一種新型pvc熱穩(wěn)定劑的制作方法
【專利摘要】PVC應(yīng)用廣泛，但由于其自身結(jié)構(gòu)的特殊性，在加工和使用時熱穩(wěn)定性較差，因此必須加入熱穩(wěn)定劑。本發(fā)明以對叔丁基苯甲酸為主要原料，采用復(fù)分解法制備對叔丁基苯甲酸鈣和對叔丁基苯甲酸鋅；將制得的對叔丁基苯甲酸鹽與輔助熱穩(wěn)定劑進(jìn)行復(fù)配，得到復(fù)合熱穩(wěn)定劑。將復(fù)合熱穩(wěn)定劑與PVC粉末充分混合后壓片，在175℃進(jìn)行熱穩(wěn)定性測試，以表征其熱穩(wěn)定性能。結(jié)果表明：加入所制鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑后，PVC的熱穩(wěn)定性能顯著提高，在175℃時可以保持90min不變色。對叔丁基苯甲酸鹽合成方便，原料易得，因此具有良好的工業(yè)前景。
【專利說明】一種新型PVC熱穩(wěn)定劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種新穎的改善PVC熱穩(wěn)定性能的含鈣/鋅化合物，更具體的講，本發(fā)明涉及一種對叔丁基苯甲酸鈣/鋅化合物在改善PVC熱穩(wěn)定性方面的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是重要的通用塑料之一，隨著我國建設(shè)和發(fā)展的加速，聚氯乙烯化學(xué)建材得到大量推廣應(yīng)用，使得聚氯乙烯行業(yè)得以迅速發(fā)展。然而，由于自身結(jié)構(gòu)缺陷，純PVC樹脂對熱極為敏感，當(dāng)加熱溫度達(dá)到90°C以上時，就會發(fā)生輕微的熱分解反應(yīng)，當(dāng)溫度升到120°C后分解反應(yīng)加劇，在150°C，10分鐘，PVC樹脂就由原來的白色逐步變?yōu)楹谏玦。這一分解過程主要是由于脫HCL反應(yīng)引起的一系列連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致了大分子鏈斷裂。這一特點使PVC產(chǎn)品在使用過程中受到一定的限制。為防止PVC熱分解，一般要向其中加入熱穩(wěn)定劑。
[0003]目前全世界商品化的PVC熱穩(wěn)定劑已達(dá)數(shù)百種，主要分為鉛鹽穩(wěn)定劑、金屬皂復(fù)合穩(wěn)定劑、有機錫穩(wěn)定劑和稀土穩(wěn)定劑4大類:1)目前，鉛鹽穩(wěn)定劑有良好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的加工性能，但是缺乏潤滑性，硫化會變黑，并且有很強的毒性；2)金屬皂類熱穩(wěn)定劑一般是堿土金屬(鈣、鎘、鋅、鋇等)與有機酸等皂化制取。產(chǎn)品種類較多，各有其特點；3)常用的有機錫類熱穩(wěn)定劑具有高效的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的綜合性，但成本較高，約比一般鉛鹽穩(wěn)定劑貴4倍；4)稀土類熱穩(wěn)定劑主要包括輕稀土鑭、鈰、釹的有機弱酸鹽和無機鹽。具有較好的長期熱穩(wěn)定性，但其PVC制品有前期著色，必須與初期色相好的穩(wěn)定劑復(fù)合使用。除此之外還有其他種類的穩(wěn)定劑，比如有機銻類等。
[0004]20世紀(jì)70年代以來，世界發(fā)達(dá)國家已經(jīng)充分認(rèn)識到鉛、鎘等引起的環(huán)境問題日益嚴(yán)重，對鉛、鎘鹽的使用加以嚴(yán)格的限制，尤其是食品包裝、醫(yī)療衛(wèi)生器械等安全性要求較高。世界各國紛紛研究開發(fā)鉛、錫替代品。美國首先在有機錫熱穩(wěn)定劑上取得重要進(jìn)展，而歐洲各國則致力于發(fā)展無毒Ca/Zn復(fù)合熱穩(wěn)定劑。由于經(jīng)濟發(fā)展水平等原因，我國長期以來主要使用鉛熱穩(wěn)定劑，據(jù)統(tǒng)計，無毒熱穩(wěn)定劑不到15%。無毒鈣鋅熱穩(wěn)定劑是最具有前景的品種之一。
