,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。第一持温阶段的预定温度值位于130℃至150℃的区间,第二持温阶段的预定温度值位于150℃至170℃的区间,第三持温阶段的预定温度值位于170℃至190℃的区间,第四持温阶段的预定温度值位于190℃至205℃的区间,第五持温阶段的预定温度值位于205℃至220℃的区间。第一持温阶段、第二持温阶段、第三持温阶段、第四持温阶段以及第五持温阶段各自的持续时间为0.5小时至4小时。

在升温程序中,持温阶段的持续时间可依预定温度值的数量或是预定温度值间的差值进行调整。具体来说,当预定温度值的数量较多时,可缩减每个持温阶段的持续时间,反之,当预定温度值的数量较少时,可延长每个持温阶段的持续时间。当预定温度值间的差值较大时,可延长每个持温阶段的持续时间,反之,当预定温度值间的差值较小时,可缩减每个持温阶段的持续时间。

综观整个升温程序,反应混合物的整体平均升温速率为5℃/小时至8℃/小时。

在升温程序中,反应物可充分反应聚合,避免产生聚合不完全的低分子量聚合物。低分子量聚合物的产生,会负面影响最终产品的黏度均匀性,造成可塑剂质量不均一的问题。并且,日后使用可塑剂时,可塑剂中的低分子量聚合物有可能会在加工程序渗出,而有加工性不佳的问题。

若以连续升温的方式(反应器的温度随时间持续改变)加热反应混合物,则封端醇很有可能在一开始便与二元酸反应,使得二元酸的末端酸基被取代,而无法继续进行聚合反应,产生低分子量聚合物。因此,本发明使用包含多个持温阶段的升温程序,可达到降低低分子量聚合物产生的效果。

在步骤S3中,当半成品的酸价为70毫克KOH/克至90毫克KOH/克时,便可结束升温程序(步骤S2)。于半成品中加入一封端醇,并持温反应(205℃至220℃)以获得粗可塑剂。通过调整封端醇的添加时机,可控制合成可塑剂的分子量,进而达到控制可塑剂的黏度的效果。

上述封端醇包括异辛醇、异癸醇或2-丙基庚醇。

于一示范实施例中,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。较佳的,二元酸:二元醇:封端醇的摩尔比例为1:0.75至0.9:0.3至0.45。更佳的,二元酸:二元醇:封端醇的摩尔比例为1:0.85至0.89:0.32至0.40。

值得说明的是,通过选用上述种类的二元酸、二元醇及封端醇,可合成出高表面张力的可塑剂,特别是选用多甘醇及饱和脂肪醇作为二元醇,可大幅提升可塑剂的表面张力。

在步骤S4中,当粗可塑剂的酸价为10毫克KOH/克至30毫克KOH/克时,于粗可塑剂中投入剩余的封端醇,并可开始一减压程序。

在减压程序中,可去除聚合反应中产生的低沸物(即低分子量聚合物),以维持可塑剂的黏度均匀性。如此一来,本发明的可塑剂可具有加工性佳、低气味、色相佳的优点。

减压程序的压力范围可以是760托耳至5托耳之间的涵盖的任意范围,于一示范实施例中,减压程序的压力范围可以是750托耳至10托耳。自压力范围中选取多个预定压力值,分别作为多个低压阶段的压力,于一些实施例中,多个预定压力值中可包括压力范围的上下限值,但并不以此为限制。也就是说,多个预定压力值中也可不包含压力范围的上下限值。预定压力值的数量可以大于或等于3,较佳的,预定压力值的数量可以大于或等于4。

举例来说,当压力范围是760托耳至5托耳时,多个预定压力值可以是760托耳至5托耳中的任一数值,例如但不限于:750托耳、700托耳、600托耳、500托耳、400托耳、300托耳、200托耳、100托耳、50托耳或10托耳,且可选择性涵盖760托耳及5托耳(上下限值)。

为了控制半成品的纯化效果,本实施例调控各个低压阶段的压力。于一示范实施例中,减压程序中的多个低压阶段由高压至低压依序进行,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。第一低压阶段的预定压力值位于760托耳至450托耳的区间,第二低压阶段的预定压力值位于450托耳至300托耳的区间,第三低压阶段的预定压力值位于300托耳至200托耳的区间,第四低压阶段的预定压力值位于200托耳至100托耳的区间,第五低压阶段的预定压力值位于100托耳至5托耳的区间。第一低压阶段、第二低压阶段、第三低压阶段、第四低压阶段以及第五低压阶段各自的持续时间为0.5小时至3小时。

