專利名稱：無(wú)鉛有機(jī)硅、有機(jī)硼聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，詳細(xì)地講是涉及一種以硅、硼、碳的氧化物或含氧化合物、脂肪醇、脂肪酸、酸酐、脂肪胺等有機(jī)化合物為原料，制備無(wú)鉛有機(jī)硅、有機(jī)硼聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑的方法。
二.
背景技術(shù)：
眾所周知，由于PVC分子鏈中的分子缺陷，在加工過(guò)程中極易脫出氯化氫而老化變色，因此，熱穩(wěn)定劑就是PVC加工中最重要的助劑。迄今為止，在PVC的硬制品中，主要穩(wěn)定劑是各種鉛鹽及復(fù)合鉛，鉛類穩(wěn)定劑雖然熱穩(wěn)定性好，但鉛鹽的毒性是眾所周知的，隨著環(huán)保意識(shí)的提高，鉛鹽對(duì)環(huán)境的污染及毒性必將嚴(yán)重地影響它的市場(chǎng)。在PVC的軟制品及透明制品中，以有機(jī)錫類、液態(tài)鋇、鎘、鋅類及亞磷酸脂類為主，這些品種，有的雖然毒性較小但是應(yīng)用中有極強(qiáng)的刺激氣味，污染環(huán)境，且成本都很高。單獨(dú)使用，其熱穩(wěn)定性也難以滿足PVC加工的要求。除此之外，近幾年發(fā)展起來(lái)的稀土類穩(wěn)定劑也有一定的市場(chǎng)，但稀土產(chǎn)品生產(chǎn)成本高，熱穩(wěn)定性不高不能單獨(dú)使用，必須和鉛鹽、鎘類、鋅類等穩(wěn)定劑協(xié)同使用，也使其受到一定的限制。
三.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了新的技術(shù)方案。
本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的一種無(wú)鉛有機(jī)硅、有機(jī)硼聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑的制備方法，它是用硅、硼、碳的氧化物或含氧化合物和與之相反應(yīng)量的有機(jī)醇、有機(jī)酸、多元醇、多元酸、含氮化合物及高級(jí)脂肪或芳香醇、酸或胺為原料再加少許催化劑經(jīng)醚化、酯化、?；磻?yīng)，制備出以無(wú)機(jī)元素為核心，分子鏈規(guī)整的有機(jī)硅、硼、碳的齊聚物，是不含任何金屬或少量金屬的新型熱穩(wěn)定劑。根據(jù)制品性能的要求，本產(chǎn)品亦可添加少量的偶聯(lián)劑、增塑劑及輔助穩(wěn)定劑，如硅烷、鋁酸脂、鈦酸脂、亞磷酸酯、環(huán)氧大豆油等，復(fù)配成聚氯乙烯性能優(yōu)異的熱穩(wěn)定劑。硅、硼、碳氧化物或含氧化合物，可單一使用，也可混合使用。無(wú)鉛有機(jī)硅、有機(jī)硼聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑可以是一步醚化或酯化的產(chǎn)品，亦可經(jīng)兩步以上的醚化或酯化反應(yīng)而成的產(chǎn)品。
上述的逐步醚化、酯化、?；磻?yīng)是分步進(jìn)行的，第一步醚化反應(yīng)的溫度為100-200℃，1-3小時(shí)，第二步酯化反應(yīng)溫度為150-200℃，2-3小時(shí)，第三、第四步的酯化反應(yīng)溫度為160-230℃，2-3小時(shí)。
上述的有機(jī)醇為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、辛醇、壬醇、葵醇、月桂醇、十六醇、十八醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、葵二醇、二乙醇胺、丙三醇、三羥基甲苯、三乙醇胺，有機(jī)酸為丁酸、己酸、辛酸、丁二酸、己二酸、苯二甲酸、十二酸、油酸、硬脂酸，酸酐有苯酐、順丁稀二酐。有機(jī)醇和有機(jī)酸可以單一使用，也可以混合使用。
本發(fā)明的PVC熱穩(wěn)定劑與鉛鹽及現(xiàn)行的其他熱穩(wěn)定劑相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.產(chǎn)品性能優(yōu)異，其熱穩(wěn)定性是鉛鹽和復(fù)合鉛鹽的1.2倍以上?？纱驺U鹽，應(yīng)用于硬制品，特別是在塑鋼門(mén)窗異型材、管材、板材上的應(yīng)用，其穩(wěn)定性能均達(dá)到或超過(guò)了鉛類穩(wěn)定劑的性能，在透明制品、無(wú)毒制品和軟制品中可等量替代有機(jī)錫類，主要性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)有機(jī)錫類產(chǎn)品。
2.可使聚氯乙烯制品生產(chǎn)成本降低，應(yīng)用本發(fā)明產(chǎn)品，根據(jù)不同PVC可使其每噸材料成本降低100-600元。
3.熱穩(wěn)定性好，由于本產(chǎn)品的分子對(duì)稱性和共軛性，本產(chǎn)品具有優(yōu)異的主鏈保護(hù)機(jī)理的熱穩(wěn)定性和耐紫外線性能。
4.本產(chǎn)品具有多個(gè)酯鍵、醚鍵和胺鍵和苯環(huán)，又含有長(zhǎng)鏈脂肪鍵，因此具有優(yōu)異的內(nèi)外潤(rùn)滑性。
5.本產(chǎn)品既含有無(wú)機(jī)過(guò)度元素，硅、硼、碳對(duì)無(wú)機(jī)元素有親和性，又含有脂肪鏈，因此本產(chǎn)品和具有優(yōu)異的偶聯(lián)性，與環(huán)氧大豆油、硅烷系列偶聯(lián)劑等配合在硬制品中使用，可加大碳酸鈣的添加量，降低成本，且保證制品各項(xiàng)指標(biāo)不降低。
6.本產(chǎn)品設(shè)備投資少、生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)效益高。
7.本產(chǎn)品為環(huán)保性化工產(chǎn)品，不僅產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)三廢，產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中也無(wú)毒無(wú)塵。
四.
