一种用于dotp生产的小试方法
阅读说明：本技术 一种用于dotp生产的小试方法 (Small test method for DOTP production ) 是由 朱敬忠 梅国启 国成 于 2021-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于DOTP生产的小试方法,其技术方案要点是：包括以下步骤：步骤一.准备原材料：准备以下组分原材料：25-30份对甲苯二酸、50-70份辛醇以及0.1-0.3份催化剂；步骤二.处理原材料：将对甲苯二酸与辛醇转移到容量瓶内,然后将容量瓶至于冷柜中,控制冷柜的温度为-10℃至-20℃,存放时间为30-65min；步骤三.酯化反应：将冷冻后的对辛醇与对甲苯二酸从冷柜中取出后依次注入反应容器内,加注顺序为先加注辛醇；具有反应收率高、反应速率快、工艺流程简单易操作、副产品及杂质少、产品纯度高以及后处理简单的优点。(The invention discloses a pilot scale test method for DOTP production, which has the technical scheme key points that: the method comprises the following steps: step one, preparing raw materials: preparing the following raw materials: 25-30 parts of p-toluic acid, 50-70 parts of octanol and 0.1-0.3 part of catalyst; step two, processing raw materials: transferring p-toluic acid and octanol into a volumetric flask, placing the volumetric flask into a refrigerator, controlling the temperature of the refrigerator to be-10 ℃ to-20 ℃, and storing for 30-65 min; step three, esterification reaction: taking the frozen p-octanol and p-toluic acid out of the refrigerator, and then sequentially injecting the p-octanol and the p-toluic acid into the reaction container, wherein the injection sequence is that octanol is injected firstly; has the advantages of high reaction yield, high reaction rate, simple and easy operation of process flow, few by-products and impurities, high product purity and simple post-treatment.)
技术领域
本发明属于增塑剂生产领域，具体涉及一种用于DOTP生产的小试方法。
背景技术
DOTP(对苯二甲酸二辛酯)是聚氯乙烯(PVC)塑料用的一种性能优良的主增塑剂。它与目前常用的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)相比，具有耐热、耐寒、难挥发、抗抽出、柔软性和电绝缘性能好等优点，在制品中显示出优良的持久性、耐肥皂水性及低温柔软性。因其挥发性低，使用DOTP能完全满足电线电缆耐温等级要求，可广泛应用于耐70℃电缆料(国际电工委员会IEC标准)及其它各种PVC软质制品中。DOTP除了大量用于电缆料、PVC的增塑剂外，也可用于人造革膜的生产。此外，具有优良的相溶性，也可用于丙烯腈衍生物，聚乙烯醇缩丁醛、丁腈橡胶、硝酸纤维素等的增塑剂。还可用于合成橡胶的增塑剂，涂料添加剂，精密仪器润滑剂，润滑剂添加剂，亦可作为纸张的软化剂。