在减压程序中,低压阶段的持续时间可依预定压力值的数量或预定压力值间的差值进行调整。具体来说,当预定压力值的数量较多时,可缩减每个低压阶段的持续时间,反之,当预定压力值的数量较少时,可延长每个低压阶段的持续时间。当预定压力值间的差值较大时,可延长每个低压阶段的持续时间,反之,当预定压力值间的差值较小时,可缩减每个低压阶段的持续时间。

综观整个减压程序,半成品的整体平均减压速率为75托耳/小时至125托耳/小时。

在步骤S5中,自反应器中取样并测量其酸价,当可塑剂的酸价小于1毫克KOH/克时,全力减压抽真空,例如但不限于:使反应器内压力低于10托耳。接着,取样测量可塑剂的黏度,当可塑剂的黏度为2500cps至3500cps(25℃)时结束反应,停止抽真空,并降温至40℃卸料。待冷却后,便可获得本发明的可塑剂。于一较佳实施例,当可塑剂的黏度为2800cps至3200cps(25℃)时结束反应。

根据上述内容,本发明的可塑剂的制备方法可控制可塑剂的分子量及黏度,使可塑剂具有良好的加工特性,以便日后应用于水性塑料材料、水性树脂涂料或其他水性制造过程中。并且,本发明的可塑剂的制备方法可降低低分子量聚合物的产生,防止日后低分子量聚合物渗出,而负面影响最终产品的质量。

[实验测试]

为证实本发明使用特定二元醇,可提升可塑剂的表面张力的效果。本发明根据上述步骤S1至S5,实施例1至5的可塑剂,且其具有高表面张力的特性。实施例1至3中的主要差异在于:使用不同种类的二元醇。具体来说,实施例1中使用二乙二醇(多甘醇)及2-甲基-1,3-丙二醇作为二元醇,实施例2中使用一缩二丙二醇(多甘醇)及2-甲基-1,3-丙二醇作为二元醇,实施例3中使用三乙二醇(多甘醇)及2-甲基-1,3-丙二醇作为二元醇。实施例1、4及5中的主要差异在于:使用不同种类的封端醇。具体来说,实施例1中使用异辛醇作为封端醇,实施例4中使用异癸醇作为封端醇,实施例5中使用2-丙基庚醇作为封端醇。具体操作步骤如下所述。

[实施例1]

将280克的己二酸(1.92摩尔)、100克的2-甲基-1,3-丙二醇(1.11摩尔)、60克的二乙二醇(0.57摩尔)以及0.5克的钛催化剂投入反应器中,在140℃、760托耳的条件下搅拌反应,以形成反应混合物。根据表1的多个持温阶段,对反应混合物进行步骤S2中的升温程序,以生成半成品。在升温程序过程中,排出反应产生的水及醇。

表1

当半成品的酸价小于90mgKOH/g时,结束升温程序。接着,于半成品中添加90克的异辛醇(0.69摩尔),并维持在210℃的温度,以生成粗可塑剂。在实施例1中,二元酸:二元醇:封端醇的摩尔比例为1:0.87:0.36。

当粗可塑剂的酸价小于30mgKOH/g时,开始对反应器抽真空,根据表2的多个低压阶段,对粗可塑剂进行步骤S4中的减压程序,以获得可塑剂。

表2

当可塑剂的酸价小于1mgKOH/g时,结束减压程序(步骤S4)。接着,对反应器全力抽真空,使压力小于10托耳。当可塑剂的黏度达3000cps后,结束反应,并停止抽真空。待冷却至40℃后,即可获得实施例1的可塑剂(步骤S5)。

[实施例2]

将280克的己二酸(1.92摩尔)、100克的2-甲基-1,3-丙二醇(1.11摩尔)、80克的一缩二丙二醇(0.60摩尔)以及0.5克的钛催化剂投入反应器中,在140℃、760托耳的条件下搅拌反应,以形成反应混合物。

实施例2与实施例1相似,当反应器的温度因反应放热而升温至150℃时,根据实施例1中表1的多个持温阶段,对反应混合物进行步骤S2中的升温程序,以生成半成品。在升温程序过程中,排出反应产生的水及醇。

当半成品的酸价小于90mgKOH/g时,结束升温程序。接着,于半成品中添加90克的异辛醇(0.69摩尔),并维持在210℃的温度下,以生成粗可塑剂。在实施例2中,二元酸:二元醇:封端醇的摩尔比例为1:0.89:0.36。

