本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種pvc用苯二酸單酯類金屬鹽/脂肪酸鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯(pvc)為五大通用樹脂之一，其年產(chǎn)量僅次于聚乙烯，因其優(yōu)異的性能和低廉的價(jià)格而被廣泛應(yīng)用于我們生活的各個(gè)方面。但是由于pvc自身結(jié)構(gòu)的“缺陷”，如存在烯丙基氯、叔丁氯等不穩(wěn)定氯結(jié)構(gòu)，在加工過程中受熱容易發(fā)生脫氯化氫反應(yīng)而降解。因此在pvc加工過程中必須加入熱穩(wěn)定劑。
當(dāng)前使用的pvc熱穩(wěn)定劑主要有鉛鹽類、金屬皂類、有機(jī)錫類和稀土類熱穩(wěn)定劑。目前，鉛鹽穩(wěn)定劑有良好的熱穩(wěn)定效果和優(yōu)異的加工性能，但有毒性，逐步被淘汰；金屬皂類穩(wěn)定劑一般是金屬化合物與有機(jī)酸皂化制取，但熱穩(wěn)定效果差；有機(jī)錫穩(wěn)定劑具有高效的熱穩(wěn)定效果，是鉛鹽穩(wěn)定劑主要的替代產(chǎn)品，但存在異味；稀土類熱穩(wěn)定劑主要包括稀土鑭、鈰、釹的有機(jī)弱酸鹽和無機(jī)鹽，具有較好的長期熱穩(wěn)定性，但成本較高。這些熱穩(wěn)定劑雖有各自的優(yōu)點(diǎn)，但存在著或有毒或熱穩(wěn)定效率差或價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。因此，開發(fā)環(huán)保、價(jià)格合理、熱穩(wěn)定效率高的熱穩(wěn)定劑十分必要。
在環(huán)保熱穩(wěn)定劑中，鈣/鋅類復(fù)合熱穩(wěn)定劑憑借著無毒、環(huán)保和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)成為國內(nèi)外熱穩(wěn)定劑研究中的熱點(diǎn)，但是它也存在著熱穩(wěn)定效果差等缺點(diǎn)。因此研究高效、環(huán)保的復(fù)合熱穩(wěn)定劑十分必要。本發(fā)明中，苯二酸單酯類金屬鹽與脂肪酸鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑不僅環(huán)保，且兩者具有較好的協(xié)同效應(yīng)，復(fù)配組成的熱穩(wěn)定劑具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定效果優(yōu)于傳統(tǒng)的鈣/鋅鹽熱穩(wěn)定劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決目前鈣/鋅鹽復(fù)合熱穩(wěn)定劑的穩(wěn)定性不佳，而提供的一種苯二酸單酯類金屬鹽/脂肪酸鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑，得到熱穩(wěn)定效果優(yōu)良的新型pvc熱穩(wěn)定劑。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，通過以下技術(shù)來解決：
一種pvc用苯二酸單酯類金屬鹽/脂肪酸鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑，其特征在于：所述復(fù)合熱穩(wěn)定劑由主穩(wěn)定劑和輔助穩(wěn)定劑復(fù)配而成，主穩(wěn)定劑為苯二酸單酯類金屬鹽，輔助穩(wěn)定劑為脂肪酸鋅；其中主穩(wěn)定劑：輔助穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為(1～4)：(1～4)，復(fù)合熱穩(wěn)定劑的用量為每100質(zhì)量份pvc中添加1～4質(zhì)量份復(fù)合熱穩(wěn)定劑。
該復(fù)合熱穩(wěn)定劑中，主穩(wěn)定劑的結(jié)構(gòu)式為：
式中，r為羧酸根類物質(zhì)，如-coo-、-ch2coo-等；m為金屬，選自mg、al、ca、zn、sn、sb、ba、la、ce等；n為該金屬的化合價(jià)。
該復(fù)合熱穩(wěn)定劑中，輔助穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅、油酸鋅、月桂酸鋅等脂肪酸鋅中的任意一種。
評價(jià)本發(fā)明對pvc熱穩(wěn)定性的方法為剛果紅實(shí)驗(yàn)，即：在pvc粉料上方懸掛剛果紅試紙，加熱到170℃恒溫，觀察記錄剛果紅試紙變色時(shí)間。pvc在約170℃時(shí)，會急劇分解釋放氯化氫氣體，剛果紅試紙與氯化氫反應(yīng)變藍(lán)。加入熱穩(wěn)定劑，抑制了其分解，通過變色時(shí)間的長短可判斷熱穩(wěn)定劑效果的優(yōu)劣。
本發(fā)明能使pvc在170℃下的熱穩(wěn)定時(shí)間最大延長至約4h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的鈣/鋅鹽復(fù)合熱穩(wěn)定劑。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
⑴利用苯二酸單酯類金屬鹽/脂肪酸鋅的協(xié)同穩(wěn)定作用，可以有效地提高pvc的熱穩(wěn)定性能，并且由于傳統(tǒng)的鈣/鋅鹽復(fù)合熱穩(wěn)定劑。
