本發(fā)明涉及無毒環(huán)保水性涂料用助劑領(lǐng)域，具體地說是一種非苯類軟化劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)溶劑型涂料是以有機溶劑為分散介質(zhì)制得的涂料，通常含有大量苯類、酯類、酮類等有機化合物，這些揮發(fā)性有機物(VOC)嚴重危害環(huán)境及人體健康，可導致人體中毒甚至引發(fā)癌癥。因此，世界各國都制定了相應(yīng)的環(huán)保法規(guī)，限制涂料中VOC的排放。水性涂料是指用水作溶劑或者作分散介質(zhì)的涂料，包括水溶性涂料、乳化涂料、乳膠漆和水粉涂料等。與傳統(tǒng)溶劑型涂料相比，水性涂料能極大地減少VOC的排放，可有效降低對環(huán)境的影響，簡化及降低企業(yè)通風、水處理等方面的流程及成本等，符合時代發(fā)展的要求，已成為現(xiàn)在及未來涂料工業(yè)發(fā)展的主流方向。

水性涂料中除了主要的乳液成分之外，還需要加入多種涂料助劑來改善涂料和涂膜的性能、改進生產(chǎn)工藝、改善產(chǎn)品性能、提高涂料施工性能、減少對環(huán)境的污染等。其中，軟化劑是一種非常重要的涂料助劑，主要用于提高涂料的的低溫柔韌性。傳統(tǒng)常用的軟化劑助劑有鄰苯二甲酸酯類、乙二醇醚類等，但此類助劑普遍存在致畸性、致癌性并可引起肝、腎、肺損害，血液系統(tǒng)改變等危害風險，因而歐盟及美國等國家已紛紛出臺相關(guān)法規(guī)政策限制此類助劑的使用。我國于2001年針對10種室內(nèi)建筑裝修材料制定了強制性的安全標準，2008年頒布了“中國涂料低污染化發(fā)展安全國家體系標準”，包括涂料中有害物質(zhì)的測試方法標準和涂料中有害物質(zhì)限量產(chǎn)品標準。

目前，國內(nèi)外水性涂料中應(yīng)用的軟化劑助劑基本都為鄰苯二甲酸酯類，該類物質(zhì)存在潛在的致畸性、致癌性及生物積累性等，在施工和使用過程中對人體的危害性很大，而且釋放周期長達十余年甚至更長，在人體和環(huán)境中不能自行代謝和降解，對人體和環(huán)境造成的危害是不可逆轉(zhuǎn)的，因此其適用范圍受到限制。人們尋找到了比DOP更安全、性能更好的代用品。二甘醇二苯甲酸酯簡稱DEDB，具有相容性好、耐寒性好、抗靜電性、抗污染性能顯著、熱穩(wěn)定性突出、揮發(fā)性低、耐光變色性好等特點，但是由于其分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)，存在一定的毒性，使其應(yīng)用時受到一定的限制。

除此之外，近些年來，國內(nèi)外研發(fā)的低碳醇檸檬酸酯類復(fù)配軟化劑助劑，雖然具有環(huán)保無毒，易降解，增塑性能較好等優(yōu)點，但是由于在水性涂料的添加使用過程中乳化性能比較弱，會導致水性涂料出現(xiàn)分層現(xiàn)象，加工性能比較差，因而很大程度上限制了其推廣應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是為了解決現(xiàn)有軟化劑有毒性或使用效果不好的技術(shù)問題，提供一種無毒且制備簡單且使用效果好的非苯類軟化劑及其制備方法。

為此，本發(fā)明提供一種非苯類軟化劑，其具有如式(1)所示的分子式：

其中R基團為碳原子數(shù)3～6的脂肪族或脂環(huán)族烷基的一種。

本發(fā)明同時提供一種非苯類軟化劑的制備方法，其包括如下步驟：A：將酰氯與二氯甲烷或乙酸乙酯充分攪拌至混合均勻，制得混合溶液；B：將一縮二乙二醇和三乙胺溶于二氯甲烷或乙酸乙酯中，將混合溶液充分攪拌至混合均勻，并冷卻；C：向所述步驟B的反應(yīng)液中恒壓滴加步驟A中制得的混合溶液；D：待混合溶液全部滴加完畢后，將反應(yīng)液的升溫，繼續(xù)攪拌反應(yīng)；E：反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物經(jīng)處理后可得到非苯類軟化劑。

優(yōu)選的，酰氯為碳原子數(shù)4～7的不含苯環(huán)的酰氯，其為異丁酰氯、特戊酰氯、環(huán)己甲酰之一種。

優(yōu)選的，酰氯與一縮二乙二醇的摩爾分數(shù)比為(1.8～2.5):1。

優(yōu)選的，反應(yīng)中使用三乙胺作為催化劑，使用二氯甲烷或乙酸乙酯作為溶劑，所述一縮二乙二醇與催化劑的質(zhì)量分數(shù)比為1:(1.5～3)。

優(yōu)選的，步驟A中，所述酰氯與所述二氯甲烷或乙酸乙酯的質(zhì)量比為1:(2.6～4)。

優(yōu)選的，步驟B中，加入一縮二乙二醇和三乙胺的總質(zhì)量占二氯甲烷或乙酸乙酯質(zhì)量的10％～25％。

優(yōu)選的，步驟C中，反應(yīng)溶液的溫度不超過10℃。

本發(fā)明的有益效果是：以酰氯為原料合成的一縮二乙二醇羧酸酯類軟化劑屬于無毒環(huán)保型軟化劑，可大量或完全替代二甘醇二苯甲酸酯類助劑，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥用品，食品添加劑及食品接觸產(chǎn)品，日用品及玩具等領(lǐng)域。本發(fā)明涉及的無毒環(huán)保型軟化劑，分子結(jié)構(gòu)中完全不含有苯環(huán)，無毒環(huán)保，衛(wèi)生安全，且對乳液具有很好的軟化效率，能完全或部分替代常用的環(huán)保軟化劑(對苯類、鄰苯類、檸檬酸酯類、聚酯類)，極具市場價值。

