本發(fā)明涉及精細化工領(lǐng)域,尤其是一種有機鹽熱穩(wěn)定劑的合成方法。
背景技術(shù):
含氯聚合物例如聚氯乙烯(PVC),由于其具有阻燃性能、高性能與低價的優(yōu)勢,所以廣泛應(yīng)用于建材、化工、包裝、電氣及其他行業(yè)。但是PVC在加工成型過程中會因為溫度升高致使顏色加深,物理機械性能下降,甚至喪失使用價值,故通常加入穩(wěn)定劑防止在PVC加工過程中因為高溫導(dǎo)致其分解。在PVC熱穩(wěn)定劑的早期發(fā)展過程中,一般是將傳統(tǒng)有機酸金屬皂與亞磷酸酯、抗氧劑等簡單混合復(fù)配得到熱穩(wěn)定劑,效果不是很理想。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)技術(shù)中存在的問題,提供一種有機鹽熱穩(wěn)定劑的合成方法,其首先合成新型有機金屬皂,然后合成金屬有機基亞磷酸酯絡(luò)合物,金屬有機基亞磷酸酯絡(luò)合物在分子內(nèi)加強金屬甘油鹽/羧酸鹽與亞磷酸酯之間的協(xié)同作用,以較大的改善PVC制品的初期著色、中長期穩(wěn)定性以及透明性,同時減緩“鋅燒”現(xiàn)象的發(fā)生。為此,本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:一種有機鹽熱穩(wěn)定劑的合成方法,其步驟如下:1)往捏合釜內(nèi)依次加入水和金屬氧化物或者金屬氫氧化物,通入CO2在100-140℃條件下反應(yīng)1-6小時得到堿式碳酸鹽,所述金屬氧化物或者金屬氫氧化物的金屬選用鈣、鋇、鎘、鋅中的一種或多種;2)往捏合釜內(nèi)依次加入步驟1)得到的堿式碳酸鹽、有機酸、甘油以及分散劑,在氮氣保護下,在100-260℃下反應(yīng)3-12小時得到有機酸金屬鹽;3)反應(yīng)釜中依次加入步驟2)得到的有機酸金屬鹽、高碳異構(gòu)醇和亞磷酸酯,在100-200℃條件下反應(yīng)3-12小時,真空脫除醇以及酚得到有機金屬亞磷酸絡(luò)合物;4)反應(yīng)釜中依次加入步驟3)得到的有機金屬亞磷酸絡(luò)合物、抗氧劑、輔助熱穩(wěn)定劑以及溶劑,在50-80℃復(fù)配得到產(chǎn)品有機鹽熱穩(wěn)定劑。上述合成方法中各步的反應(yīng)方程式表示如下:進一步,所述金屬氧化物或者金屬氫氧化物與水的摩爾比優(yōu)選為1:3-5,所述金屬氧化物或者金屬氫氧化物與二氧化碳的摩爾比優(yōu)選為1:0.5-1;所述的堿式碳酸鹽與有機酸的摩爾比優(yōu)選為1:6-7,所述的堿式碳酸鹽與甘油的摩爾比優(yōu)選為1:6-7;所述的分散劑與有機酸的質(zhì)量比優(yōu)選為1:1-2,所述的高碳異構(gòu)醇與有機酸的質(zhì)量比優(yōu)選為1:0.5-1;所述的有機酸金屬鹽與亞磷酸酯的摩爾比優(yōu)選為1:1-2。進一步,所述的有機酸優(yōu)選為C8-C24脂肪酸,碳鏈為直鏈或支鏈;或芳香酸。