⑵體系中的芳香族有機(jī)酸鹽和脂肪酸鋅都屬于低毒環(huán)保類熱穩(wěn)定劑，完全符合當(dāng)今世界對于環(huán)保需求的發(fā)展潮流，有廣泛的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
主穩(wěn)定劑的的制備方法：
(1)將苯二酸或酐溶于溶劑中，在一定時(shí)間內(nèi)分批加入2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇，并升溫至40℃～80℃，恒溫?cái)嚢钘l件下反應(yīng)1h～3h，然后冷卻至室溫，過濾，干燥，即得到苯二酸單四甲基哌啶醇酯固體；
(2)a.用步驟(1)所得的苯二酸單四甲基哌啶醇酯、氫氧化鈉在有機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑和水中反應(yīng)，然后再加入金屬鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物；
或b.用步驟(1)所得的苯二酸單四甲基哌啶醇酯、金屬氫氧化物或金屬氧化物加熱反應(yīng)，直接生成目標(biāo)產(chǎn)物。
苯二酸或酐為
實(shí)施例1
選擇pvc樹脂與穩(wěn)定劑總量的質(zhì)量比為25：1，固定復(fù)合熱穩(wěn)定劑的總質(zhì)量，改變兩者的配比，在對鄰苯二甲酸單四甲基哌啶醇酯鈣鹽/硬脂酸鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑效果進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果如表1所示。
表1鄰苯二甲酸單四甲基哌啶醇酯鈣鹽/硬脂酸鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑
實(shí)施例2
選擇pvc樹脂與穩(wěn)定劑總量的質(zhì)量比為25：1，固定復(fù)合熱穩(wěn)定劑的總質(zhì)量，改變兩者的配比，在對鄰苯二甲酸單四甲基哌啶醇酯鑭鹽/硬脂酸鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑效果進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果如表2所示。
表2鄰苯二甲酸單四甲基哌啶醇酯鑭鹽/硬脂酸鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑
實(shí)施例3
選擇pvc樹脂與穩(wěn)定劑總量的質(zhì)量比為25：1，固定復(fù)合熱穩(wěn)定劑的總質(zhì)量，改變兩者的配比，在對鄰苯二甲酸單四甲基哌啶醇酯鈰鹽/硬脂酸鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑效果進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果如表3所示。
表3鄰苯二甲酸單四甲基哌啶醇酯鈰鹽/硬脂酸鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑
實(shí)施例4
選擇pvc樹脂與穩(wěn)定劑總量的質(zhì)量比為50：1，固定復(fù)合熱穩(wěn)定劑的總質(zhì)量，改變兩者的配比，在對鄰苯二甲酸單四甲基哌啶醇酯鈣鹽/油酸鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑效果進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果如表4所示。
表4鄰苯二甲酸單四甲基哌啶醇酯鈣鹽/油酸鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑
實(shí)施例5
選擇pvc樹脂與穩(wěn)定劑總量的質(zhì)量比分別為30:1、37.5:1、50:1、67.5:1、75:1，固定pvc樹脂含量，在對鄰苯二甲酸單四甲基哌啶醇酯鈣鹽/硬脂酸鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑效果進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果如表5所示。
表5鄰苯二甲酸單四甲基哌啶醇酯鈣鹽/硬脂酸鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑
從實(shí)施例1～4中可以看出，該復(fù)合熱穩(wěn)定劑均具有良好的協(xié)同效應(yīng)；在實(shí)施例1～3中，實(shí)施例1中的復(fù)合熱穩(wěn)定劑效果最好，最佳配比為5:5，其次為實(shí)施例2中的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，最佳配比為5:5，最后為實(shí)施例3的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，最佳配比為7:3；實(shí)施例4中的復(fù)合熱穩(wěn)定劑的最佳配比為5:5；實(shí)施例5中，隨著復(fù)合熱穩(wěn)定劑的含量增加，熱穩(wěn)定效果越好。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以用任何相同或相似手段對本發(fā)明作各種變換或修改，這些等價(jià)形式也同樣落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。