当粗可塑剂的酸价小于30mgKOH/g时,开始对反应器抽真空,根据表2的多个低压阶段,对粗可塑剂进行步骤S4中的减压程序,以获得可塑剂。

当可塑剂的酸价小于1mgKOH/g时,结束减压程序(步骤S4)。接着,对反应器全力抽真空,使压力小于10托耳。当可塑剂的黏度达3000cps后,结束反应,并停止抽真空。待冷却至40℃后,即可获得实施例2的可塑剂(步骤S5)。

[实施例3]

将280克的己二酸(1.94摩尔)、100克的2-甲基-1,3-丙二醇(1.11摩尔)、85克的三乙二醇(0.57摩尔)以及0.5克的钛催化剂投入反应器中,在140℃、760托耳的条件下搅拌反应,以形成反应混合物。实施例3与实施例1相似,当反应器的温度因反应放热而升温至150℃时,根据实施例1中表1的多个持温阶段,对反应混合物进行步骤S2中的升温程序,以生成半成品。在升温程序过程中,排出反应产生的水及醇。

当半成品的酸价小于90mgKOH/g时,结束升温程序。接着,于半成品中添加90克的异辛醇(0.69摩尔),并维持在210℃的温度下,以生成粗可塑剂。在实施例3中,二元酸:二元醇:封端醇的摩尔比例为1:0.87:0.36。

当粗可塑剂的酸价小于30mgKOH/g时,开始对反应器抽真空,根据表2的多个低压阶段,对粗可塑剂进行步骤S4中的减压程序。

当可塑剂的酸价小于1mgKOH/g时,结束减压程序(步骤S4)。接着,对反应器全力抽真空,使压力小于10托耳。当可塑剂的黏度达3000cps后,结束反应,并停止抽真空。待冷却至40℃后,即可获得实施例3的可塑剂(步骤S5)。

[实施例4]

将280克的己二酸(1.92摩尔)、100克的2-甲基-1,3-丙二醇(1.11摩尔)、60克的二乙二醇(0.57摩尔)以及0.5克的钛催化剂投入反应器中,在140℃、760托耳的条件下搅拌反应,以形成反应混合物。

实施例4与实施例1相似,当反应器的温度因反应放热而升温至150℃时,根据实施例1中表1的多个持温阶段,对反应混合物进行步骤S2中的升温程序,以生成半成品。在升温程序过程中,排出反应产生的水及醇。

当半成品的酸价小于90mgKOH/g时,结束升温程序。接着,于半成品中添加110克的异癸醇(0.69摩尔),并维持在210℃的温度,以生成粗可塑剂。在实施例1中,二元酸:二元醇:封端醇的摩尔比例为1:0.87:0.36。

当粗可塑剂的酸价小于30mgKOH/g时,开始对反应器抽真空,根据表2的多个低压阶段,对粗可塑剂进行步骤S4中的减压程序,以获得可塑剂。

当可塑剂的酸价小于1mgKOH/g时,结束减压程序(步骤S4)。接着,对反应器全力抽真空,使压力小于10托耳。当可塑剂的黏度达3000cps后,结束反应,并停止抽真空。待冷却至40℃后,即可获得实施例1的可塑剂(步骤S5)。

[实施例5]

将280克的己二酸(1.92摩尔)、100克的2-甲基-1,3-丙二醇(1.11摩尔)、60克的二乙二醇(0.57摩尔)以及0.5克的钛催化剂投入反应器中,在140℃、760托耳的条件下搅拌反应,以形成反应混合物。

实施例5与实施例1相似,当反应器的温度因反应放热而升温至150℃时,根据实施例1中表1的多个持温阶段,对反应混合物进行步骤S2中的升温程序,以生成半成品。在升温程序过程中,排出反应产生的水及醇。

当半成品的酸价小于90mgKOH/g时,结束升温程序。接着,于半成品中添加110克的2-丙基庚醇(0.69摩尔),并维持在210℃的温度,以生成粗可塑剂。在实施例1中,二元酸:二元醇:封端醇的摩尔比例为1:0.87:0.36。

当粗可塑剂的酸价小于30mgKOH/g时,开始对反应器抽真空,根据表2的多个低压阶段,对粗可塑剂进行步骤S4中的减压程序,以获得可塑剂。

当可塑剂的酸价小于1mgKOH/g时,结束减压程序(步骤S4)。接着,对反应器全力抽真空,使压力小于10托耳。当可塑剂的黏度达3000cps后,结束反应,并停止抽真空。待冷却至40℃后,即可获得实施例1的可塑剂(步骤S5)。

[比较例1]

比较例1与实施例1的主要差异在于,比较例1使用2-甲基-1,3-丙二醇及新戊二醇作为二元醇,也就是说,比较例1并未添加多甘醇。

将280克的己二酸(1.92摩尔)、100克的2-甲基-1,3-丙二醇(1.11摩尔)、60克的新戊二醇(0.57摩尔)以及0.5克的钛催化剂投入反应器中,在140℃、760托耳的条件下搅拌反应,以形成反应混合物。