進一步,所述的C8-C24脂肪酸優(yōu)選為異辛酸、新癸酸、月桂酸、肉蔻酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸中的一種或多種的混合物;所述的芳香酸優(yōu)選為苯甲酸、對甲基苯甲酸、對乙基苯甲酸、對叔丁基苯甲酸中的一種或多種的混合物。進一步,所述的分散劑優(yōu)選為乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚中的一種或多種的混合物。進一步,所述的亞磷酸酯優(yōu)選為亞磷酸三苯酯、亞磷酸一苯二異辛酯、亞磷酸二苯異辛酯、亞磷酸一苯二異癸酯、亞磷酸二苯一異癸酯、聚(二丙二醇)苯基亞磷酸酯、四苯基二丙二醇二亞磷酸酯、4,4'-亞丁基雙-(3-甲基-6-叔丁苯基)-(十三烷基)亞磷酸酯、4,4'-對開異丙基二苯基C12-14-醇亞磷酸酯、無酚亞磷酸酯中的一種或多種的混合物。進一步,所述的有機鹽熱穩(wěn)定劑優(yōu)選為鈣鋅穩(wěn)定劑,其各組分及其質(zhì)量百分數(shù)為:鈣有機基亞磷酸絡(luò)合物30-55%、鋅有機基亞磷酸絡(luò)合物10-20%、抗氧劑1-10%、輔助熱穩(wěn)定劑1-5%、溶劑10-30%。進一步,所述的有機鹽熱穩(wěn)定劑優(yōu)選為鋇鋅穩(wěn)定劑,其各組分及其質(zhì)量百分數(shù)為:鋇有機基亞磷酸絡(luò)合物55-70%、鋅有機基亞磷酸絡(luò)合物15-25%、抗氧劑1-10%、輔助熱穩(wěn)定劑1-5%、溶劑10-30%。進一步,所述的輔助熱穩(wěn)定劑優(yōu)選為硬脂酰苯甲酰甲烷、二苯甲酰甲烷、油酰苯甲酰甲烷或2-乙基己酰苯甲酰甲烷中的一種或多種的混合物;所述的溶劑優(yōu)選為白油、無味煤油、變壓器油中的一種或多種的混合物。進一步,所述的抗氧劑優(yōu)選為三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、2,4-叔丁基-4-苯酚、硫代二丙酸雙十二烷酯中的一種或多種的混合物。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下優(yōu)點:1.依次合成出新的穩(wěn)定劑前體-堿式碳酸鹽及有機酸金屬鹽;2.合成出新的穩(wěn)定劑單體-金屬甘油基亞磷酸酯絡(luò)合物,即金屬有機基亞磷酸酯絡(luò)合物;3.本發(fā)明得到的金屬甘油基亞磷酸酯絡(luò)合物能很好的發(fā)揮金屬甘油基與亞磷酸酯之間的協(xié)同作用,減緩“鋅燒”現(xiàn)象的發(fā)生,提高PVC制品的初期著色、透明性以及中長期穩(wěn)定性。具體實施方式下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。實施例1本發(fā)明有機鹽熱穩(wěn)定劑的合成方法如下:(1)在捏合釜中依次加入水、氧化鋅,通入二氧化碳,在120℃溫度下反應(yīng),氧化鋅與水的摩爾比為1:4,氧化鋅與二氧化碳的摩爾比為1:0.7,3小時后得到堿式碳酸鋅。