聚氯乙烯外润滑剂高分子复合酯的中试研究

颜色
色好 色好 色好 色好 色好
(下转第 38 页)
38 湖 南 化 工 第 29 卷
由表 1 可知 , 利用氯化亚锡催化合成的各种丁 酸酯 , 其沸程和折光率与文献值一致 , 经红外光谱 分析 , 其谱图中均无羟基和烯基的特征吸收峰 , 具 有与 Sadtler 标准图一致的 C O 和 - O - 的特 征吸收峰 。产品经 SP - 502 型气相色谱仪分析 , 酯 的含量在 98 %以上 , 所以氯化亚锡是催化合成丁酸 系列酯的良好催化剂 , 特别是丁酯和戊酯的合成 。 217 不同催化剂对酯化反应的影响
4 赵文献 1 合成醋酸正丁酯的新方法[J ] 1 精细化工 , 1994 , (6) : 55
5 安家驹 , 王伯英 1 实用精细化工辞典[ M ]1 北京 :轻工业出版社 , 1988 , 71
收稿日期 : 1999 - 06 - 20
(上接第 35 页) 从表 3 可以看出 , 稳定批 (五批数据) 的结果比
242. 8 241. 4 239. 6 243. 0 234. 4
96. 21 95. 81 94. 82 96. 44 92. 79
表 4 鉴定批试验结果
酸值 ( mg KOH/ g) 皂化值 ( mg KOH/ g) 酯化率 ( % , m)
23. 89 22. 48 23. 42 23. 93 22. 08
230. 1 231. 4 238. 1 234. 4 239. 6 243. 0
89. 64 89. 81 94. 12 91. 13 93. 16 95. 81
99. 18 98. 65 97. 56 97. 82 97. 85 97. 24
颜色
色好 色好 色好 色好 色好 色好
从以上结果可以看出 , 在投料量相同情况下 , 减压反应时间越长 , 反应进行得越彻底 , 产品酸值 低 , 皂化值高 。当减压反应时间在 12～14h , 产品 质量就能完全满足要求 。低于 12h , 产品酸值偏高 , 高于 14h , 虽然酸值可以很低 , 但能耗大 。综合考
序号 总投料量 (kg)
1
552. 8
2
552. 8
3
552. 8
4
552. 8
5
552. 8
产量 (kg)
501. 6 499. 0 501. 5 499. 0 501. 7
表 3 稳定批试验结果
酸值 ( mg KOH/ g) 皂化值 ( mg KOH/ g) 酯化率 ( % , m)
22. 1 21. 9 22. 4 21. 8 22. 4
3 结果与讨论
311 影响中试产品质量因素 中试产品质量的好坏主要取决于酸值的高低 、
皂化值的大小 , 其次还有颜色的深浅 , 前者由减压
反应时间来控制 , 后者与投料量的大小有关 。 31111 投料量试验
反应温度 、减压反应时间确定后 , 反应完成的 程度与投料量无关 , 投料量的大小只影响产品颜 色 , 结果见表 1 。
表 1 投料量试验结果
序号 总投料量 (kg) 减压时间 (h) 产量 (kg)
1
556. 6
2
501. 3
3
400. 0
4
300. 6
12
503. 1
12
454. 3
12
360. 0
12
273. 9
酸值 ( mg KOH/ g)
26. 6 26. 9 25. 0 25. 1
皂化值 (mg KOH/ g) 酯化率 ( % , m) 收率 ( % , m) 颜色
较平稳 , 酸值都在 23mg KO H/ g 以下 , 皂化值也都 在 230mg KO H/ g 以上 , 酯化率达到 92 %以上 , 收 率达到 98 %以上 ,而且产品颜色都很好 , 完全符合 质量指标要求 。
从稳定批和鉴定批的十批结果来看 , 产品酸值 都在 25mg KO H/ g 以下 , 皂化值都在 230mg KO H/ g 以上 , 酯化率平均达到 93 %以上 , 收率平均达到 98 %以上 , 而且产品颜色好 ,完全满足质量要求 。 313 应用情况
234. 2 231. 7 230. 3 230. 4 234. 7
94. 24 92. 34 94. 18 93. 01 92. 84
收率 ( % , m)
98. 74 98. 99 98. 60 98. 89 98. 64
颜色
色好 色好 色Βιβλιοθήκη 色好 色好收率 ( % , m)
98. 22 97. 71 98. 20 97. 71 98. 24
31112 减压反应时间 本中试产品是一种高分子复合酯 , 对酯化反应
来说 , 减压反应时间越长 , 反应完成的程度越高 , 酸值越小 , 结果见表 2 。
表 2 减压反应时间试验
