ПЛАСТИФИКАТОР ДЛЯ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНЫХ КОМПОЗИЦИЙ
PLASTICISER FOR POLYVINYL CHLORIDE COMPOSITIONS

Изобретение относится к производству поливинилхлоридных пластических масс, а именно к пластифицирующим добавкам.
В качестве пластифицирующих добавок к ПВХ-композициям используются сложные эфиры дикарбоновых кислот, преимущественно фталевой, а также адипиновой, себациновой и других. Около 80% мирового потребления приходится на ди-(2-этилгексил)фталат (диоктилфталат, ДОФ), а также диизононилфталат и диизододецилфталат. К недостаткам известных пластификаторов, получаемых из чистых соединений, можно отнести их высокую стоимость, обусловленную дороговизной и дефицитностью исходных компонентов, что стимулирует разработку методов получения пластификаторов из более дешевого сырья, например отходов или побочных продуктов химических производств.
2
6
Известен пластификатор для поливинилхлоридных композиций, представляющий собой смесь эфиров дикарбоновых кислот, полученный этерификацией отхода производства капролактама - 20-30% водный раствор моно- и дикарбоновых кислот С-С или их натриевых солей, спиртовой фракцией, отхода этого же производства, содержащего 75-85% нормальных и изоамиловых спиртов (Патент RU №2171267, 1999 г.). Недостатком данного пластификатора является относительно низкая температура вспышки (190°С), что затрудняет его использование.
Известен пластификатор, получаемый из кубового остатка производства бутиловых спиртов и кубового продукта дистилляции фталевого ангидрида в присутствии металлоорганического или кислотного катализатора (Патент RU №2235716, 2003 г.). Недостатком данного пластификатора является наличие в продукте тяжелых не эфирных примесей, ухудшающих его пластифицирующие свойства, темный цвет, относительно низкая температура вспышки (185°С).
Известен пластификатор для ПВХ, получаемый переэтерификацией 2-этилгексанолом метиловых эфиров терефталевой и других фталевых кислот, содержащихся в побочном продукте производства диметилтерефталата, в присутствии 2-изобутилтитаната (Патент ПНР №188994, 1978 г.). В результате получают пластификатор с содержанием эфиров 94,2% в пересчете на ДОФ и температурой вспышки 213°С. Данный патент взят за прототип.
К недостаткам пластификатора и способа его получения следует отнести относительно высокую стоимость продукта вследствие использования чистого 2-этилгексанола и выделение метанола в процессе реакции, что усложняет технологический процесс и требует дополнительных затрат на его утилизацию.
Целью изобретения является расширение сырьевых источников для производства пластификаторов с использованием многотоннажных отходов и получение дешевого пластификатора для ПВХ композиций с хорошими пластифицирующими свойствами.
Технический результат - расширение сырьевой базы, квалифицированное использование многотоннажных промышленных отходов и получение дешевого пластификатора для ПВХ композиций с хорошими пластифицирующими свойствами - достигается тем, что для получения пластификатора в качестве исходного сырья используют предварительно осушенную азеотропной перегонкой кислоту терефталевую техническую обводненную (ТТФК) - побочный продукт производства терефталевой кислоты - и спиртовую фракцию, полученную перегонкой кубовых остатков ректификации 2-этилгексанола (КОРЭГ) при давлении 10-20 мм рт.ст. и температуре паров 145-185°С.
Технология производства пластификатора включает две стадии подготовки сырья - перегонку КОРЭГ и азеотропную сушку ТТФК обводненной - и одну основную стадию - этерификацию осушенной ТТФК спиртовой фракцией в присутствии катализатора.
КОРЭГ перегоняют при температуре куба до 210-215°С и остаточном давлении 10-20 мм рт.ст. Температура в парах составляет 145-185°С. Выделенная спиртовая фракция (65-75% от массы куба) содержит преимущественно 2-этилгексанол и небольшое количество примесей.
ТТФК обводненная содержит 15÷60% воды, до 15% (в пересчете на абсолютно сухой продукт) толуиловой кислоты и до 2% других примесей. Воду из ТТФК удаляют азеотропной сушкой - кипячением смеси ТТФК и спиртовой фракции при массовом соотношении кислота (в пересчете на сухую) : спирт 1:3÷5 до тех пор, пока не прекратится выделение воды.
4
Основная стадия - этерификация ТТФК спиртовой фракцией - осуществляется следующим образом. В реакционную массу, слегка охлажденную после осушки, вносится катализатор Ti(OBu) при интенсивном перемешивании. Смесь кипятится при температуре 200-210°С в течение 5-10 ч с одновременной отгонкой реакционной воды. По завершении процесса этерификации образуется прозрачный светло-желтый раствор. Затем проводят отгонку растворителя (непрореагировавший спирт и примеси) при температуре в кубе 200-220°С и вакууме 8÷15 мм рт.ст.
Пример.
Взято:
4
ТТФК обводненная (22,4% воды) 125,5 г; спиртовая фракция 457 г; катализатор Ti(OBu) 2,4 г.
Получено:
продукт 231,9 г; отгон 305,5 г; вода 47,5 г.
Полученный пластификатор представляет собой светло-коричневую жидкость. Характеристики пластификатора в сравнении с прототипом и ДОФ приведены в таблице и показывают, что качество пластификатора находится на уровне широко используемого ДОФ.
Сравнительные характеристики пластификаторов
Наименование показателя
ДОФ
Прототип
Заявленный пластификатор
Плотность при 20°С, г/см<sup>3</sup>
0,982-0,986
1,008
0,985
Кислотное число, мг КОН/г, не более
0,1
0,4
0,5
Температура вспышки, °С, не менее
205
213
198-204
Массовая доля летучих веществ, %, не более
0,1
0,1
0,2
Число омыления, мг КОН/г
284-290
-
217