專利名稱：增塑劑檸檬酸三丁酯的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增塑劑檸檬酸三丁酯(TBC)的生產(chǎn)方法，尤其是一種適用于以檸 檬酸和正丁醇為主要原料合成增塑劑檸檬酸三丁酯的方法。
背景技術(shù)：
檸檬酸三丁酯為無毒無味的"綠色"環(huán)保增塑劑，廣泛應(yīng)用于食品及醫(yī)藥包裝、化 妝品、日用品、玩具、軍用品等領(lǐng)域，具有相容性好、增塑效率高、無毒、易被生物降解和揮發(fā) 性小等優(yōu)點(diǎn)、耐寒性、耐光性和耐水性優(yōu)良，并且在樹脂中有抗霉性，不滋長霉菌。檸檬酸三 丁酯與其他無毒增塑劑共用可提高制品硬度，尤其對(duì)軟的纖維醚更為適用。同時(shí)，具有改善 硝化纖維抗紫外線能力，并是多種香料的溶劑，還可用于蛋白質(zhì)類溶液的消泡劑。因此，檸 檬酸三丁酯成為目前傳統(tǒng)增塑劑鄰苯二甲酸酯類的"綠色"替代品。合成檸檬酸三丁酯的 傳統(tǒng)方法是以濃硫酸為催化劑，這種催化劑存在副反應(yīng)多，精制困難，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，后處 理復(fù)雜，污染環(huán)境等缺點(diǎn)。后來發(fā)展起來的一些催化劑如以對(duì)甲苯磺酸為催化劑，對(duì)該反應(yīng) 均具有較好的催化效果，但催化劑價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種產(chǎn)率高、工藝簡(jiǎn)單增塑劑
檸檬酸三丁酯的生產(chǎn)方法。 本發(fā)明所述的反應(yīng)通式如下所示
H2C——COOH
hoc—圓 + 3c4h90 衡七》TBC +犯20 H2C——COOH 按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種增塑劑檸檬酸三丁酯，其特征在于，所述增塑劑 檸檬酸三丁酯的組成為檸檬酸30% 40%、正丁醇60% 70% ;單位為重量百分?jǐn)?shù)；
還包括第一催化劑氨基磺酸0. 05% 0. 2%、第二催化劑鈦酸四丁酯0. 05% 0. 1%、活性炭0. 1% 0. 2%及硅藻土 0. 1% 0. 2% ;單位為占檸檬酸和正丁醇總投量的 重量百分?jǐn)?shù)； 所述方法包括如下步驟 (1)、在裝有攪拌器、溫度計(jì)、精餾塔、冷凝器的不銹鋼反應(yīng)釜中加入檸檬酸30% 40 %及正丁醇60 % 70 % ，單位為重量百分?jǐn)?shù)；以及占檸檬酸和正丁醇總投量的0. 05 % 0. 2%的第一催化劑氨基磺酸，單位為重量百分?jǐn)?shù)；在油浴中升溫至105 115t:，油浴溫度 為220 250°C ，使擰檬酸溶解； (2)、等到檸檬酸全部溶解后，開啟攪拌器，加入占檸檬酸和正丁醇總投量的 0. 05% 0. 1 %的第二催化劑鈦酸四丁酯，攪拌速度為60 100r/min，反應(yīng)時(shí)間為30-60分鐘，使檸檬酸和正丁醇充分混合均勻； (3)、繼續(xù)升溫至160 165°C ，保溫4 6小時(shí)，酯化反應(yīng)階段，使酯化反應(yīng)完全；
(4)、降溫至125 135t:，減壓脫醇，去除未反應(yīng)完的正丁醇，減壓時(shí)的真空度 《-0. 095MPa，得到粗品; (5)、在粗品中加入占檸檬酸和正丁醇總投量的0. 1% 0.2%的活性炭及占檸檬 酸和正丁醇總投量的0. 1 % 0. 2 %的硅藻土，對(duì)粗品進(jìn)行脫色處理，單位為重量百分?jǐn)?shù)； 經(jīng)脫色并過濾，采用板框壓濾機(jī)過濾，過濾掉活性炭、硅藻土及雜質(zhì)后得到檸檬酸三丁酯。