(2)在捏合釜中依次加入堿式碳酸鋅、異辛酸、甘油以及二乙二醇丁醚,在氮氣保護200℃下反應(yīng)8小時,得到異辛酸/甘油混合鋅皂,堿式碳酸鋅與異辛酸的摩爾比為1:6.5,堿式碳酸鋅與甘油的摩爾比為1:6.5,二乙二醇丁醚與異辛酸質(zhì)量比為1:1。(3)在反應(yīng)釜中依次加入異辛酸/甘油混合鋅皂、異癸醇、亞磷酸三苯酯,在150℃條件下反應(yīng)8小時,真空脫除醇以及酚得到異辛酸/甘油混合鋅皂亞磷酸酯絡(luò)合物,金屬鋅與亞磷酸三苯酯摩爾比為1:1,異癸醇與亞磷酸三苯酯質(zhì)量比為1:1。(4)在捏合釜中依次加入八水合氫氧化鋇,通入二氧化碳,在125℃溫度下反應(yīng),八水合氫氧化鋇與二氧化碳的摩爾比為1:0.8,4小時后得到堿式碳酸鋇。(5)在捏合釜中依次加入堿式碳酸鋇、油酸、甘油以及二乙二醇丁醚,在氮氣保護220℃下反應(yīng)7小時,得到油酸/甘油混合鋇皂,堿式碳酸鋇與油酸的摩爾比為1:7,堿式碳酸鋇與甘油的摩爾比為1:7,二乙二醇丁醚與油酸質(zhì)量比為1:1。(6)在反應(yīng)釜中依次加入油酸/甘油混合鋇皂、異癸醇、亞磷酸三苯酯,在160℃條件下反應(yīng)9小時,真空脫除醇以及酚得到油酸/甘油混合鋇皂亞磷酸酯絡(luò)合物;金屬鋇與亞磷酸三苯酯摩爾比為1:1,異癸醇與亞磷酸三苯酯質(zhì)量比為1:1。(7)在反應(yīng)釜中依次加入異辛酸/甘油混合鋅皂亞磷酸酯絡(luò)合物、油酸/甘油混合鋇皂亞磷酸酯絡(luò)合物、硫代二丙酸雙十二烷酯、2-乙基己酰苯甲酰甲烷以及變壓器油在65℃復(fù)配得到鋇鋅液體穩(wěn)定劑產(chǎn)品,其配方如下:名稱比例/%異辛酸/甘油混合鋅皂亞磷酸酯絡(luò)合物10油酸/甘油混合鋇皂亞磷酸酯絡(luò)合物55硫代二丙酸雙十二烷酯32-乙基己酰苯甲酰甲烷2變壓器油25實施例2本發(fā)明有機鹽熱穩(wěn)定劑的合成方法如下:(1)在捏合釜中依次加入水、氧化鋅,通入二氧化碳,在100℃溫度下反應(yīng),氧化鋅與水的摩爾比為1:3,氧化鋅與二氧化碳的摩爾比為1:1,6小時后得到堿式碳酸鋅。(2)在捏合釜中依次加入堿式碳酸鋅、月桂酸、甘油以及乙二醇丁醚,在氮氣保護180℃下反應(yīng)10小時,得到月桂酸/甘油混合鋅皂,堿式碳酸鋅與月桂酸的摩爾比為1:6,堿式碳酸鋅與甘油的摩爾比為1:6,乙二醇丁醚與月桂酸質(zhì)量比為0.8:1,乙二醇丁醚與月桂酸質(zhì)量比為1:2。(3)在反應(yīng)釜中依次加入月桂酸/甘油混合鋅皂、異十三醇、4,4'-對開異丙基二苯基C12-14-醇亞磷酸酯,在180℃條件下反應(yīng)4小時,真空脫除醇以及酚得到月桂酸/甘油混合鋅皂亞磷酸酯絡(luò)合物,金屬鋅與4,4'-對開異丙基二苯基C12-14-醇亞磷酸酯摩爾比為1:1.2,異十三醇與4,4'-對開異丙基二苯基C12-14-醇亞磷酸酯質(zhì)量比為1:1.5。(4)在捏合釜中依次加入一水合氫氧化鋇,通入二氧化碳,在110℃溫度下反應(yīng),一水合氫氧化鋇與二氧化碳的摩爾比為1:0.6,5小時后得到堿式碳酸鋇。