[0005]目前，鈣鋅熱穩(wěn)定劑是世界各國研究的熱點和難點，要解決的問題是如何達(dá)到高效和低成本。鈣鋅熱穩(wěn)定劑的主要方向包括:第一，研究開發(fā)新型鈣鋅熱穩(wěn)定劑，除常用的一元酸鈣鋅外，可以設(shè)計引入多(二、三)元羧酸鹽或者新的基團，以提高長期熱穩(wěn)定性、增加相容性；第二，研究新型吸收HCl氣體的無機和有機化合物與鈣鋅體系的協(xié)同作用，以進(jìn)一步開發(fā)鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑的品種。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的問題是:研發(fā)一種高效低成本的新型鈣/鋅熱穩(wěn)定劑，并通過和其它輔助熱穩(wěn)定劑復(fù)配，得到 熱穩(wěn)定效果優(yōu)良的新型PVC熱穩(wěn)定就劑。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)來實現(xiàn)的。[0008]本發(fā)明以對叔丁基苯甲酸為主要原料，采用復(fù)分解法制備對叔丁基苯甲酸鈣和對叔丁基苯甲酸鋅；將制得的對叔丁基苯甲酸鹽與輔助熱穩(wěn)定劑進(jìn)行復(fù)配，得到復(fù)合熱穩(wěn)定劑。將復(fù)合熱穩(wěn)定劑與PVC粉末充分混合后壓片，在175°c進(jìn)行熱穩(wěn)定性測試，以表征其熱穩(wěn)定性能。結(jié)果表明:加入所制鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑后，PVC的熱穩(wěn)定性能顯著提高，在175°C時可以保持90min不變色。
[0009]合成對叔丁基苯甲酸鋅的原料為硝酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅中的一種，用量為
0.04 ?0.07mol ο
[0010]合成對叔丁基苯甲酸鈣的原料為硝酸鈣、氯化鈣、硫酸鈣、碳酸鈣中的一種，用量為 0.04 ?0.07mol。
[0011]合成對叔丁基苯甲酸鋅的pH值為4?7，反應(yīng)溫度為80°C?95°C，反應(yīng)時間為I?2.5h。
[0012]合成對叔丁基苯甲酸鈣的pH值為4?7，反應(yīng)溫度為80°C?95°C，反應(yīng)時間為I?
2.5h。
[0013]復(fù)配熱穩(wěn)定劑對叔丁基苯甲酸鋅用量為0.5?3g，對叔丁基苯甲酸鈣用量為I?5g。
[0014]輔助熱穩(wěn)定劑為亞磷酸一苯二異辛酯、環(huán)氧大豆油、二苯甲酰甲烷、抗氧劑。
[0015]反應(yīng)性溶劑為變壓器油或白油
[0016]在三口燒瓶中加入鈣單體、鋅單體、亞磷酸一苯二異辛酯、環(huán)氧大豆油、二苯甲酰甲烷、抗氧劑和反應(yīng)性溶劑 ，按設(shè)定好的質(zhì)量比進(jìn)行復(fù)配，復(fù)配溫度控制在80?120°C，攪拌0.5h?lh，復(fù)配完成后降溫，得到鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑。
[0017]采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0018]加入所制鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑后，PVC的熱穩(wěn)定性能顯著提高，在175°C時可以保持90min不變色。對叔丁基苯甲酸鹽合成方便，原材料廣泛易得，價格低廉，極大的解決了經(jīng)濟成本，制造簡單，操作方便，因此具有良好的工業(yè)前景。
[0019]因此，本發(fā)明的新型PVC熱穩(wěn)定劑突出優(yōu)點在于:(I)加入所制鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑后，PVC的熱穩(wěn)定性能顯著提高，在175°C時可以保持90min不變色。(2)對叔丁基苯甲酸鹽合成方便，原材料廣泛易得，價格低廉，極大的解決了經(jīng)濟成本，制造簡單，操作方便，因此具有良好的工業(yè)前景。
【具體實施方式】