本發(fā)明以氨基磺酸和鈦酸四丁酯雙催化劑制備檸檬酸三丁酯的方法，該方法產(chǎn)率 高，催化劑用量小，反應(yīng)時(shí)間短，工藝簡(jiǎn)單，無環(huán)境污染。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例一 在裝有攪拌器、溫度計(jì)、精餾塔、冷凝器的15m3的不銹鋼反應(yīng)釜中投入檸檬酸 4000kg、正丁醇6000kg，第一催化劑氨基磺酸5kg，在22(TC油浴中升溫至105。C，使檸檬酸 溶解；等到檸檬酸全部溶解，開啟攪拌，攪拌速度為60r/min，使檸檬酸和正丁醇充分混合 均勻；加入第二催化劑鈦酸四丁酯10kg，繼續(xù)升溫至16(TC，保溫6小時(shí)，酯化反應(yīng)階段，使 酯化反應(yīng)完全；再降溫至125t:，減壓脫醇，去除未反應(yīng)完的正丁醇，真空度《-0. 095MPa， 得到粗品TBC ;在粗品TBC中加入硅藻土 10kg和活性炭15kg，經(jīng)脫色并過濾，采用板框壓濾 機(jī)過濾，過濾掉活性炭、硅藻土及雜質(zhì)后得到檸檬酸三丁酯。
實(shí)施例二 在裝有攪拌器、溫度計(jì)、精餾塔、冷凝器的15m3的不銹鋼反應(yīng)釜中投入檸檬酸 3800kg、正丁醇6200kg，第一催化劑氨基磺酸5kg，在25(TC油浴中升溫至ll(TC，使檸檬酸 溶解；等到檸檬酸全部溶解，開啟攪拌，攪拌速度為70r/min，使檸檬酸和正丁醇充分混合 均勻；加入第二催化劑鈦酸四丁酯7. 5kg，繼續(xù)升溫至165°C ，保溫4小時(shí)，酯化反應(yīng)階段，使 酯化反應(yīng)完全；再降溫至13(TC，減壓脫醇，去除未反應(yīng)完的正丁醇，真空度《-0. 095MPa， 得到粗品TBC ;在粗品TBC中加入硅藻土 15kg和活性炭20kg，經(jīng)脫色并過濾，采用板框壓濾 機(jī)過濾，過濾掉活性炭、硅藻土及雜質(zhì)后得到檸檬酸三丁酯。
實(shí)施例三 在裝有攪拌器、溫度計(jì)、精餾塔、冷凝器的15m3的不銹鋼反應(yīng)釜中投入檸檬酸 3600kg、正丁醇6400kg，第一催化劑氨基磺酸10kg，在23(TC油浴中升溫至115。C，使檸檬 酸溶解；等到檸檬酸全部溶解，開啟攪拌，攪拌速度為80r/min，使檸檬酸和正丁醇充分混 合均勻；使檸檬酸和正丁醇充分混合均勻，加入第二催化劑鈦酸四丁酯7. 5kg，繼續(xù)升溫至 162t:，保溫5. 5小時(shí)，酯化反應(yīng)階段，使酯化反應(yīng)完全；再降溫至135t:，減壓脫醇，去除未 反應(yīng)完的正丁醇，真空度《-0. 095MPa，得到粗品TBC ;在粗品TBC中加入硅藻土 20kg和活 性炭15kg，經(jīng)脫色并過濾，采用板框壓濾機(jī)過濾，過濾掉活性炭、硅藻土及雜質(zhì)后得到檸檬 酸三丁酯。
實(shí)施例四 在裝有攪拌器、溫度計(jì)、精餾塔、冷凝器的15m3的不銹鋼反應(yīng)釜中投入檸檬酸3400kg、正丁醇6600kg，第一催化劑氨基磺酸15kg，在235t:油浴中升溫至108°C ，使檸檬酸 溶解；等到檸檬酸全部溶解，開啟攪拌，攪拌速度為90r/min，使檸檬酸和正丁醇充分混合 均勻；加入第二催化劑鈦酸四丁酯6kg，繼續(xù)升溫至163°C ，保溫5. 6小時(shí)，酯化反應(yīng)階段，使 酯化反應(yīng)完全；再降溫至126t:，減壓脫醇，去除未反應(yīng)完的正丁醇，真空度《-0. 095MPa， 得到粗品TBC，在粗品TBC中加入硅藻土 16kg和活性炭14kg，經(jīng)脫色并過濾，采用板框壓濾 機(jī)過濾，過濾掉活性炭、硅藻土及雜質(zhì)后得到檸檬酸三丁酯。
實(shí)施例五 在裝有攪拌器、溫度計(jì)、精餾塔、冷凝器的15m3的不銹鋼反應(yīng)釜中投入檸檬酸 3200kg、正丁醇6800kg，第一催化劑氨基磺酸15kg，在24(TC油浴中升溫至112。C，使檸檬酸 溶解；等到檸檬酸全部溶解，開啟攪拌，攪拌速度為100r/min，使檸檬酸和正丁醇充分混合 均勻；加入第二催化劑鈦酸四丁酯6kg，繼續(xù)升溫至164°C ，保溫5. 8小時(shí)，酯化反應(yīng)階段，使 酯化反應(yīng)完全；再降溫至128t:，減壓脫醇，去除未反應(yīng)完的正丁醇，真空度《-0. 095MPa， 得到粗品TBC ;在粗品TBC中加入硅藻土 15kg和活性炭15kg，經(jīng)脫色并過濾，采用板框壓濾 機(jī)過濾，過濾掉活性炭、硅藻土及雜質(zhì)后得到檸檬酸三丁酯。
