一种钙-锌复合热稳定剂及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种在新型有机酸锌基础上设计的钙-锌复合热稳定剂，所述的钙-锌复合热稳定剂由如下质量配比的原料组成：有机酸锌30～65份、硬脂酸钙25～70份、环氧化合物5～10份、脲衍生物6～12份、亚磷酸酯类化合物3～9份、多元醇单酯类化合物5～12份、β-二酮4～8份、C12～C18长链脂肪酸5～10份；本发明钙-锌复合热稳定剂制备工艺简单，热稳定性能优良，可广泛应用于PVC加工领域。
【专利说明】一种钙-锌复合热稳定剂及其制备方法与应用
(-)【技术领域】[0001]本发明属于高分子材料加工领域，具体涉及一种在新型有机酸锌基础上设计的热稳定性能优良的钙-锌热稳定剂，及其制备方法与在聚氯乙烯加工领域中的应用。
(二)【背景技术】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是应用最广泛的热塑性树脂，也是世界第二大通用树脂，其产量仅次于聚乙烯。PVC具有优良的机械性、耐腐蚀性和抗化学药品性能，并且还具有绝缘性好、难燃和透明性高等优点，能广泛用于工业建筑、农业、包装、电子、纺织、日用品、航空、机械、运输及公共事业等领域。但是，PVC热稳定性能差，加工时必须加入热稳定剂防止其降解。目前常用的PVC稳定剂有铅盐类、有机锡类、金属皂类、有机稳定剂等，这其中铅盐类因为有毒，对环境有污染已渐渐被禁止使用；而有机锡类热稳定剂虽然效果好，但价格贵、有异味等缺点也大大限制了它的推广；有机稳定剂则是由于稳定效果差，无法单独使用，只能用做辅助稳定剂。钙-锌稳定剂作为最常用的金属皂类稳定剂是目前PVC加工行业公认的无毒无污染、最具发展前景的稳定剂。
[0003]但是传统的以硬脂酸锌和硬脂酸钙为主稳定剂的钙-锌稳定剂的热稳定性能却满足不了应用需求，这类稳定剂的缺点是长期热稳定剂效果差，容易发生锌烧。虽然可通过加入多元醇、有机亚磷酸酯、β - 二酮类、多元酯类、含硫化合物、水滑石、沸石类等辅助稳定剂改善其稳定效果，但是效果仍然有限，导致其应用范围较窄。
[0004]本发明针对上述技术难题，利用水作溶剂的绿色合成工艺，引入具有一定热稳定功能并能抑制锌烧的有机酸(I)，合成了新型的有机酸锌；并研究了该有机酸锌与硬脂酸钙、β-二酮、环氧化合物、多元醇、尿嘧啶等稳定剂的协同作用，设计开发了高效、低成本的有机酸锌基复合钙-锌稳定剂。
(三)
【发明内容】
[0005]为了解决现有钙-锌复合稳定剂稳定性不佳的缺点，本发明提供了一种新型钙-锌复合热稳定剂，用于PVC加工领域。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]本发明首先提供了一种有机酸锌，所述的有机酸锌由如下质量份的原料制得:金属锌化合物21.9~143.5份、式(I)所示有机酸12.3~56.8份、水100~150份；所述的有机酸锌按如下方法制得:将所有的原料置于反应釜中，均匀搅拌，回流反应2~5小时，反应过程中滴加碱溶液使PH值维持在6~9，当反应不再产生沉淀时即为反应结束，然后冷却至室温，过滤，滤饼用蒸馏水洗涤，干燥后即得所述的有机酸锌；
[0008]
【权利要求】
1.一种有机酸锌，其特征在于所述的有机酸锌由如下质量份的原料制得:金属锌化合物21.9~143.5份、式(I)所示有机酸12.3~56.8份、水100~150份；所述的有机酸锌按如下方法制得:将所有的原料置于反应釜中，均匀搅拌，回流反应2~5小时，反应过程中滴加碱溶液使PH值维持在6~9，当反应不再产生沉淀时即为反应结束，然后冷却至室温，过滤，滤饼用蒸馏水洗涤，干燥后即得所述的有机酸锌；
2.如权利要求1所述的有机酸锌，其特征在于所述的金属锌化合物为氧化锌、乙酸锌、硝酸锌、硫酸锌或氯化锌中的一种，或是它们各自的水合物中的一种。