可参考公开号为CN105130804B的中国专利，其涉及增塑剂生产技术领域，特别涉及一种环保增塑剂DOTP的生产方法及生产系统。该方法步骤为：将湿料送入双螺旋计量器并加入辛醇混合预浸后投入酯化釜，加入碱溶液搅拌洗涤，控制PH值至中性，升温将水份蒸出；利用真空作用连续加料；加入脱色剂提高脱色效果；在真空作用下升温，过滤机中加入硅藻土和高岭土，经过滤后即得到产品。本发明实现了两大原料计量配比喂料，中和水洗减少设备腐蚀，反应釜实现酯化和脱醇在一个釜内完成。
上述专利实现连续生产，在真空作用下实现转料和加料连续生产，残渣经处理设备回收利用，实现了资源化，节约了成本，改善了环境，但是其也存在缺陷，如：其反应步骤冗长，收率较低，且反应杂质较多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于DOTP生产的小试方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于DOTP生产的小试方法，包括以下步骤：
步骤一.准备原材料：准备以下组分原材料：25-30份对甲苯二酸、50-70份辛醇以及0.1-0.3份催化剂；
步骤二.处理原材料：将对甲苯二酸与辛醇转移到容量瓶内，然后将容量瓶至于冷柜中，控制冷柜的温度为-10℃至-20℃，存放时间为30-65min；
步骤三.酯化反应：将冷冻后的对辛醇与对甲苯二酸从冷柜中取出后依次注入反应容器内，加注顺序为先加注辛醇，持续搅拌1-3min后再加注对甲苯二酸，然后对反应容器进行缓慢升温，对辛醇与对甲苯二酸持续搅拌的同时分多次加入催化剂进行催化，待反应完成后得到初成品；
步骤四.成品检验：将步骤二得到的初成品再经过中和、脱脂以及净化压滤最终得到本DOTP成品，然后对DOTP成品进行耐热性能、耐寒性能、挥发性能、以及电绝缘性能检验，若检验中上述性能存在不合格项，则针对该项性能做出原材料配比的调整，直至上述各项性能完全合格。
优选的，所述步骤二中分多次加入催化剂的具体操作为：待加入对甲苯二酸并持续搅拌5-10min后加入占总质量三分之一剂量的催化剂，然后再持续搅拌20-45min后再加入剩余部分二分之一剂量的催化剂，再持续搅拌60-85min后将剩余催化剂全部加入到反应容器内。
优选的，所述步骤二中进行缓慢升温的具体操作为：首先使用加热工具对反应容器进行加热至50-85℃并保温反应1h，然后以5-8℃/min的升温速率将所述反应容器内部反应温度升温至180-230℃，最后进行保温反应3-5h。
优选的，所述耐热性能、所述耐寒性能、所述挥发性能以及所述电绝缘性能测试分别为：
耐热性能测试：将DOTP成品分成20等分并注入玻璃容器内，以40℃为最低档，然后以10℃为一个档次分别对应20组分DOTP成品，再依次将20组DOTP成品分别放入烤箱内并设置相对应的温度，测试5min后取出对DOTP成品中的有效成分进行检测，根据测试数据得到DOTP成品在不影响有效成分前提下的最高耐热温度；
耐寒性能测试同理耐热性能测试，将实验器材由烤箱换成冰柜，设置10℃为最低档，然后以-5℃为一档次进行测试，得到DOTP成品在不影响有效成分前提下的最低耐寒温度；
挥发性能测试：将DOTP成品放置在常温常压无风的开口容器内，测量实验前的重量记为重量A，然后静放24h后再进行称重，得到重量B，对比重量B与重量A的差值，最后计算出DOTP成品的挥发率；
电绝缘性能测试：将DOTP成品放置在玻璃容器内，然后使用绝缘电阻测试仪进行测量，得到电绝缘性能数值。
优选的，所述催化剂包括第一组份与第二组份，所述第一组份包括对甲苯磺酸二丁基锡催化剂，所述第二组份包括B-Ti催化剂，所述催化剂由甲苯磺酸二丁基锡与B-Ti催化剂充分混合而成。
优选的，所述第一组份与所述第二组份的质量比为1:1.25。
优选的，所述步骤二中包括以下化学反应方程式：
式一：
式二：
式一为对苯二甲酸与辛醇反应生成单酯；
式二为单酯与剩余辛醇反应得到DOTP。