具體實(shí)施例方式
實(shí)例1在反應(yīng)釜內(nèi)，加入硼酸80公斤，硅酸20公斤，加入計(jì)量的三乙醇胺，加入少量濃硫酸，在120-180℃脫水反應(yīng)1-3小時(shí)，反應(yīng)階段不停充二氧化碳?xì)怏w。降溫至150℃以下，加入計(jì)量的己二酸，在150-190℃下，反應(yīng)2-3小時(shí)，滴加少許磷酸，再加入計(jì)量的辛二醇，在160-200℃反應(yīng)2-3小時(shí)，脫水后再加入計(jì)量的硬脂酸，在160-230℃脫水反應(yīng)2-3小時(shí)，降溫，加入5％左右的硅烷偶聯(lián)劑，即得產(chǎn)品1650公斤，產(chǎn)品收率98％以上。
實(shí)例2在反應(yīng)釜中加入硅酸鈉30公斤，硼酸50公斤，加入計(jì)量甘油和辛二醇，滴加少許濃硫酸，在120-180℃下連續(xù)充二氧化碳?xì)怏w的條件下脫水反應(yīng)1-3小時(shí)，加入油酸600公斤，在150-220℃脫水反應(yīng)2-3小時(shí)，加入5％左右的硅烷偶聯(lián)劑，即得產(chǎn)品950公斤，產(chǎn)品收率98％。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)鉛有機(jī)硅、有機(jī)硼聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于用硅、硼、碳的氧化物或含氧化物和與之相反應(yīng)量的有機(jī)醇、有機(jī)酸、多元醇、多元酸、含氮化合物及高級(jí)脂肪或芳香醇、酸、酸酐、胺為原料，經(jīng)醚化、酯化、酰化反應(yīng)，制備出以無(wú)機(jī)元素為核心，分子鏈中含有多個(gè)醚鍵、酯鍵、胺鍵及苯環(huán)的化合物。
2.按照要求1所述的無(wú)鉛有機(jī)硅、有機(jī)硼聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于上述的醚化、酯化、?；磻?yīng)是分步進(jìn)行的，第一步醚化反應(yīng)的溫度為100-200℃，1-3小時(shí)，第二步酯化反應(yīng)溫度為150-200℃，2-3小時(shí)，第三、第四步酯化反應(yīng)溫度160-230℃，2-3小時(shí)。
3.按照要求1所述的無(wú)鉛有機(jī)硅、有機(jī)硼聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于有機(jī)醇為丙醇、戊醇、辛醇、月桂醇、十六醇、十八醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、葵二醇、二乙醇胺、三羥甲基苯、三乙醇胺、丙三醇。有機(jī)酸為丁二酸、己二酸、苯二甲酸、苯酐、十二酸、油酸、硬脂酸。有機(jī)醇、有機(jī)酸可單一使用，也可混合使用。
4.按照權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛有機(jī)硅、有機(jī)硼聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于硅、硼、碳氧化物或含氧化合物，可單一使用，也可混合使用。
5.按權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛有機(jī)硅、有機(jī)硼聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑可以是一步醚化或酯化的產(chǎn)品，亦可經(jīng)兩步以上的醚化或酯化反應(yīng)而成的產(chǎn)品。
全文摘要
一種以硅、硼、碳的氧化物或含氧化合物，脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺等有機(jī)化合物為原料，經(jīng)醚化、酯化、酰化反應(yīng)，制備出以無(wú)機(jī)元素為核心，分子鏈規(guī)整的有機(jī)硅、硼、碳的齊聚物，是不含任何金屬或含微量金屬元素的新型熱穩(wěn)定劑。該穩(wěn)定劑性能超過(guò)了目前鉛類穩(wěn)定劑，且成本低、無(wú)毒、熱穩(wěn)定性好，軟制品的透明性好，生產(chǎn)過(guò)程無(wú)三廢，應(yīng)用中無(wú)毒無(wú)塵。可廣泛代替多種鉛鹽和有機(jī)錫類穩(wěn)定劑。經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益顯著。
文檔編號(hào)C08K5/55GK1583848SQ20041002426
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月10日
發(fā)明者姜亦文, 劉繼泉, 丁麗, 姜媛, 曹長(zhǎng)青, 吳天祥 申請(qǐng)人:青島科技大學(xué)