(5)在捏合釜中依次加入堿式碳酸鋇、苯甲酸、甘油以及乙二醇丁醚,在氮氣保護190℃下反應(yīng)9小時得到苯甲酸/甘油混合鋇皂,堿式碳酸鋇與苯甲酸的摩爾比為1:6.8;堿式碳酸鋇與甘油的摩爾比為1:6.8;乙二醇丁醚與苯甲酸質(zhì)量比為1:2。(6)在反應(yīng)釜中依次加入苯甲酸/甘油混合鋇皂、異十三醇、4,4'-亞丁基雙-(3-甲基-6-叔丁苯基)-(十三烷基)亞磷酸酯,在160℃條件下反應(yīng)9小時,真空脫除醇以及酚得到苯甲酸/甘油混合鋇皂亞磷酸酯絡(luò)合物;金屬鋅與4,4'-亞丁基雙-(3-甲基-6-叔丁苯基)-(十三烷基)亞磷酸酯摩爾比為1:1.2,異十三醇與4,4'-亞丁基雙-(3-甲基-6-叔丁苯基)-(十三烷基)亞磷酸酯質(zhì)量比為1:1.5。(7)在反應(yīng)釜依次加入月桂酸/甘油混合鋅皂亞磷酸酯絡(luò)合物、苯甲酸/甘油混合鋇皂亞磷酸酯絡(luò)合物、2,4-叔丁基-4-苯酚、硬脂酰苯甲酰甲烷以及無味煤油在55℃復(fù)配得到鋇鋅液體穩(wěn)定劑產(chǎn)品。名稱比例/%月桂酸/甘油混合鋅皂亞磷酸酯絡(luò)合物12苯甲酸/甘油混合鋇皂亞磷酸酯絡(luò)合物602,4-叔丁基-4-苯酚7硬脂酰苯甲酰甲烷6無味煤油15實施例3本發(fā)明有機鹽熱穩(wěn)定劑的合成方法如下:(1)在捏合釜中依次加入水、氧化鋅,通入二氧化碳,在200℃溫度下反應(yīng),氧化鋅與水的摩爾比為1:5,氧化鋅與二氧化碳的摩爾比為1:1,5小時后得到堿式碳酸鋅。(2)在捏合釜中依次加入堿式碳酸鋅、對叔丁基苯甲酸、甘油以及二丙二醇甲醚,在氮氣保護260℃下反應(yīng)6小時得到對叔丁基苯甲酸/甘油混合鋅皂,堿式碳酸鋅與月桂酸的摩爾比為1:7,堿式碳酸鋅與甘油的摩爾比為1:7,二丙二醇甲醚與月桂酸質(zhì)量比為0.6:1。(3)在反應(yīng)釜中依次加入對叔丁基苯甲酸/甘油混合鋅皂、異十二醇、四苯基二丙二醇二亞磷酸酯,在120℃條件下反應(yīng)10小時,真空脫除醇以及酚得到對叔丁基苯甲酸/甘油混合鋅皂亞磷酸酯絡(luò)合物;金屬鋅與四苯基二丙二醇二亞磷酸酯摩爾比為1:1.5,異十二醇與四苯基二丙二醇二亞磷酸酯質(zhì)量比為1:1.2。(4)在捏合釜中依次加入八水合氫氧化鋇,通入二氧化碳,在110℃溫度下反應(yīng),一水合氫氧化鋇與二氧化碳的摩爾比為1:0.6;5小時后得到堿式碳酸鋇。(5)在捏合釜中依次加入堿式碳酸鋇、苯甲酸、甘油以及乙二醇丁醚,在氮氣保護190℃下反應(yīng)9小時得到苯甲酸/甘油混合鋇皂,堿式碳酸鋇與苯甲酸的摩爾比為1:6.8;堿式碳酸鋇與甘油的摩爾比為1:6.8;乙二醇丁醚與苯甲酸質(zhì)量比為1:2。(6)在反應(yīng)釜中依次加入苯甲酸/甘油混合鋇皂、異十三醇、4,4'-亞丁基雙-(3-甲基-6-叔丁苯基)-(十三烷基)亞磷酸酯,在160℃條件下反應(yīng)9小時,真空脫除醇以及酚得到苯甲酸/甘油混合鋇皂亞磷酸酯絡(luò)合物;金屬鋅與4,4'-亞丁基雙-(3-甲基-6-叔丁苯基)-(十三烷基)亞磷酸酯摩爾比為1:1.2,異十三醇與4,4'-亞丁基雙-(3-甲基-6-叔丁苯基)-(十三烷基)亞磷酸酯質(zhì)量比為1:1.5。