比较例1与实施例1相似,当反应器的温度因反应放热而升温至150℃时,根据实施例1中表1的多个持温阶段,对反应混合物进行步骤S2中的升温程序,以生成半成品。在升温程序过程中,排出反应产生的水及醇。

当半成品的酸价小于90mgKOH/g时,结束升温程序。接着,于半成品中添加90克的异辛醇(0.69摩尔),并维持在210℃的温度下,以生成半成品。在比较例1中,二元酸:二元醇:封端醇的摩尔比例为1:0.88:0.36。

当粗可塑剂的酸价小于30mgKOH/g时,开始对反应器抽真空,根据表2的多个低压阶段,对粗可塑剂进行步骤S4中的减压程序,以获得可塑剂。

当可塑剂的酸价小于1mgKOH/g时,结束减压程序(步骤S4)。接着,对反应器全力抽真空,使压力小于10托耳。当可塑剂的黏度达3000cps后,结束反应,并停止抽真空。待冷却至40℃后,即可获得比较例1的可塑剂(步骤S5)。

为方便比较实施例1至5以及比较例1中可塑剂的特性,请参下表3所示。其中,可塑剂的黏度是在25℃下,以一黏度计测量而得。表面张力的测量使用达因笔(dyne testpen),测量可塑剂在硬度值为43PHR(parts per hundred resin)的PVC胶布上的表面张力。

表3

根据表3的内容可得知,本发明选用多甘醇及饱和脂肪醇作为合成可塑剂的原料,可提升可塑剂的表面张力(36dyne至38dyne)。如此一来,本发明的可塑剂可取代以往的邻苯二甲酸酯类可塑剂,作为环保可塑剂。并且,本发明的可塑剂还可应用于水性制造过程中。

请比较实施例1至5以及比较例1的内容,添加多甘醇确实可有效提升可塑剂的表面张力。进一步来说,当多甘醇及饱和脂肪醇同时存在时,可塑剂的结构可被改善,相较于未添加多甘醇时,可塑剂会具有更高的表面张力。另外,当可塑剂进一步搭配己二酸作为二元酸,且以异辛醇作为封端醇时,此效果最为明显。

另外,本发明的可塑剂具有小于100的色相Alpha值,因此于塑料材料中添加本发明的可塑剂后,不会负面影响塑料材料的质量及外观。较佳的,可塑剂的色相Alpha值为40至95。举例来说,可塑剂的色相Alpha值为45、50、55、60、65、70、75、80、85或90。

本发明的可塑剂在25℃的黏度为1500cps至3000cps,以便具有良好的加工特性。较佳的,可塑剂在25℃的黏度为1700cps至2500cps。举例来说,可塑剂在25℃的黏度为1800cps、1900cps、2000cps、2100cps、2200cps、2300cps或2400cps。

可塑剂的重均分子量为2500g/mol至3500g/mol。较佳的,可塑剂的重均分子量为2600g/mol至3300g/mol。举例来说,可塑剂的重均分子量为2700g/mol、2800g/mol、2900g/mol、3000g/mol、3100g/mol或3200g/mol。

可塑剂的酸价为0.1mgKOH/g至1mgKOH/g。较佳的,可塑剂的酸价为0.2mgKOH/g至0.5mgKOH/g。举例来说,可塑剂的酸价为0.25mgKOH/g、0.30mgKOH/g、0.35mgKOH/g、0.40mgKOH/g或0.45mgKOH/g。

可塑剂的OH价为0.5mgKOH/g至2.5mgKOH/g。较佳的,可塑剂的OH价为0.8mgKOH/g至2.0mgKOH/g。举例来说,可塑剂的OH价为1.0mgKOH/g、1.2mgKOH/g、1.4mgKOH/g、1.6mgKOH/g或1.8mgKOH/g。

[实施例的有益效果]

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“二元醇包括一多甘醇及一饱和脂肪醇”及“所述二元酸包括己二酸”的技术方案,以提升的可塑剂的表面张力。

更进一步来说,本发明所提供的可塑剂及其制造方法通过“二元醇包括一多甘醇及一饱和脂肪醇”的技术方案,以提升的可塑剂的表面张力。

更进一步来说,本发明所提供的可塑剂及其制造方法通过“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”以及“粗可塑剂分别在一减压程序的多个低压阶段下进行纯化”的技术方案,以提升的可塑剂的外观质量。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例,并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围,所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

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