3.如权利要求1所述的有机酸锌，其特征在于所述的碱溶液选自浓度为10wt%~20wt%的氢氧化钠水溶液、10wt%~20wt%的碳酸钠水溶液或10wt%~20wt%的碳酸氢钠水溶液。
4.一种含权利要求1所述的有机酸锌的钙-锌复合热稳定剂，其特征在于所述的钙-锌复合热稳定剂由如下质量配比的原料组成:有机酸锌30~65份、硬脂酸钙25~70份、环氧化合物5~10份、脲衍生物6~12份、亚磷酸酯类化合物3~9份、多元醇单酯类化合物5~12份、β - 二酮4~8份、C12~C18长链脂肪酸5~10份；所述环氧化合物为环氧大豆油、环氧葵花油或环氧脂肪酸甲酯；所述脲衍生物为6-氨基尿嘧啶、尿囊素、乳清酸或苯基脲；所述亚磷酸酯类化合物为亚磷酸苯二异辛酯、亚磷酸三壬基苯酯或亚磷酸二苯异癸酯；所述多元醇单酯类化合物为多元醇与CS~C18长链脂肪酸发生酯化反应生成的单酯，所述多元醇为季戊四醇、双季戊四醇、丙三醇或山梨糖醇；所述二酮为硬脂酰苯甲酰甲烷或二苯甲酰甲烷。
5.如权利要求4所述的钙-锌复合热稳定剂，其特征在于所述的多元醇单酯类化合物为季戊四醇单硬脂酸酯、季戊四醇单油酸酯、山梨糖醇单硬脂酸酯、或双季戊四醇单硬脂酸酯。
6.如权利要求5所述的钙-锌复合热稳定剂，其特征在于所述的钙-锌复合热稳定剂由如下质量配比的原料组成:有机酸锌30~65份、硬脂酸钙25~70份、环氧大豆油5~10份、6-氨基尿嘧啶6~12份、亚磷酸三壬基苯酯3~9份、季戊四醇单硬脂酸酯5~12份、二苯甲酰甲烷4~8份和硬脂酸5~10份。
7.如权利要求5所述的钙-锌复合热稳定剂，其特征在于所述的钙-锌复合热稳定剂由如下质量配比的原料组成:有机酸锌50~60份、硬脂酸钙40~50份、环氧大豆油5~6份、6-氨基尿嘧唳6~8份、亚磷酸三壬基苯酯4~6份、季戍四醇单硬脂酸酯10~12份、二苯甲酰甲烷4~6份和硬脂酸6~8份。
8.如权利要求5所述的钙-锌复合热稳定剂，其特征在于所述的钙-锌复合热稳定剂由如下质量配比的原料组成:有机酸锌60份、硬脂酸钙40份、环氧大豆油5份、6-氨基尿嘧啶8份、亚磷酸三壬基苯酯5份、季戊四醇单硬脂酸酯10份、二苯甲酰甲烷4份和硬脂酸6份。
9.如权利要求4~8之一所述的钙-锌复合热稳定剂，其特征在于，所述的有机酸锌按如下方法制得:取金属锌化合物21.9~143.5份、式(I)所示有机酸12.3~56.8份、水100~150份，式(I)中X为氧或硫各自独立地为H、C1~C6的烷基、Cl~C6的烯基、Cl~C6的环氧烷基、苯基或羟基苄基；将所有的原料置于反应釜中，均匀搅拌，回流反应2~5小时，反应过程中滴加碱溶液使pH值维持在6~9，当反应不再产生沉淀时即为反应结束，然后冷却至室温，过滤，滤饼用蒸馏水洗涤，干燥后即得所述的有机酸锌；所述的金属锌化合物为氧化锌、乙酸锌、硝酸锌、硫酸锌或氯化锌中的一种，或是它们各自的水合物中的一种；所述的碱溶液选自浓度为10wt%~20wt%的氢氧化钠水溶液、10wt%~20wt%的碳酸钠水溶液或10wt%~20wt%的碳酸氢钠水溶液； 所述钙-锌复合热稳定剂按如下方法制备:按照各原料的质量配比，将有机酸锌、硬脂酸钙、环氧化合物、脲衍生物、亚磷酸酯类化合物、多元醇单酯类化合物、β - 二酮和C12~C18长链脂肪酸投入高混机，搅拌并升温至80~120°C，维持速率40~80r/min，搅拌10~30min,即得复合钙锌热稳定剂。
10.如权利要求4~8之一所述的钙-锌复合热稳定剂在PVC加工中的应用，其特征在于所述钙-锌复合热稳定剂与PVC的质量用量配比为I~5:100。
【文档编号】C08K5/3462GK103833739SQ201410031721
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】陈思, 王旭, 徐晓鹏 申请人:浙江工业大学