优选的，所述步骤四中中和操作具体为：将初成品投入中和釜内，然后投入碱液进行混合并持续搅拌40min，最后静置在中和釜内静置1-2h，静置时保持中和釜内温度在50-75℃。
优选的，所述碱液的温度控制在50-60℃，所述碱液的浓度为5％，所述碱液包括氢氧化钠溶液，同时控制中和酸度的终点在0.03mgKOH/g-0.05mgKOH/g。
优选的，所述步骤四中脱脂操作具体是将所述中和后的混合溶液加注至脱醇釜内进行反应，同时控制混合溶液的酸值在0.1mgKOH/g以下，控制混合溶液的闪点在180℃以上，控制混合溶液的色泽在25APHA以下。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本用于DOTP生产的小试方法，大大缩短了反应制备时间，现有技术需要8-12h才能使酯化反应完全，而本发明通过优化辛醇与对甲苯二酸的加注顺序、加注次数以及进行冷冻处理，使得反应时间缩短至3-5小时，具有反应速率快的优点，同时本发明的工艺流程简单易实现，反应中不会产生有害物质，且反应中杂质较少，制备的DOTP成色较好，纯度较高，使本发明具有反应收率高、反应速率快、工艺流程简单易操作、副产品及杂质少、产品纯度高以及后处理简单的优点。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1
实施例1
一种用于DOTP生产的小试方法，包括以下步骤：
步骤一.准备原材料：准备以下组分原材料：25份对甲苯二酸、50份辛醇以及0.1份催化剂；
步骤二.处理原材料：将对甲苯二酸与辛醇转移到容量瓶内，然后将容量瓶至于冷柜中，控制冷柜的温度为-10℃，存放时间为30min；
步骤三.酯化反应：将冷冻后的对辛醇与对甲苯二酸从冷柜中取出后依次注入反应容器内，加注顺序为先加注辛醇，持续搅拌1min后再加注对甲苯二酸，然后对反应容器进行缓慢升温，对辛醇与对甲苯二酸持续搅拌的同时分多次加入催化剂进行催化，待反应完成后得到初成品；
步骤四.成品检验：将步骤二得到的初成品再经过中和、脱脂以及净化压滤最终得到本DOTP成品，然后对DOTP成品进行耐热性能、耐寒性能、挥发性能、以及电绝缘性能检验，若检验中上述性能存在不合格项，则针对该项性能做出原材料配比的调整，直至上述各项性能完全合格。
本实施例中，优选的，步骤二中分多次加入催化剂的具体操作为：待加入对甲苯二酸并持续搅拌5min后加入占总质量三分之一剂量的催化剂，然后再持续搅拌20min后再加入剩余部分二分之一剂量的催化剂，再持续搅拌60min后将剩余催化剂全部加入到反应容器内。
本实施例中，优选的，步骤二中进行缓慢升温的具体操作为：首先使用加热工具对反应容器进行加热至50℃并保温反应1h，然后以5℃/min的升温速率将反应容器内部反应温度升温至180℃，最后进行保温反应3h。
本实施例中，优选的，耐热性能、耐寒性能、挥发性能以及电绝缘性能测试分别为：
耐热性能测试：将DOTP成品分成20等分并注入玻璃容器内，以40℃为最低档，然后以10℃为一个档次分别对应20组分DOTP成品，再依次将20组DOTP成品分别放入烤箱内并设置相对应的温度，测试5min后取出对DOTP成品中的有效成分进行检测，根据测试数据得到DOTP成品在不影响有效成分前提下的最高耐热温度；
耐寒性能测试同理耐热性能测试，将实验器材由烤箱换成冰柜，设置10℃为最低档，然后以-5℃为一档次进行测试，得到DOTP成品在不影响有效成分前提下的最低耐寒温度；
挥发性能测试：将DOTP成品放置在常温常压无风的开口容器内，测量实验前的重量记为重量A，然后静放24h后再进行称重，得到重量B，对比重量B与重量A的差值，最后计算出DOTP成品的挥发率；
电绝缘性能测试：将DOTP成品放置在玻璃容器内，然后使用绝缘电阻测试仪进行测量，得到电绝缘性能数值。
本实施例中，优选的，催化剂包括第一组份与第二组份，第一组份包括对甲苯磺酸二丁基锡催化剂，第二组份包括B-Ti催化剂，催化剂由甲苯磺酸二丁基锡与B-Ti催化剂充分混合而成。
本实施例中，优选的，第一组份与第二组份的质量比为1:1.25。
本实施例中，优选的，步骤二中包括以下化学反应方程式：
式一：
式二：
式一为对苯二甲酸与辛醇反应生成单酯；
