淄博钰锦商贸经营DBP DOP DOA DOS DOTP 环氧大豆油等增塑剂
中文名称:邻苯二甲酸二丁酯;别名包括邻苯二甲酸二正丁酯、酞酸二丁酯(DBP 为国际通用缩写)。
英文名称:Dibutyl Phthalate;Dibutyl 1,2-benzenedicarboxylate;n-Butyl phthalate。
分子组成与结构:化学式为 C₁₆H₂₂O₄,含 16 个碳原子、22 个氢原子、4 个氧原子,分子量为 278.35(计算依据:C=12.01、H=1.008、O=16.00);核心结构为 “邻苯二甲酸骨架 + 两个正丁酯侧链”,酯基的极性与正丁基的疏水性形成平衡,是其作为增塑剂的关键结构基础。
安全与登记信息:CAS 号为 84-74-2,EINECS 号为 201-557-4;UN 编号为 3082(危险品运输分类:9 类杂项危险物质,因环境危害属性);欧盟 REACH 法规中将其列为 “高度关注物质(SVHC)”,部分国家和地区对其使用有严格限制。
邻苯二甲酸二丁酯的理化性质由 “苯环骨架 + 双酯基 + 正丁基侧链” 共同决定,低挥发性、强相容性与柔韧性是其核心特征,同时也存在环境持久性问题:
外观与状态:常温(25℃)下为无色透明油状液体,具有轻微的芳香气味(类似酯类的清淡果香,低浓度无刺激性,高浓度略有不适);纯品长期储存或接触光照后,可能因微量氧化呈极浅淡黄色,但主要性能无明显变化。
熔沸点与挥发性:熔点约 - 35℃(低温下仍保持良好流动性,-40℃以下才轻微黏稠,适配低温加工场景);常压下沸点为 340℃(高沸点特性,常温下挥发性极低,25℃时蒸气压仅≈0.0001 kPa,可减少增塑剂在材料使用过程中的迁移损耗);减压(1.33 kPa)时沸点降至 180-182℃,便于提纯。
密度与黏度:20℃时密度为 1.043-1.048 g/cm³(略大于水,因苯环与酯基的分子堆积密度);25℃时黏度为 16-20 mPa・s(中黏度液体,流动性适中,易与高分子材料(如 PVC)均匀混合,无明显黏壁现象)。
溶解性:强有机相容性,低水溶性——25℃时微溶于水(溶解度≈0.001 g/100mL,几乎不溶于水,与水混合后快速分层,上层为 DBP);易溶于多数有机溶剂,可与乙醇、乙醚、苯、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃(THF)及 PVC、橡胶、树脂等高分子材料完全混溶,尤其与聚氯乙烯(PVC)的相容性**(混合比例可达 10%-50%),是其作为 PVC 增塑剂的核心优势。
化学稳定性:常温下对酸、碱较稳定,不易水解;但在强酸(如浓盐酸)或强碱(如浓氢氧化钠)且加热(>100℃)条件下,会发生水解反应,生成邻苯二甲酸与正丁醇;对氧化剂(如过氧化氢)、还原剂(如氢气)稳定,不发生氧化还原反应;高温(>350℃)下会缓慢分解,释放一氧化碳、二氧化碳及少量苯类化合物,需避免长期高温使用。
环境特性:具有环境持久性与生物累积性—— 难被微生物降解(土壤中降解半衰期约 60-100 天,水体中约 30-50 天),易在生物体内富集(如鱼类、鸟类体内),且可能通过食物链传递,这是其被多国限制使用的核心原因。
工业上邻苯二甲酸二丁酯的制备以邻苯二甲酸酐与正丁醇酯化法为主,工艺成熟、原料易得、收率高(≥95%),是全球曾广泛采用的技术路线,具体流程如下:
原料与反应原理:以邻苯二甲酸酐(简称苯酐,C₈H₄O₃,纯度≥99%)与正丁醇(C₄H₉OH,纯度≥99%)为原料,在酸性催化剂(如硫酸、对甲苯磺酸)作用下,分两步发生酯化反应 —— **步,苯酐与 1 分子正丁醇反应生成邻苯二甲酸单丁酯;**步,单丁酯再与 1 分子正丁醇反应生成邻苯二甲酸二丁酯,主反应式:C₈H₄O₃ + 2C₄H₉OH → C₆H₄(COOC₄H₉)₂ + H₂O。
关键工艺步骤:
酯化反应:将苯酐、正丁醇按 1:2.2(摩尔比,正丁醇过量以促进反应完全)加入带搅拌的反应釜,加入原料总质量 0.5%-1% 的硫酸(或对甲苯磺酸)作为催化剂,升温至 120-140℃,回流反应 4-6 小时(通过分水器分离生成的水,推动反应正向进行);通过气相色谱(GC)检测反应终点,当苯酐转化率≥99.5% 时停止反应。
中和与除杂:反应液冷却至 60-80℃,加入 5%-10% 的碳酸钠溶液中和残留的酸(至 pH 7-8),生成的盐(如硫酸钠)溶于水,静置分层后去除水相;再用 80-90℃的热水洗涤有机相 2-3 次,去除残留的盐与未反应的正丁醇。
精馏提纯:将洗涤后的有机相送入减压精馏塔(真空度 0.095 MPa),先蒸馏回收过量的正丁醇(用于循环使用),再升温收集 180-182℃(1.33 kPa)的馏分,得到工业级邻苯二甲酸二丁酯(纯度≥99%);若需更高纯度(≥99.5%),可进行精密精馏或活性炭脱色。
邻苯二甲酸二丁酯曾因与 PVC 相容性好、增塑效率高(少量添加即可显著提升 PVC 柔韧性),广泛应用于多个领域,但因潜在的 “内分泌干扰性”(对人体生殖发育可能产生影响),目前全球多数国家和地区对其使用实施严格限制,仅保留部分工业合规场景:
曾主流应用领域(目前受限):
聚氯乙烯(PVC)加工:曾是 PVC 软制品的核心增塑剂,用于生产 PVC 薄膜(如农用薄膜、包装薄膜)、PVC 软管(如水管、燃气管)、PVC 玩具、PVC 电缆料等,添加量通常为 10%-30%—— 可使 PVC 从硬脆的塑料变为柔软有弹性的材料(如 PVC 玩具的柔韧性、PVC 软管的可弯曲性)。但目前,欧盟《玩具安全指令》、中国《玩具安全》(GB 6675)等标准明确禁止其在玩具、儿童用品中使用;食品接触材料(如 PVC 食品包装)中也被限制(迁移量≤0.3 mg/kg)。
化妆品与日化产品:曾作为化妆品(如指甲油、发胶)的 “成膜剂” 与 “增塑剂”—— 在指甲油中添加 5%-10%,可使指甲油膜更柔软、不易开裂,提升附着力;在发胶中可增加喷雾的成膜性与光泽度。但目前,欧盟、美国、中国等已禁止其在化妆品中使用(中国《化妆品安全技术规范》明确将其列为禁用成分)。
现有合规应用领域(工业级):
工业涂料与胶粘剂:作为涂料(如醇酸树脂涂料、氨基树脂涂料)的 “增塑剂” 与 “溶剂”,添加量 5%-15%,可提升涂料的柔韧性与附着力,避免涂料成膜后开裂;在工业胶粘剂(如氯丁橡胶胶粘剂、环氧树脂胶粘剂)中,可改善胶粘剂的流动性与粘接性能,适配金属、塑料等材质的粘接(非食品接触、非儿童接触场景)。
橡胶工业:用于天然橡胶、合成橡胶(如丁苯橡胶、氯丁橡胶)的 “软化剂” 与 “增塑剂”,添加量 3%-8%,可降低橡胶的玻璃化温度,提升橡胶的弹性与耐寒性,适用于生产工业用橡胶密封件、橡胶管(非饮用水接触、非医疗用)等。
其他工业场景:作为油墨的 “溶剂” 与 “增塑剂”,提升油墨的流动性与印刷适应性(如工业用包装油墨,非食品包装油墨);作为高分子材料的 “脱模剂”,帮助塑料制品从模具中脱出(非食品接触制品)。