具體實施方式

根據(jù)下述實施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當也不會限制權(quán)利要求書中所描述的本發(fā)明。

實施例1

在2L反應(yīng)瓶中投入一縮二乙二醇23.88g、三乙胺49.78g，以及451.00g乙酸乙酯，至于冰水浴中，開啟攪拌至溶液混合均勻。另外將50.00g異丁酰氯與162.36g乙酸乙酯混合均勻后添加至恒壓滴液漏斗中，待反應(yīng)瓶中溶液溫度冷卻至10℃以下時，開始緩慢滴加異丁酰氯與乙酸乙酯的混合溶液，溶液滴加過程中控制反應(yīng)溶液溫度不超過10℃?；旌先芤旱渭油戤吅螅瑢⒎磻?yīng)溶液的溫度升至25℃±2℃，繼續(xù)反應(yīng)時間2h，即制得一縮二乙二醇二異丁酸酯粗產(chǎn)品。

再經(jīng)水洗、堿中和過程將催化劑去除，然后依次進行水洗、干燥、過濾，減壓蒸餾后，得到一縮二乙二醇二異丁酸酯產(chǎn)品。

將一縮二乙二醇二異丁酸酯產(chǎn)品以質(zhì)量分數(shù)為5％添加到苯丙乳液中，充分攪拌混合均勻，制得混合乳液，將混合乳液制成1-2mm左右的膜，觀察其成膜性能，測試結(jié)果見附表。

實施例2

在2L反應(yīng)瓶中投入一縮二乙二醇21.01g、三乙胺44.02g，以及451.00g乙酸乙酯，至于冰水浴中，開啟攪拌至溶液混合均勻。另外將50.00g特戊酰氯與162.36g乙酸乙酯混合均勻后添加至恒壓滴液漏斗中，待反應(yīng)瓶中溶液溫度冷卻至10℃以下時，開始緩慢滴加特戊酰氯與乙酸乙酯的混合溶液，溶液滴加過程中控制反應(yīng)溶液溫度不超過10℃。混合溶液滴加完畢后，將反應(yīng)溶液的溫度升至25℃±2℃，繼續(xù)反應(yīng)時間2h，即制得一縮二乙二醇二特戊酸酯粗產(chǎn)品。

再經(jīng)水洗、堿中和過程將催化劑去除，然后依次進行水洗、干燥、過濾，減壓蒸餾后，得到一縮二乙二醇二特戊酸酯產(chǎn)品。

將一縮二乙二醇二特戊酸酯產(chǎn)品以質(zhì)量分數(shù)為5％添加到苯丙乳液中，充分攪拌混合均勻，制得混合乳液，將混合乳液制成1-2mm左右的膜，觀察其成膜性能，測試結(jié)果見附表。

實施例3

在2L反應(yīng)瓶中投入一縮二乙二醇47.75g、三乙胺99.17g，以及927.51g二氯甲烷，至于冰水浴中，開啟攪拌至溶液混合均勻。另外將100.00g異丁酰氯與331.25g二氯甲烷混合均勻后添加至恒壓滴液漏斗中，待反應(yīng)瓶中溶液溫度冷卻至10℃以下時，開始緩慢滴加異丁酰氯與二氯甲烷的混合溶液，溶液滴加過程中控制反應(yīng)溶液溫度不超過10℃?；旌先芤旱渭油戤吅?，將反應(yīng)溶液的溫度升至25℃±2℃，繼續(xù)反應(yīng)時間2h，即制得一縮二乙二醇二異丁酸酯粗產(chǎn)品。

再經(jīng)水洗、堿中和過程將催化劑去除，然后依次進行水洗、干燥、過濾，減壓蒸餾后，得到一縮二乙二醇二異丁酸酯產(chǎn)品。

將一縮二乙二醇二異丁酸酯產(chǎn)品以質(zhì)量分數(shù)為5％添加到苯丙乳液中，充分攪拌混合均勻，制得混合乳液，將混合乳液制成1-2mm左右的膜，觀察其成膜性能，測試結(jié)果見附表。

實施例4

在2L反應(yīng)瓶中投入一縮二乙二醇17.19g、三乙胺36.13g，以及355.47g乙酸乙酯，至于冰水浴中，開啟攪拌至溶液混合均勻。另外將50.00g環(huán)己甲酰氯與180.36g乙酸乙酯混合均勻后添加至恒壓滴液漏斗中，待反應(yīng)瓶中溶液溫度冷卻至10℃以下時，開始緩慢滴加環(huán)己甲酰氯與乙酸乙酯的混合溶液，溶液滴加過程中控制反應(yīng)溶液溫度不超過10℃?；旌先芤旱渭油戤吅?，將反應(yīng)溶液的溫度升至25℃±2℃，繼續(xù)反應(yīng)時間2h，即制得一縮二乙二醇二環(huán)己甲酸酯粗產(chǎn)品。

再經(jīng)水洗、堿中和過程將催化劑去除，然后依次進行水洗、干燥、過濾，減壓蒸餾后，得到一縮二乙二醇二環(huán)己甲酸酯產(chǎn)品。

將一縮二乙二醇二環(huán)己甲酸酯產(chǎn)品以質(zhì)量分數(shù)為5％添加到苯丙乳液中，充分攪拌混合均勻，制得混合乳液，將混合乳液制成1-2mm左右的膜，觀察其成膜性能，測試結(jié)果見下表：