專利名稱：一種無毒高效增塑劑檸檬酸三乙酯的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種增塑劑的制備方法，更具體地說涉及一種無毒高效增塑劑檸檬酸三乙酯的制備方法。
背景技術：
早在20世紀80年代，美國和蘇聯等國家也對這一項目產品進行了專題性的研究和開發，但至今未取得實際性的進展，其主要原因一是受到原材料檸檬酸的限制，產品成本高，超出正常增塑劑的成倍價格，用戶難以承受，市場難以推廣；二是生產工藝復雜，產品收得率低，生產成本大，廠家無利潤；三是產品微溶于水，反應合成不穩定，造成產品質量不穩定。根據以上情況，公司組織技術人員針對這一項目產品進行了系統的研究，攻克了一系列的技術難關，一是改變液相法生產；二是開發新型催化劑；三是改直接水洗法除酸為萃取水洗法除酸。通過三項生產技術的改造，項目產品的生產從一般的工藝時間的37小時左右縮短到了 7個小時左右，酯化率提高到98 %以上，出品率從不到50 %提高到90 %以上， 從而大大地降低了產品的生產成本，從原材料每噸產品單位成本的M000元左右降低到 10000元左右，產品市場現行定位價每噸13500元，比鄰苯二甲酸類增塑劑每噸低了 1500 3000元左右，有很高的性價比，完全可以替代有毒增塑劑，為檸檬酸三乙酸的產業化生產奠定堅實的基礎。
發明內容
本發明的目的是提供一種無毒高效增塑劑檸檬酸三乙酯的制備方法。該制備方法工藝簡單，反應穩定，條件溫和，工藝過程易于控制。本發明的技術解決方案如下本發明無毒高效增塑劑檸檬酸三乙酯的制備方法，包括下列步驟A將檸檬酸、乙醇按重量比放入反應釜內，加入混合固體酸作催化劑，在80士5°C 溫度下攪拌反應2士0. 5小時，完成酯化反應，得到單酯、雙酯、三酯的混合物；B 向A產物中加入上述物料總重量的0.5%鈦酸乙酯，在攪拌中慢慢升溫至 110士5°C開始通入乙醇氣體，氣體流速為4-8立方米/h，在反應過程中通過乙醇氣體帶出水份，在鈦酸乙酯作用下進行聚合反應，使混合酯向高純度單酯轉化，迅速在達到反應終點，反應時間為1 士0. 3小時，轉化率達到98%以上，收得率達到94%以上；C在B反應完成后，再加入飽和堿液進行中和，溶劑油萃取水洗，使物料PH = 7士0. 5，即得到高純度檸檬酸三乙酯；原料配方(重量比，括號內為較優配比)為檸檬酸55-63% (58%)乙醇56-63% (60%)對甲苯磺酸1. 0-2. 0% (1. 5% )亞磷酸0. 2-0. 8% (0. 5% )
鈦酸乙酯0. 2-0. 8% (0. 5% )。檸檬酸三乙酯用途極其廣泛，不但可以用作PVC塑料增塑劑，還特別適用于無毒高檔環保涂料。用作硝化纖維素及醋酸纖維素涂料的增塑劑，能增強涂膜的耐抽性，附著力極好；用作乙烯基樹脂的增塑劑，溶解力強，耐抽性和耐光性好，并在樹脂中不助長霉菌的生長，具有較強的抗霉性作用；用作煙草工業，可以吸收香煙燃燒時生成的HCN毒氣，從而減少了對吸煙者的毒害，并可使煙卷保持韌性而不被折斷，其它還可以用作含蛋白質類的泡沫去除劑，鞋襪去臭劑、紙張加香助劑、橡膠工業加工防焦劑、潤滑油及壓抗摩劑、聚氯乙烯樹脂的平滑劑等。檸檬酸三乙酯用量大，范圍廣、據查詢，目前為止，國內還未出現產業化生產，作為無毒產品是現今市場的迫切需求產品。
