在涂料行业,软PVC主要用于涂层卡车防水布,帐篷,地板覆盖物和金属涂层。虽然癸二酸二辛酯(二(2-乙基己基)癸二酸酯,或DOS)是一种广泛使用的增塑剂,但由于成本增加,以及癸二酸的不确定性和稳定供应的缺乏,企业获得癸二酸增塑剂(如DOS)变得更具挑战性。EDENOL®DOZ是一种新型增塑剂,可取代DOS用于大多数软质PVC涂料的开发。

癸二酸供应的不确定性

癸二酸,也被称为癸二酸,是一种有用的增塑剂和聚合物。由癸二酸衍生的最著名的聚合物是聚酰胺(PA 6.10)。癸二酸在工业规模上主要由蓖麻油生产,蓖麻油是一种生物基原料。因此,由癸二酸制成的产品可以标记为部分或完全生物基,这取决于最终产品配方中的其他成分。

从蓖麻油中提取癸二酸的生产能力主要集中在中国和印度。2016年12月,中国政府下令关闭东北地区的工厂,以减少该地区的严重空气污染。1由于几家生产癸二酸的工厂受到了这一措施的影响,关闭之后又出现了一系列关于癸二酸的不可抗力声明。随着未来对空气污染的限制变得更加严格,这种情况很可能在下一个冬季再次发生。

对癸二酸二辛酯增塑剂的影响

癸二酸衍生产品中受不可抗力影响较大的是广泛使用的增塑剂DOS。癸二酸与2-乙基己醇反应生成的DOS是一种无臭无色的低粘度液体。根据FDA CFR 21, DOS符合食品接触要求。由于其低挥发性和良好的风化性能,已成为PVC涂料低温增塑剂的行业标准。

然而,由于这些供应挑战,PVC行业需要从安全的供应链中获得技术上与DOS相当的增塑剂。替代方案也应该符合FDA食品接触标准,至少部分是生物基的,以满足市场需求。

现成的二二烯酸替代品

二氮二酸,也称为壬二酸,是癸二酸的可行替代品,因为它在化学结构上只有轻微的不同。早在60多年前,Emery油脂化学品公司就开始了对杜鹃花酸的商业开发。2Emery的集成制造工艺和通过其专有的臭氧分解工艺随时可用的原料,确保了对市场的安全供应。

该公司以天然油脂为原料,生产油酸和其他油脂化学品。然后将油酸送入Emery公司专有的臭氧分解工艺,该工艺以天然氧气为基础,将油酸与臭氧分离。裂解产物为壬二酸和天竺葵酸,然后进一步纯化。

新选择

作为DOS的新替代品,EDENOL DOZ是二(2-乙基己基),或二辛二氮酸酯,它具有以下优点:

  • 食品接触符合FDA CFR 21;
  • 部分生物基材料,含天然来源的壬二酸;
  • 与DOS相比,PVC中的应用程序特性相同或非常相似,本文稍后将对其进行概述;而且
  • 供应安全:生产过程是反向集成的,首先将天然脂肪和油脂原料转化为油酸,通过臭氧分解生产壬二酸,最后合成酯伊登醇DOZ。

DOZ和DOS的比较

由于壬二酸是癸二酸的近亲,这两种酯的产物性质非常相似。如表1所示,粘度和比重相同。因此,当从DOS切换到EDENOL DOZ时,在给药系统中几乎不需要改变。

由于DOZ和DOS的化学结构和物理化学性质非常相似,比较了这两种增塑剂在PVC配方中的行为。使用了一种基本的PVC配方:cazn稳定的PVC与环氧大豆油作为共同稳定剂和增塑剂,EDENOL DOZ或DOS,分别在40或70 phr的剂量水平(表2)。

比较EDENOL DOZ和DOS,可以识别出偏差非常小,通常在或接近各自测量的公差范围内。与DOS相比,DOZ的邵氏硬度倾向于略低;因此,从DOS切换到EDENOL DOZ时,本配方中的增塑剂用量可以减少。由于两种增塑剂在40 phr剂量下的抗拉强度相同,在较高剂量时的差异很小。断裂张力、断裂伸长率和冷弯曲温度无明显差异。在测量精度范围内,对异辛烷值的萃取抗性显示出伊登醇DOZ的小优势。尽管行为的差异取决于所使用的完整配方,但EDENOL DOZ无疑是市面上最接近DOS的替代品。

结论

EDENOL DOZ在物质和PVC中掺入的性质与DOS相似。这两种增塑剂都符合FDA CFR 21的食品接触要求,并且都是部分生物基材料。然而,尽管DOS依赖于蓖麻油和癸二酸的供应链,但这种新型增塑剂是基于杜鹃酸的,杜鹃酸源自可靠且经过验证的油酸臭氧分解工艺。油酸来源于多种天然脂肪和油,因此,伊登醇DOZ为PVC行业提供了最高水平的安全供应,因此,它代表了DOS的可行和可持续的替代品。

如需更多信息,请联系gp.americas@emeryoleo.comgp.europe@emeryoleo.com,或参观http://greenpolymeradditives.emeryoleo.com/additives/

参考文献

1http://www.chemceed.com/tag/sebacic-acid/

2https://www.google.com/patents/US2813113