新型鄰二甲酸酯類增塑劑,具有光穩定性、耐抽提,適用于纖維素樹脂、乙烯基樹脂、合成橡膠的增塑劑。鄰二甲酸酯二甲氧基乙酯(DMEP)具有良好防霧性、電絕緣性、耐高溫和耐水解性;適用于汽車和防水建材的鄰二甲酸二異癸酯;防潮、防霉菌、可以提高塑料表面收縮致密性能的鄰二甲酸二環已酯(DCHP);具有耐久性、耐低溫性、適用于多種高分子材料的鄰二甲酸C8-C10正構醇混合酯或者鄰二甲酸正辛、癸酯(810酯);
2.4.3環己烷一二羧酸二異丙酯
1,2一環己烷一二羧酸二異丙酯是遷移性小,是一種無色透明略有氣味的無水液體,能溶于許多溶劑,與許多PVC常用增塑劑單體互容性良好,幾乎不溶于水,可用于胃管和輸液袋等許多軟醫用制品,可為玩具廠提供達到安全要求的理想解決方法,并達到歐盟新法規要求。
2.4.4生物降解型增塑劑
利用植物油基生產出高效、無毒、可降解的環保型增塑劑,以及天然多元醇增塑劑、環氧化油脂類等。
2.4.4.1環氧植物油基增塑劑
環氧大豆油。隨著對環境保護意識的增強,對塑料助劑提出了更高的衛生要求,近年來對環氧大豆油可得到環氧值在6.4%-6.9%之間的高環氧值產品。
2.4.4.2二甘醇二甲酸酯(DEDB)的生產與應用
二甘醇二甲酸酯(DEDB)是由二甘醇和甲酸在催化劑作用下反應而制得。合成DEDB具有原料來源豐富、價格低廉的優點。DEDB具有相容性好、耐寒性好、抗靜電性、抗污染性能顯著、熱穩定性突出、揮發性低、耐光變色性好等特點,而且毒性低,LD50為5•44g/kg。國外有關食品、化妝品、醫藥等管理部門認為,DEDB是一種可以用于接觸食品包裝材料的安全性較大的增塑劑或其他添加劑,使用性能與DOP相當,可作為聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯等許多樹脂的增塑劑。
2.4.4.3聚酯類增塑劑
聚酯類增塑劑是由飽和二羥基醇與飽和二元酸構成的直鏈狀酯基的化合物,由于相對分子質量較大,因而耐油、耐抽出性能好,遷移性小,電性能好,毒性較低,能長期在高溫下使用而保持其物理性能,在PVC制品中有突出的抗低溫沖擊和抗撕裂強度,適用于各種PVC高溫電纜、耐油管件、油罐、防護布、窒內裝潢、汽車內裝飾、地板料、玩具、傳送帶等,以及需要耐抽出的制品。聚酯類增塑劑按所用的二元酸分為:已二酸類、壬二酸類、癸二酸類、戊二酸類、二甲酸類等。
2.4.5偏三酸酯
偏三酸類增塑劑系列產品包括偏三酸三辛酯、偏三酸三(810)酯、偏三酸三甘油酯等。
2.4.5.1偏三酸三辛酯
增塑劑偏三酸三辛酯,商品名為TOTM,通常用偏三酸酐(偏酐)和辛醇(2-乙基己醇)酯化制得,的一種性能優良的增塑劑。它具有良好的耐熱性、低揮發性、耐寒性、電絕緣性、耐油性及可加工性,熱穩定性較聚酯增塑劑優,唯耐油性不及聚酯增塑劑。廣泛用作PVC耐熱增塑劑、抗溶劑交聯氯乙烯樹脂的增塑劑、90℃和105℃級耐熱電纜配方的主增塑劑及用作6kV、10kV高壓電纜所需的護套增塑劑。廣泛用于電器內部件、汽車內電線、半導體等的包覆材料;用作汽車電纜、防濕與耐熱環氧樹脂膠囊組分,防霧氯乙烯樹脂組分及纖維與熱塑塑料的無水染料組分;用作汽車座墊、人造革、洗衣機排水軟管、百葉窗簾、密封材料與填料等。
2.4.5.2偏三酸三甘油酯
偏三酸三甘油酯的耐低溫撓曲性能十分優良,具有優異的加工特性,適用于特殊制品的塑料配方中,可以廣泛用于電線電纜絕緣材料、汽車內裝飾塑料、聚氯乙烯材料、電冰箱密封條、游泳池的裝飾材料等它具有十分優越的低溫柔軟性、抗濕性、耐油漆破壞性和優異的體積電阻率及制品的體積電阻系數。偏三酸三甘油酯適用于汽車密封、汽車內部擋風玻璃的防霧,在與偏三酸三(810)酯等并用時,達到所要求的透明度。偏三酸三甘油酯可作為主增塑劑,具有低煙霧與阻燃性,適用于阻燃制品中。由于無毒,也適用于食品和醫用制品,可替代鄰二甲酸酯類生產輸血管與儲血袋等,也可用于醫用用具與兒童玩具等。