(7)在反應(yīng)釜中依次加入月桂酸/甘油混合鋅皂亞磷酸酯絡(luò)合物、苯甲酸/甘油混合鋇皂亞磷酸酯絡(luò)合物、2,4-叔丁基-4-苯酚、硬脂酰苯甲酰甲烷以及無味煤油在55℃復(fù)配得到鋇鋅液體穩(wěn)定劑產(chǎn)品。名稱比例/%月桂酸/甘油混合鋅皂亞磷酸酯絡(luò)合物12苯甲酸/甘油混合鋇皂亞磷酸酯絡(luò)合物602,4-叔丁基-4-苯酚7硬脂酰苯甲酰甲烷6無味煤油15實施例4本發(fā)明有機鹽熱穩(wěn)定劑的合成方法如下:(1)在反應(yīng)釜中依次加入亞油酸、八水合氫氧化鋇(八水合氫氧化鋇與亞油酸的摩爾比為1:2.8)、三丙二醇甲醚(二丙二醇甲醚與亞油酸質(zhì)量比為1.5:2),在180℃條件下反應(yīng)4小時,真空脫水得到亞油酸鋇皂。(2)在反應(yīng)釜中依次加入對甲基苯甲酸、氧化鋅(氧化鋅與對甲基苯甲酸的摩爾比為1:2.8)、三丙二醇甲醚(三丙二醇甲醚與對甲基苯甲酸質(zhì)量比為1.5:2),在140℃條件下反應(yīng)6小時,真空脫水得到對甲基苯甲酸鋅皂。(3)在反應(yīng)釜中依次加入對乙基苯甲酸、氧化鎘(氧化鎘與對乙基苯甲酸的摩爾比為1:2.8)、三丙二醇甲醚(三丙二醇甲醚與對乙基苯甲酸質(zhì)量比為1.5:2),在160℃條件下反應(yīng)5小時,真空脫水得到對乙基苯甲酸鎘皂。(4)在反應(yīng)釜中依次加入亞磷酸、4,4'-對開異丙基二苯基C12-14-醇亞磷酸酯(摩爾比為1:2),在180℃條件下反應(yīng)4小時,真空脫除醇以及酚得到酸式4,4'-對開異丙基二苯基C12-14-醇亞磷酸酯。(5)在反應(yīng)釜中依次加入亞油酸鋇皂和酸式4,4'-對開異丙基二苯基C12-14-醇亞磷酸酯(八水氫氧化鋇與酸式4,4'-對開異丙基二苯基C12-14-醇亞磷酸酯摩爾比為1:2),在170℃反應(yīng)4小時得到亞油酸鋇亞磷酸絡(luò)合物。(6)在反應(yīng)釜中依次加入對甲基苯甲酸鋅皂和酸式4,4'-對開異丙基二苯基C12-14-醇亞磷酸酯(氧化鋅與酸式4,4'-對開異丙基二苯基C12-14-醇亞磷酸酯摩爾比為1:2),在170℃反應(yīng)4小時得到對甲基苯甲酸鋅亞磷酸絡(luò)合物。(7)在反應(yīng)釜中依次加入對乙基苯甲酸鎘皂和酸式4,4'-對開異丙基二苯基C12-14-醇亞磷酸酯(氧化鎘與酸式4,4'-對開異丙基二苯基C12-14-醇亞磷酸酯摩爾比為1:2),在170℃反應(yīng)4小時得到對乙基苯甲酸鎘亞磷酸絡(luò)合物。(8)在反應(yīng)釜中依次加入亞油酸鋇亞磷酸絡(luò)合物、對甲基苯甲酸鋅亞磷酸絡(luò)合物、對乙基苯甲酸鎘亞磷酸絡(luò)合物、硫代二丙酸雙十二烷酯、2-乙基己酰苯甲酰甲烷以及白油在85℃復(fù)配得到鋇鎘鋅液體穩(wěn)定劑產(chǎn)品。名稱比例/%亞油酸鋇亞磷酸絡(luò)合物44對甲基苯甲酸鋅亞磷酸絡(luò)合物13對乙基苯甲酸鎘亞磷酸絡(luò)合物20硫代二丙酸雙十二烷酯62-乙基己酰苯甲酰甲烷2白油15