序号 总投料量 (kg) 减压时间 (h) 产量 (kg)
1
556. 6
2
554. 8
3
554. 8
4
556. 6
5
拉伸强度 : 纵向 54M Pa , 横向 59M Pa 直角撒裂强度 : 纵向 172N/ mm , 横向 25715N/ mm 其结果完全符合国家标准 。
4 结论
①我们所开发的聚氯乙烯用外润滑剂 , 合成
原料包括季戊四醇和硬脂酸 , 其特征在于选用烷链 长的己二酸和能构成支链的三羟甲基丙烷原料 , 并 在高温下促使硬脂酸封端 , 是一种性能优异的 PVC 高档外润滑剂 。
笔者开发一种由多元醇 、多元酸及脂肪酸在高 效催化剂作用下 , 高温酯化合成的高分子复合酯 。
2 试验部分
211 工艺流程
季戊四醇
三羟甲基丙烷
十八酸
反应釜
制片
粉碎
成品 包装
催化剂
己二酸
212 原材料 三羟甲基丙烷 , 季戊四醇 : 北京化工三厂 ; 己
二酸 : 辽阳化纤总厂 ; 硬脂酸 : 一级品 , 上海延安 油脂化工厂 ; 催化剂 D1 , 催化剂 D2 : 自制 。 213 试验操作
虑 , 选用 12～14h 作为减压反应时间较合理 。 312 稳定批和鉴定批试验
通过上述试验 , 我们确定了工艺条件 , 进行了 稳定批和鉴定批试验 。结果见表 3 、表 4 。
序号 总投料量 (kg)
1
556. 6
2
556. 6
3
556. 6
4
556. 6
5
556. 6
产量 (kg)
507. 7 508. 6 507. 0 508. 5 507. 2
物料配比 (摩尔比) : 三羟甲基丙烷∶己二酸∶季 戊四醇∶硬脂酸 = 1∶2∶2∶7
将三羟甲基丙烷 、己二酸和催化剂 D2 加入反 应釜内 , 加热 。当釜内物料完全熔化后 , 启动搅拌 , 于 180～200 ℃反应 2h 。停止加热 , 停止搅拌 , 加入 季戊四醇 、硬脂酸和催化剂 D1 , 启动加热器加热 , 待物料熔完以后 , 启动搅拌 , 于 190 ～210 ℃反应 4h 。打开釜内冷却水 , 使物料降温至 180 ℃左右 , 启动真空泵 , 在 180～185 ℃, 小于 17kPa 下减压反 应 12～14h , 反应完成后 , 通冷却水至 110 ℃, 停止 搅拌 , 关闭真空泵 , 出料制片 、粉碎 、包装 。 214 技术指标
556. 6
6
556. 6
4. 5 11. 0 12. 0 13. 0 14. 0 15. 0
510. 0 505. 6 500. 0 503. 0 503. 1 500. 0
酸值 ( mg KOH/ g)
28. 10 25. 6 22. 8 22. 4 22. 4 21. 8
皂化值 ( mg KOH/ g) 酯化率 ( % , m) 收率 ( % , m)
Key words polyvinyl chloride lubricant synt hesis
1 前言
随着人们生活水平的提高和塑料加工技术的进 步 , 适用于高温 、高速加工及透明薄膜 、片材加工 的高性能外润滑剂需求量逐年增加 , 产品将朝着精 细化 、多功能 、无粉尘 、无毒性方向发展 , 因此 , 开 发高性能外润滑剂 , 合成新型的高分子复合酯产 品 , 对拓展 PVC 的应用范围及性能具有很重要的 实际意义 。复合酯类外润滑剂就是符合这种发展趋 势的优良种类之一[1 ] 。
本中试产品 , 经常州市勤业塑料厂 、福建省宏 明塑胶股份有限公司 (原三明塑料厂) 及四川省塑料 厂等十几个厂家使用证明 , 具有较好的热稳定性和 润滑性能 , 生产出的 PVC 硬质透明片材 , 透明度 高 , 物性完全符合《食品包装用压延 PVC 硬 片》 ZB Y28003 - 85 专业标准 。中试产品经天津第二十 四塑料制品厂等使用证明 , 生产的产品 (薄膜 20～ 25μm) 经检测结果如下 :
F EN G L imi n
( Xi’an Modern Chemist ry Research Instit ute 710065)
Abstract The process of pilot test of synt hesis of complex esters used in external lubricant was described and t he effect s of technical parameters on t he product quality were discussed. The applied potential of t he lubricant was also outlined.
第 29 1999
卷第 6 期 年 12 月
湖 南
HUNAN CHEM