2.4.6對二甲酸二辛酯(DOTP)的生產與應用
對二甲酸二辛酯[即對二甲酸二(2-乙基己)酯,縮寫為DOTP]的生產方法有3種:一是對二甲酸(PTA)直接酯化法;二是對二甲酸二甲酯(DMT)酯交換法;三是廢聚酯降解法。由于PTA和DMT均為較昂貴的化工原料,而我國每年約有250kt的廢聚酯,采用廢聚酯降解方法制備DOTP有充足的原料來源,同時可消化滌綸生產中大量的廢物,變廢為寶,降低了生產成本,是非常經濟和很有前途的方法。
DOTP產品于80年代投入生產,并作為聚氯乙烯(PVC)塑料的主增塑劑。由于結構不同,DOTP除塑化性能略低于DOP外,其他物理機械性能均優于DOP,可廣泛用于聚氯乙烯、氯乙烯共聚物、纖維素樹脂的加工,制造薄膜、人造革、電線電纜絕緣、片板材、模塑品,亦可作為橡膠和紙張的軟化劑。與DOP相比,DOTP的電氣絕緣性能更佳,體積電阻率是DOP的十幾倍,受熱后電性能穩定,在相同條件下揮發殘留量僅為DOP的一半,同時增塑后的PVC樹脂的低溫柔性、耐低溫性也都比較好,因此特別適用于耐高溫聚氯乙烯電纜料的生產。為了與國際接軌,我國電纜行業全面推行IEC277,1979標準,因而必將促進DOTP等耐高溫增塑劑的生產和應用。
2.4.7高分子類增塑劑
高分子類增塑劑除國內已有的聚酯類增塑劑外,還有聚己二酸二丁酯、聚辛二酸二丁酯等經改性后的高分子增塑劑,如乙烯-S02共聚物、乙烯-CO共聚物、EVA-CO共聚物等都是PVC的優良高分子增塑劑;還有和PVC相容的一些高分子化合物,它們的分子結構中不含酯基、羰基,但能和PVC發生強烈的偶極-偶極相互作用,是目前廣泛應用的長效高分子增塑劑,如橡膠(NBR)、氯化聚乙烯(CPE,含氯量大于48%)。
2.5十二五期間增塑劑發展
力爭到2015年,全國增塑劑產量達到300萬噸,年均增長7.5%,消費量達到320萬噸,年均增長5.5%,其中用于塑料的是272萬噸。傳統鄰類增塑劑使用比例由81%降為65%,環保、功能性增塑劑使用比例由19%提高到35%以上,與國際先進水平差距進一步縮小。
表20:2005~2015年塑料用增塑劑消費量及預測
單位:萬噸
品 種 | 2005年 | 2009年 | 2011年預計 | 2015年預計 |
鄰類 增塑劑 | 102.4(128) | 138.6(198) | 144(212) | 163(272) |
環氧酯類增塑劑 | 3.2 | 23.8 | 29.7 | 43.5 |
氯化石蠟 | 12.8 | 11.9 | 11.7 | 11 |
已二酸、癸二酸酯類增塑劑 | 3.1 | 5.0 | 6.4 | 9.6 |
對類增塑劑 | 1.3 | 7.9 | 9.5 | 24.6 |
偏類增塑劑 | 2.3 | 4.4 | 5.9 | 11 |
其他 | 1.9 | 6.5 | 4.8 | 8.3 |
合計 | 127(160) | 198.1(233.2) | 212(250) | 271(320) |
增塑劑在為人類提供高品質塑料制品中的作用不可或缺。增塑劑企業就應在結構調整上下功夫。國外正在大力推廣稱為無毒的或環保及可生物降解的增塑劑。所謂無毒和環保也是相對而言。如DIHCN(環己烷二羧酸二異壬酯)、已二酸和多元醇縮合的聚酯型增塑劑等。目前國內環保無毒增塑劑的生產正面臨兩大難題,一是副產品多,收率不高;二是產量低,成本高,好的產品如檸檬酸酯類,由于使用的催化劑價格高因而使增塑劑的成本相當高,應研究價廉的催化劑;還應降低其色號以提高產品透明度;改造生產裝置來生產鄰二甲酸直鏈醇酯。
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