式二为单酯与剩余辛醇反应得到DOTP。
本实施例中，优选的，步骤四中中和操作具体为：将初成品投入中和釜内，然后投入碱液进行混合并持续搅拌40min，最后静置在中和釜内静置1h，静置时保持中和釜内温度在50℃。
本实施例中，优选的，碱液的温度控制在50℃，碱液的浓度为5％，碱液包括氢氧化钠溶液，同时控制中和酸度的终点在0.03mgKOH/g。
本实施例中，优选的，步骤四中脱脂操作具体是将中和后的混合溶液加注至脱醇釜内进行反应，同时控制混合溶液的酸值在0.06mgKOH/g，控制混合溶液的闪点在190℃，控制混合溶液的色泽在22APHA。
实施例2
一种用于DOTP生产的小试方法，包括以下步骤：
步骤一.准备原材料：准备以下组分原材料：30份对甲苯二酸、70份辛醇以及0.3份催化剂；
步骤二.处理原材料：将对甲苯二酸与辛醇转移到容量瓶内，然后将容量瓶至于冷柜中，控制冷柜的温度为-20℃，存放时间为65min；
步骤三.酯化反应：将冷冻后的对辛醇与对甲苯二酸从冷柜中取出后依次注入反应容器内，加注顺序为先加注辛醇，持续搅拌3min后再加注对甲苯二酸，然后对反应容器进行缓慢升温，对辛醇与对甲苯二酸持续搅拌的同时分多次加入催化剂进行催化，待反应完成后得到初成品；
步骤四.成品检验：将步骤二得到的初成品再经过中和、脱脂以及净化压滤最终得到本DOTP成品，然后对DOTP成品进行耐热性能、耐寒性能、挥发性能、以及电绝缘性能检验，若检验中上述性能存在不合格项，则针对该项性能做出原材料配比的调整，直至上述各项性能完全合格。
本实施例中，优选的，步骤二中分多次加入催化剂的具体操作为：待加入对甲苯二酸并持续搅拌10min后加入占总质量三分之一剂量的催化剂，然后再持续搅拌45min后再加入剩余部分二分之一剂量的催化剂，再持续搅拌85min后将剩余催化剂全部加入到反应容器内。
本实施例中，优选的，步骤二中进行缓慢升温的具体操作为：首先使用加热工具对反应容器进行加热至85℃并保温反应1h，然后以8℃/min的升温速率将反应容器内部反应温度升温至230℃，最后进行保温反应5h。
本实施例中，优选的，耐热性能、耐寒性能、挥发性能以及电绝缘性能测试分别为：
耐热性能测试：将DOTP成品分成20等分并注入玻璃容器内，以40℃为最低档，然后以10℃为一个档次分别对应20组分DOTP成品，再依次将20组DOTP成品分别放入烤箱内并设置相对应的温度，测试5min后取出对DOTP成品中的有效成分进行检测，根据测试数据得到DOTP成品在不影响有效成分前提下的最高耐热温度；
耐寒性能测试同理耐热性能测试，将实验器材由烤箱换成冰柜，设置10℃为最低档，然后以-5℃为一档次进行测试，得到DOTP成品在不影响有效成分前提下的最低耐寒温度；
挥发性能测试：将DOTP成品放置在常温常压无风的开口容器内，测量实验前的重量记为重量A，然后静放24h后再进行称重，得到重量B，对比重量B与重量A的差值，最后计算出DOTP成品的挥发率；
电绝缘性能测试：将DOTP成品放置在玻璃容器内，然后使用绝缘电阻测试仪进行测量，得到电绝缘性能数值。
本实施例中，优选的，催化剂包括第一组份与第二组份，第一组份包括对甲苯磺酸二丁基锡催化剂，第二组份包括B-Ti催化剂，催化剂由甲苯磺酸二丁基锡与B-Ti催化剂充分混合而成。
本实施例中，优选的，第一组份与第二组份的质量比为1:1.25。
本实施例中，优选的，步骤二中包括以下化学反应方程式：
式一：
式二：
式一为对苯二甲酸与辛醇反应生成单酯；
式二为单酯与剩余辛醇反应得到DOTP。
本实施例中，优选的，步骤四中中和操作具体为：将初成品投入中和釜内，然后投入碱液进行混合并持续搅拌40min，最后静置在中和釜内静置2h，静置时保持中和釜内温度在75℃。
本实施例中，优选的，碱液的温度控制在50-60℃，碱液的浓度为5％，碱液包括氢氧化钠溶液，同时控制中和酸度的终点在0.05mgKOH/g。
本实施例中，优选的，步骤四中脱脂操作具体是将中和后的混合溶液加注至脱醇釜内进行反应，同时控制混合溶液的酸值在0.06mgKOH/g，控制混合溶液的闪点在200℃，控制混合溶液的色泽在20APHA。
实施例3
一种用于DOTP生产的小试方法，包括以下步骤：