具體實施例方式實施例1A將檸檬酸、乙醇按重量比1 1.1放入反應釜內，加入混合固體酸作催化劑，在 75°C溫度下攪拌反應1. 8小時，完成酯化反應，得到單酯、雙酯、三酯的混合物；(單酯產率在60%左右)B向A產物中加入上述物料總重量的0. 5%鈦酸乙酯，在攪拌中慢慢升溫至110°C， 開始通入乙醇氣體，氣體流速為6立方米/h，在反應過程中通過乙醇氣體帶出水份，在鈦酸乙酯作用下進行聚合反應，使混合酯向高純度單酯轉化，迅速在達到反應終點，反應時間為 1小時，轉化率達到98%以上，收得率達到94%以上；C在B反應完成后，再加入飽和堿液進行中和，溶劑油萃取水洗，使物料PH = 7，即得到高純度檸檬酸三乙酯。實施例2A將檸檬酸、乙醇按重量比1 1.2放入反應釜內，加入混合固體酸作催化劑，在 80°C溫度下攪拌反應2. 1小時，完成酯化反應，得到單酯、雙酯、三酯的混合物；(單酯產率在60%左右)B向A產物中加入上述物料總重量的0. 5%鈦酸乙酯，在攪拌中慢慢升溫至115°C， 開始通入乙醇氣體，氣體流速為5立方米/h，在反應過程中通過乙醇氣體帶出水份，在鈦酸乙酯作用下進行聚合反應，使混合酯向高純度單酯轉化，迅速在達到反應終點，反應時間為
0.9小時，轉化率達到98%以上，收得率達到94%以上；C在B反應完成后，再加入飽和堿液進行中和，溶劑油萃取水洗，使物料PH = 7，即得到高純度檸檬酸三乙酯。實施例3A將檸檬酸、乙醇按重量比1 1.3放入反應釜內，加入混合固體酸作催化劑，在 85°C溫度下攪拌反應2. 2小時，完成酯化反應，得到單酯、雙酯、三酯的混合物；(單酯產率在60%左右)B向A產物中加入上述物料總重量的0. 5%鈦酸乙酯，在攪拌中慢慢升溫至105°C， 開始通入乙醇氣體，氣體流速為7立方米/h，在反應過程中通過乙醇氣體帶出水份，在鈦酸乙酯作用下進行聚合反應，使混合酯向高純度單酯轉化，迅速在達到反應終點，反應時間為
1.3小時，轉化率達到98%以上，收得率達到94%以上；
C在B反應完成后，再加入飽和堿液進行中和，溶劑油萃取水洗，使物料PH = 7，即
得到高純度檸檬酸三乙酯。
權利要求
1.一種無毒高效增塑劑檸檬酸三乙酯的制備方法，其特征在于包括下列步驟A將檸檬酸、乙醇按重量比放入反應釜內，加入混合固體酸作催化劑，在80士5°C溫度下攪拌反應2士0. 3小時，完成酯化反應，得到單酯、雙酯、三酯的混合物；B向A產物中加入上述物料總重量的0. 5%鈦酸乙酯，在攪拌中慢慢升溫至110士5°C， 開始通入乙醇氣體，氣體流速為4-8立方米/h，在反應過程中通過乙醇氣體帶出水份，在鈦酸乙酯作用下進行聚合反應，使混合酯向高純度單酯轉化，迅速在達到反應終點，反應時間為1 士0. 3小時，轉化率達到98%以上，收得率達到94%以上；C在B反應完成后，再加入飽和堿液進行中和，溶劑油萃取水洗，使物料PH = 7 士 0. 5， 即得到高純度檸檬酸三乙酯； 原料配方(重量比)為 檸檬酸55-63%乙醇56-63%對甲苯磺酸1.0-2.0%亞磷酸0.2-0.8%鈦酸乙酯0.2-0.8%。
2.根據權利要求1所述的檸檬酸三乙酯制備方法，其特征在于原料配方(重量比)為 檸檬酸58%乙醇60%對甲苯磺酸1.5%亞磷酸0.5%鈦酸乙酯0.5%。
全文摘要
本發明涉及一種無毒高效增塑劑檸檬酸三乙酯的制備方法。該方法制得的無毒高效增塑劑檸檬酸三乙酯是以檸檬酸、乙醇、對甲苯磺酸、亞磷酸、鈦酸乙酯為原料，經過脂化反應、聚合反應、中和反應制備的。其原料重量比為檸檬酸55-63％；乙醇56-63％；對甲苯磺酸1.0-2.0％；亞磷酸0.2-0.8％；鈦酸乙酯0.2-0.8％。該制備方法工藝簡單、反應穩定、條件溫和、工藝易于控制。
文檔編號C07C67/08GK102336667SQ201010233849
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月18日 優先權日2010年7月18日
發明者肖連朝 申請人:肖連朝