[0020]采用復(fù)分解法制備對叔丁基苯甲酸鈣和對叔丁基苯甲酸鋅。將制備的鈣單體和鋅單體，輔助熱穩(wěn)定劑(亞磷酸一苯二異辛酯、環(huán)氧大豆油、二苯甲酰甲烷)，抗氧劑，反應(yīng)性溶劑變壓器油加入到反應(yīng)容器中，按設(shè)定好的質(zhì)量比進(jìn)行復(fù)配，復(fù)配溫度控制在80?120°C，攪拌0.5h?lh，復(fù)配完成后降溫，得到鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑。
[0021]實施例1
[0022]稱取0.04mol氫氧化鈉，加入IOOml蒸餾水配成氫氧化鈉溶液；稱取0.04mol固體硝酸鋅，加入IOOml蒸餾水配成硝酸鋅溶液。在三口燒瓶中加入對叔丁基苯甲酸0.04mol,升溫至85°C，加入氫氧化鈉溶液，使對叔丁基苯甲酸和氫氧化鈉發(fā)生皂化反應(yīng)而溶解。溶解完全后，加入硝酸鋅溶液，嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，反應(yīng)I小時。反應(yīng)結(jié)束后，測定反應(yīng)混合物的PH值。然后將料液倒入布氏漏斗中，用蒸餾水充分洗滌，得到白色粉末狀固體，即為粗的對叔丁基苯甲酸鋅。
[0023]將制備的鈣單體和鋅單體，輔助熱穩(wěn)定劑(亞磷酸一苯二異辛酯、環(huán)氧大豆油、二苯甲酰甲烷)，抗氧劑，反應(yīng)性溶劑變壓器油加入到反應(yīng)容器中，控制反應(yīng)溫度為90°C，攪拌lh，復(fù)配完成后降溫，得到鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑。
[0024]最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述的實施例對本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換；而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，.其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種改善PVC熱穩(wěn)定性的對叔丁基苯甲酸鹽，其特征在于:用對叔丁基苯甲酸與堿金屬氫氧化鈉或氫氧化鉀發(fā)生皂化反應(yīng)生成對叔丁基苯甲酸鈉或?qū)κ宥』郊姿徕c鉀，然后與金屬氯化物發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成對叔丁基苯甲酸鹽。
2.如權(quán)利要求1所述，其特征在于:合成對叔丁基苯甲酸鋅的原料為硝酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅中的一種，用量為0.04?0.07mol。
3.如權(quán)利要求1所述，其特征在于:合成對叔丁基苯甲酸鈣的原料為硝酸鈣、氯化鈣、硫酸鈣、碳酸鈣中的一種，用量為0.04?0.07mol。
4.如權(quán)利要求2所述，其特征在于:合成對叔丁基苯甲酸鋅的pH值為4?7，反應(yīng)溫度為80°C?95°C，反應(yīng)時間為I?2.5h。
5.如權(quán)利要求3所述，其特征在于:合成對叔丁基苯甲酸鈣的pH值為4?7，反應(yīng)溫度為80°C?95°C，反應(yīng)時間為I?2.5h。
6.如權(quán)利要求4所述，其特征在于:合成對叔丁基苯甲酸鋅的pH值為4，反應(yīng)溫度為95 °C，反應(yīng)時間為2h。
7.如權(quán)利要求5所述，其特征在于:合成對叔丁基苯甲酸鋅的pH值為4，反應(yīng)溫度為90°C，反應(yīng)時間為Ih。
8.如權(quán)利要求1所述，其特征在于:對叔丁基苯甲酸鋅用量為0.5?3g，對叔丁基苯甲酸隹丐用量為I?5g。
9.如權(quán)利要求8所述，其特征在于:對叔丁基苯甲酸鋅為I?2g，對叔丁基苯甲酸鈣用量為2?4g。
10.鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定 劑復(fù)配反應(yīng)溶劑為變壓器油或白油中的一種。
【文檔編號】C08L27/06GK103435941SQ201310401659
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】赫川, 李玉丹 申請人:天津聚賢達(dá)科技有限公司