實(shí)施例六 在裝有攪拌器、溫度計(jì)、精餾塔、冷凝器的15m3的不銹鋼反應(yīng)釜中投入檸檬酸 3000kg、正丁醇7000kg，第一催化劑氨基磺酸20kg，在245°C油浴中升溫至114°C ，使檸檬酸 溶解；等到檸檬酸全部溶解，開啟攪拌，攪拌速度為95r/min，使檸檬酸和正丁醇充分混合 均勻；加入第二催化劑鈦酸四丁酯5kg，繼續(xù)升溫至162t:，保溫4. 5小時(shí)，酯化反應(yīng)階段，使 酯化反應(yīng)完全；再降溫至128t:，減壓脫醇，去除未反應(yīng)完的正丁醇，真空度《-0. 095MPa， 得到粗品TBC，在粗品TBC中加入硅藻土 13kg和活性炭18kg，經(jīng)脫色并過濾，采用板框壓濾 機(jī)過濾，過濾掉活性炭、硅藻土及雜質(zhì)后得到檸檬酸三丁酯。
權(quán)利要求
一種增塑劑檸檬酸三丁酯，其特征在于，所述增塑劑檸檬酸三丁酯的組成為檸檬酸30％～40％、正丁醇60％～70％；單位為重量百分?jǐn)?shù)；還包括第一催化劑氨基磺酸0.05％～0.2％、第二催化劑鈦酸四丁酯0.05％～0.1％、活性炭0.1％～0.2％及硅藻土0.1％～0.2％；單位為占檸檬酸和正丁醇總投量的重量百分?jǐn)?shù)；
2. 配制權(quán)利要求1所述增塑劑檸檬酸三丁酯的方法，其特征在于，所述方法包括如下 步驟(1) 、在裝有攪拌器、溫度計(jì)、精餾塔、冷凝器的不銹鋼反應(yīng)釜中加入檸檬酸30% 40%及正丁醇60% 70%，單位為重量百分?jǐn)?shù)；以及占檸檬酸和正丁醇總投量的O. 05% 0. 2%的第一催化劑氨基磺酸，單位為重量百分?jǐn)?shù)；在油浴中升溫至105 115t:，油浴溫度 為220 250。C，使檸檬酸溶解；(2) 、等到檸檬酸全部溶解后，開啟攪拌器，加入占檸檬酸和正丁醇總投量的0. 05% 0. 1%的第二催化劑鈦酸四丁酯，攪拌速度為60 100r/min，反應(yīng)時(shí)間為30-60分鐘，使擰 檬酸和正丁醇充分混合均勻；(3) 、繼續(xù)升溫至160 165°C ，保溫4 6小時(shí)，酯化反應(yīng)階段，使酯化反應(yīng)完全；(4) 、降溫至125 135t:，減壓脫醇，去除未反應(yīng)完的正丁醇，減壓時(shí)的真空度 《-0. 095MPa，得到粗品;(5) 、在粗品中加入占檸檬酸和正丁醇總投量的0. 1% 0. 2%的活性炭及占檸檬酸和 正丁醇總投量的0. 1% 0. 2%的硅藻土，對(duì)粗品進(jìn)行脫色處理，單位為重量百分?jǐn)?shù)；經(jīng)脫 色并過濾，采用板框壓濾機(jī)過濾，過濾掉活性炭、硅藻土及雜質(zhì)后得到檸檬酸三丁酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種增塑劑檸檬酸三丁酯(TBC)的生產(chǎn)方法，該方法先將檸檬酸、正丁醇和第一催化劑氨基磺酸加入反應(yīng)釜中，在105～115℃下進(jìn)行反應(yīng)，接著攪拌加入第二催化劑鈦酸四丁酯，繼續(xù)升溫至160～165℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用硅藻土、活性炭傳統(tǒng)脫色過濾得到檸檬酸三丁酯。本發(fā)明以氨基磺酸和鈦酸四丁酯雙催化劑制備檸檬酸三丁酯的方法，該方法產(chǎn)率高，催化劑用量小，反應(yīng)時(shí)間短，工藝簡(jiǎn)單，無環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C08K5/11GK101735055SQ200910232338
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者何天華, 徐志強(qiáng), 沈偉 申請(qǐng)人:無錫雙象化學(xué)工業(yè)有限公司