癸二酸二辛酯的制备方法和乳化方法

背景及概述^[1]

癸二酸二辛酯（DOS）是无色或浅黄色的透明油状液体，能溶于烃类、醇类、酮类、酯类、氯化烃类等有机溶剂，不溶于二元醇类和水。癸二酸二辛酯作为PVC的耐寒增塑剂，其增塑效率高，挥发性低并且具有良好的耐热性、耐寒性和电绝缘性，可在较高的温度下使用；特别适用于耐寒的电线、电缆料和片材、薄膜等PVC制品的生产；且无毒，可用于食品的包装材料。

增塑剂是一类“类溶剂”的物质。加入到塑料、树脂或弹性体等物质中，能改进它们的加工性，增加可塑性、柔韧性、拉伸性或膨胀性。加入增塑剂可以降低塑料的熔融粘度、玻璃化温度和弹性体的弹性模量，而不会改变被增塑物质的基本化学性质。

具有低粘度和低粘度系数的增塑剂，能降低聚合物的玻璃化温度，使硬而刚的塑料变得柔软而坚韧；低温条件下使用的塑料制品均需添加具有耐寒性的增塑剂，而增塑剂的耐寒性与其结构密切相关，含有直链烷基的增塑剂的耐寒性好，含有的支链烷基越多，耐寒性也就越好。在塑料中加入耐寒增塑剂，可以降低塑料制品的软化温度，明显改善塑料制品的耐低温性能，使其在寒冷的地区仍有良好的使用价值。

制备^[1-2]

报道A、

步骤一、酯化反应过程

按质量比2.45:1.0的比例将2940千克2-乙基己醇和1200千克癸二酸加入6m3酯化反应釜中，边搅拌边升温到150℃，加入钛酸四异丙酯5.0千克，升温到215℃，经过3.5小时的反应后，取样，测得反应产物的酸值为0.185mgKOH/g。

步骤二、脱醇过程

在酯化反应完全后，在190℃下先进行常压脱醇1小时，脱出过量的醇1200千克，再在真空度为-0.085～-0.075MPa下，用真空脱醇30分钟，脱出过量醇和部分酯类物质162千克，检测产物的酸值为0.181mgKOH/g。

步骤三、中和反应过程

将步骤二的反应产物降温到100℃，加入3%的NaOH水溶液180千克，维持搅拌25分钟，静置30分钟，分离水相。

步骤四、减压蒸馏过程

将步骤三制得的产物转移到5m3的蒸馏釜中，升温到265℃，缓慢导入真空，控制真空度为-0.095～-0.085MPa，开始蒸馏过程；收集馏出物于压滤釜中。

步骤五、吸附、压滤过程

在压滤釜中，调整物料温度为115℃时，加入活性炭8千克，维持搅拌25分钟后，开始压滤；制得滤液为高品质的癸二酸二辛酯产品，且制得产品2460千克，收率为97.23%。

经检测，成品的酸值为0.063mgKOH/g；色泽（Pt-C0）号：20；密度0.915g/cm3；闪点（开口杯法）：216℃；纯度：99.63%。

报道B、

A)树脂预处理，先依次按醋酸浸泡、氢氧化钠浸泡和再次醋酸浸泡的顺序对苯乙烯系大孔型阳离子交换树浸泡，并且在每次浸泡后用去离子水冲洗，具体是：先用质量百分比浓度为3％的盐酸溶液对苯乙烯系大孔型阳离子交换树脂浸泡，其中质量百分比浓度为3％的盐酸溶液与苯乙烯系大孔型阳离子交换树脂的重量比为5∶1，浸泡的时间为150min，浸泡结束后放尽盐酸溶液即放尽酸溶液并且用去离子水冲洗至pH7，再改用质量百分比浓度为3％的氢氧化钠溶液浸泡，该氢氧化钠溶液与苯乙烯系大孔型阳离子交换树脂的重量比为5∶1，氢氧化钠浸泡的时间为150min，氢氧化钠浸泡结束后放尽氢氧化钠溶液即放尽氢氧化钠，并且再次用去离子水冲洗至pH10，然后再次用质量百分比浓度为3％的盐酸溶液浸泡150min，该盐酸溶液与苯乙烯系大孔型阳离子交换树脂的重量比为5∶1，再次浸泡结束后放尽醋酸并且进而用去离子水冲洗到pH为中性，接着进行过滤，即对树脂过滤，并且除去沾附在树脂表面的水份，得到预处理树脂，本步骤中所述的苯乙烯系大孔型阳离子交换树脂优选使用由中国上海华震科技有限公司生产的并且在本专利申请提出以前在市场广为销售的牌号为D001、HD-8、HD-81或HZ-6等；

B)酯化反应，将乙酸和由步骤A)得到的预处理树脂加入甲苯中，乙酸与预处理树脂的重量比为1∶8，乙酸与甲苯的重量为1∶10，滴加甲酸乙酯，进行恒温单酯化反应，甲酸乙酯与乙酸的摩尔比为2∶1，酯化反应温度为50℃，酯化反应即甲酸乙酯的滴加时间为180min，反应结束后趁热过滤以分开树脂，得到甲苯液，将甲苯液冷却到20℃，过滤得到未反应乙酸，留待下次合成癸二酸二辛酯时重复使用，滤液为淡黄色癸二酸二辛酯甲苯液，此液(癸二酸二辛酯甲苯液)通过水(去离子水)洗除去反应产物甲酸，水洗的水的即去离子水与乙酸的重量比为5∶1，减压浓缩甲苯，浓缩温度为70℃，减压压力为-0.09Mpa，蒸馏得到癸二酸二辛酯。总收率96.5％，产品含量GC为99.38％，杂质游离酸GC为0.15％。树脂直接重复使用，溶剂回收套用。

乳化方法^[3]

依序将癸二酸二辛酯、质量比为0.2：0.8的非离子型表面活性剂司盘60和吐温60，加入搅拌罐中，搅拌10min使其溶解，转速为2000r/min。溶解后保持转速不变，在常温下边搅拌边加入30℃的纯水，使癸二酸二辛酯的质量分数在10％，3min～5min内加完。然后继续搅拌80min。其中癸二酸二辛酯与非离子型表面活性剂的质量比为2:1。乳化后的癸二酸二辛酯产品稳定、均一，放置12个月后仍未出现浮油和分层现象。

参考文献

[1] [中国发明] CN201510948951.6 一种耐寒增塑剂癸二酸二辛酯的制备方法

[2] [中国发明] CN201711152076.6 工业中间体癸二酸二辛酯的合成方法

[3] [中国发明,中国发明授权] CN201810683950.7 一种乳化癸二酸二辛酯的方法