步骤一.准备原材料：准备以下组分原材料：28份对甲苯二酸、65份辛醇以及0.1份催化剂；
步骤二.处理原材料：将对甲苯二酸与辛醇转移到容量瓶内，然后将容量瓶至于冷柜中，控制冷柜的温度为-15℃，存放时间为60min；
步骤三.酯化反应：将冷冻后的对辛醇与对甲苯二酸从冷柜中取出后依次注入反应容器内，加注顺序为先加注辛醇，持续搅拌3min后再加注对甲苯二酸，然后对反应容器进行缓慢升温，对辛醇与对甲苯二酸持续搅拌的同时分多次加入催化剂进行催化，待反应完成后得到初成品；
步骤四.成品检验：将步骤二得到的初成品再经过中和、脱脂以及净化压滤最终得到本DOTP成品，然后对DOTP成品进行耐热性能、耐寒性能、挥发性能、以及电绝缘性能检验，若检验中上述性能存在不合格项，则针对该项性能做出原材料配比的调整，直至上述各项性能完全合格。
本实施例中，优选的，步骤二中分多次加入催化剂的具体操作为：待加入对甲苯二酸并持续搅拌10min后加入占总质量三分之一剂量的催化剂，然后再持续搅拌40min后再加入剩余部分二分之一剂量的催化剂，再持续搅拌80min后将剩余催化剂全部加入到反应容器内。
本实施例中，优选的，步骤二中进行缓慢升温的具体操作为：首先使用加热工具对反应容器进行加热至85℃并保温反应1h，然后以6℃/min的升温速率将反应容器内部反应温度升温至220℃，最后进行保温反应5h。
本实施例中，优选的，耐热性能、耐寒性能、挥发性能以及电绝缘性能测试分别为：
耐热性能测试：将DOTP成品分成20等分并注入玻璃容器内，以40℃为最低档，然后以10℃为一个档次分别对应20组分DOTP成品，再依次将20组DOTP成品分别放入烤箱内并设置相对应的温度，测试5min后取出对DOTP成品中的有效成分进行检测，根据测试数据得到DOTP成品在不影响有效成分前提下的最高耐热温度；
耐寒性能测试同理耐热性能测试，将实验器材由烤箱换成冰柜，设置10℃为最低档，然后以-5℃为一档次进行测试，得到DOTP成品在不影响有效成分前提下的最低耐寒温度；
挥发性能测试：将DOTP成品放置在常温常压无风的开口容器内，测量实验前的重量记为重量A，然后静放24h后再进行称重，得到重量B，对比重量B与重量A的差值，最后计算出DOTP成品的挥发率；
电绝缘性能测试：将DOTP成品放置在玻璃容器内，然后使用绝缘电阻测试仪进行测量，得到电绝缘性能数值。
本实施例中，优选的，催化剂包括第一组份与第二组份，第一组份包括对甲苯磺酸二丁基锡催化剂，第二组份包括B-Ti催化剂，催化剂由甲苯磺酸二丁基锡与B-Ti催化剂充分混合而成。
本实施例中，优选的，第一组份与第二组份的质量比为1:1.25。
本实施例中，优选的，步骤二中包括以下化学反应方程式：
式一：
式二：
式一为对苯二甲酸与辛醇反应生成单酯；
式二为单酯与剩余辛醇反应得到DOTP。
本实施例中，优选的，步骤四中中和操作具体为：将初成品投入中和釜内，然后投入碱液进行混合并持续搅拌40min，最后静置在中和釜内静置2h，静置时保持中和釜内温度在70℃。
本实施例中，优选的，碱液的温度控制在55℃，碱液的浓度为5％，碱液包括氢氧化钠溶液，同时控制中和酸度的终点在0.04mgKOH/g。
本实施例中，优选的，步骤四中脱脂操作具体是将中和后的混合溶液加注至脱醇釜内进行反应，同时控制混合溶液的酸值在0.06mgKOH/g，控制混合溶液的闪点在200℃，控制混合溶液的色泽在22APHA。
本发明的工作原理及使用流程：
本用于DOTP生产的小试方法在使用时，本用于DOTP生产的小试方法，大大缩短了反应制备时间，现有技术需要8-12h才能使酯化反应完全，而本发明通过优化辛醇与对甲苯二酸的加注顺序、加注次数以及进行冷冻处理，使得反应时间缩短至3-5小时，具有反应速率快的优点，同时本发明的工艺流程简单易实现，反应中不会产生有害物质，且反应中杂质较少，制备的DOTP成色较好，纯度较高，使本发明具有反应收率高、反应速率快、工艺流程简单易操作、副产品及杂质少、产品纯度高以及后处理简单的优点。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种2-甲基丁酸乙酯连续酯化工艺及装置