化学名：偏苯三酸三辛酯

分子式：C33H54O6

分子量：546.8

特性及用途：TOTM是耐热和耐久性增塑剂，主要用作105度电线电缆料，作为PVC的耐温主增塑剂，具有良好的挥发、耐水抽出、耐迁移、耐低温和电性能等方面性能，耐久性与聚合型增塑剂相媲美，而增塑效率和加工性能与DOP相当。

主要用于耐热电缆料(105℃级)、板材、片材、密封垫等要求耐热和耐久的制品。

　　TOTM(偏苯三酸三辛酯) 　　Trioctyl trimellitate 　　分子式(Formula)： C33H54O6 　　分子量(Molecular Weight)： 546.78 　　CAS No.： 3319-31-1 　　质量指标(Specification) 　　含量（Purity）： 99.0% 　　物化性质(Physical Properties) 　　色度(APHA) ≤80 　　密度(g/cm3(20℃)) 0.988±0.003 　　酸值(mgKOH/g) ≤0.20 　　体积电阻率(Ω.cm) ≥5×1011 　　闪点(℃) ≥245 　　加热减量(%) ≤0.15 　　折光率(20℃) 1.485(25℃) 　　TOTM增塑剂主要用语生产105摄氏度级耐热电线电缆料以及其他要求耐热和耐久性的板材,片材,密封垫等制品.增塑剂TOTM的清洁合成

    偏苯三酸三辛酯(TOTM)是一种新型特种高档增塑剂,不仅可用于105级电缆料和其他耐热制品,还可以用于硝基纤维素、乙基纤维素和聚甲基丙烯酸甲酯等塑料〔1〕。目前,我国电线电缆业正与国际标准接轨,根据ISO标准,电讯行业的电缆耐温等级都将提高到105。由于TOTM的绝缘性能好,挥发性低,迁移性小,广泛应用于电线电缆、汽车内饰材料、耐温线材涂层、高性能聚酯、电动机和电机用铜线防水涂层以及高级塑料制品中。随着国内多套千吨级偏酐装置投产,TOTM价格逐步下降到较为合理的水平,带动了应用需求的增加,市场潜力十分巨大。TOTM是用偏苯三甲酸酐(偏酐)和辛醇(2-乙基己醇)酯化制得的,常用于催化酯化反应的催化剂如浓硫酸、固体酸〔2〕、金属氧化物〔3〕、钛酸酯〔4〕等都可作为制备TOTM的催化剂,反应粗产物经过中和、水洗、脱色、脱醇等纯化过程得到产品,不同催化剂下合成条件和纯化工艺有一定的差别。笔者以粘胶基活性炭纤维为载体,制备了负载型SnO催化剂并用于催化合成TOTM,考察了反应温度、时间、催化剂用量等对合成的影响。该催化剂活性高于未经负载的氧化亚锡,且更易于分离。通过合理控制反应条件,免除了中和、水洗、脱色等产品纯化过程,基本实现了生产工艺清洁化。

    1 实验部分

    1 1 实验试剂偏酐、辛醇、活性炭纤维和混合二甲苯为工业品,碳酸氢钠、氯化亚锡为化学纯试剂,其余均为分析纯试剂。

    1 2 实验操作

    1.2.1 催化剂制备粘胶基活性炭纤维经10%H2SO4预处理后,投入新配制的5%SnCl2溶液中浸渍30min,取出活性炭纤维离心脱除粘附的溶液,加入饱和NaHCO3溶液浸泡并缓慢加热至沸腾,保持沸腾10min,水洗至中性,在氮气保护下活化40min,制得催化剂备用。催化剂中含SnO17.2%。

    1.2.2 TOTM合成在装有电动搅拌、分水器和温度计的四口烧瓶中投入原料、催化剂和少量二甲苯作为带水剂,搅拌加热并保持回流。反应结束后滤除催化剂,蒸出粗产物中的二甲苯和未反应的醇,得到产品。

    2 结果与讨论

    2.1 催化剂活性对于酯化反应而言,锡类催化剂和钛酸酯类非酸催化剂的催化活性均不如浓硫酸等无机酸的催化活性高,而金属氧化物类催化剂由于是非均相催化,活性与无机酸差距更大。但活性炭纤维负载SnO后比表面增加,催化剂的催化活性有了明显改善,在酸醇比1∶4.5,催化剂用量占总投料量的1.05%,反应温度170℃时进行活性比较,结果表明,活性炭负载的SnO催化剂活性明显高于未经负载的氧化亚锡,与均相催化剂钛酸正丁酯相近,结果见图1。
2.2 反应条件的影响

    2.2.1 反应温度温度是影响反应的重要因素。在酸醇比是1∶4.5,催化剂用量占总投料量1.2%的条件下,在130~200℃之间考察不同温度对反应的影响,发现低于140℃时反应速度很慢,反应4h后酸的转化率不超过85%,当反应温度为170~180℃时,3~4h内酸转化率可达99.5%以上,更高的反应温度对反应速度的促进效果已不太明显,结果见图2。由图2可见,170~180℃的反应温度比较适合。

    2.2.2 反应时间延长反应时间对促进偏酐完全转化、提高收率、降低产品酸值都是有益的,在酸醇比和催化剂用量不变条件下,考察反应时间对反应的影响,结果见图3。由此可见170℃反应240min或180℃反应210min,残余酸量(酸值)均可降到0.15mgKOH/g以下,此时终止反应,最终产品的酸值可控制在0.2mgKOH/g以下,达到质量指标的要求。

    2.2.3 催化剂用量由于催化剂是由活性炭纤维负载的,活性物含量只有17.2%,其使用量略高于非负载型催化剂是可以理解的。图4表明,在酸醇比1∶4.5,反应时间210min条件下,加大催化剂用量对促进反应进行显然有利,但当催化剂用量达到总投料量的1 2%以上时,继续加大催化剂用量效果已不明显。

    2.3 催化剂回收再用由于是负载催化剂,简单过滤即可方便地从反应液中除去,进行回收。研究表明,回收的催化剂不须经过任何处理即可投入重复使用,但因活性炭纤维载体的机械强度不高,搅拌下容易破碎,催化剂重复使用率只有70%左右。将回收催化剂直接重复使用,不足部分以新催化剂补充,在酸醇比1∶4.5,催化剂用量占总投料量1.2%,反应温度180℃,反应时间180min条件下重复7次,催化能力下降并不明显,结果见表1。

    2.4 产品质量分析我们对小试样品进行了质量分析,表2是分析测试结果与指标的比较,可见使用本法得到的产品所有指标都合格。

    3 结论利用活性炭纤维负载的氧化亚锡作为催化剂合成偏苯三酸三辛酯,简化了产品纯化过程,解决了产品生产中“三废”排放、催化剂分离和回收等问题,初步实现了TOTM合成工艺的清洁化,具有较好的应用前景。