专利名称：一种pvc使用的羊毛酯稀土热稳定剂制备的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备PVC热稳定剂的方法，确切地说，它属于用稳定剂羊毛酯稀土制备PVC的方法。
背景技术：
众所周知，PVC具有强度高、难燃烧、绝缘性、耐腐蚀以及透明性好等优点，其制品广泛应用于化工、建筑、电器、包装等行业。但是PVC由于存在“结构缺陷”，其分子链中含有端基双键、烯炳基氯、引发剂残基等不稳定结构，在加热时易发生降解，这就需要在PVC加工中加入一些热稳定剂防止或减缓这种降解。热稳定剂是PVC加工不可缺少的主要助剂之一，热稳定剂使用的份数不多，作用是巨大的。
目前广泛使用的热稳定剂有铅盐类稳定剂、有机锡类稳定剂和传统复合类稳定剂。铅盐类稳定剂热稳定性较好且价格便宜，但有毒且是累积中毒，没有发展潜力。有机锡稳定剂热稳定性较好，少数品种无毒，但加工过程中有刺激性味道，且价格昂贵，缺乏市场竞争力；传统复合类稳定剂多数有毒，稳定性较好的品种价格昂贵，少数无毒品种的稳定性又较差。近年来由于PVC材料用量的增大，热稳定剂的品种也不断推新，从环境保护和人类健康角度看，无毒和高档化已是热稳定剂的发展方向，稀土稳定剂是近年来发展起来一类新型热稳定剂，其以热稳定性能高、无毒性、无污染、光稳定性良好，价格便宜等优点，被认为是环保型“绿色”稳定剂，特别适用于各种PVC制品。近年来，关于稀土稳定剂的研究报道举不胜举，如“中国塑料”2001年第15卷第七期Vol.15 No.7 2001发表了“关于环氧脂肪酸稀土的合成及其对PVC热稳定作用”的研究；“中国稀土学报”2002年第20卷增刊Vol.20 2002发表了“关于硬脂酸稀土对PVC热稳定效能的递变”的文章，表明有机稀土化合物作为无毒稳定剂可以替代传统的有毒铅盐、金属皂及价格昂贵的有机锡稳定剂。经检索可知未见有羊毛酯稀土稳定剂的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PVC使用的羊毛酯稀土热稳定剂制备的方法。
本发明的任务为其化合物的改进复分解法制备包括以下步骤(1)用硝酸溶液缓缓加热30-70℃溶解氧化稀土，至氧化稀土溶解并使溶液澄清为止，然后用蒸馏水稀释至1-3摩尔/升，即得硝酸稀土溶液；(2)用15-50毫升的无水乙醇溶解羊毛酯，加热至温度50-100℃后开动搅拌，使羊毛酯完全溶解；(3)接着加入硝酸稀土溶液，待搅拌均匀后从滴液漏斗缓慢加入氢氧化钠溶液，滴完后保温到10-30分钟，趁热过滤，产物在90-110℃下烘干，研磨，即得产品。
一步法制备包括以下步骤将羊毛酯、氧化稀土及乙醇混和加热至120-200℃，充分搅拌，待反应物分散均匀后加入双氧水作催化剂，恒温搅拌使反应物沸腾、反应，观察至沸腾变小取样测定产物的酸值或测定熔点以判定反应终点，反应时间一般控制在1-3小时，产物趁热真空抽滤，在90-110℃下烘干，研磨，即得产品。
本发明的羊毛酯稀土可以应用到PVC各种透明、半透明及不透明制品，可以完全取代有毒的铅盐、镉盐类稳定剂，通过复配技术所得的多功能稀土复合稳定剂，可取代昂贵的有机锡稳定剂，可以实现助剂“一包化”，减少配料工序，降低劳动强度和生产成本，有效控制了生产过程的环保问题，保证了工人的身体健康。
我国稀土资源占世界稀土资源的80％，以氧化物(REO)计达3 600万吨，远景储量实际是1亿吨，因此，本发明原料来源丰富，合成工艺简单，所得产品质量高，性能好，无毒、无异味，生产成本较低，适用范围广，便于推广应用，在国内、外热稳定剂市场具有很高的竞争力。
具体实施例方式
本发明提供一类新颖的羊毛酯稀土，提供改进复分解法制备羊毛酯稀土的方法，提供一步法制备羊毛酯稀土的方法，提供羊毛酯稀土在PVC加工成型中用无毒、性价比高的热稳定剂。
本发明新颖的羊毛酯稀土化合物可用如下通式表示RE(OOCR)3其中RE可以是钪Sc、钇Y和镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu等轻稀土元素中的一种元素，两种或多种元素的混合物，其氧化物纯度一般在96-99％。
本发明的以上目的将通过下面的具体描述进一步说明和体现，下面通过实施例详述本发明。
实施例1改进复分解法制备羊毛酯稀土(1)称取0.05摩尔的氧化稀土倒入锥形瓶中，加入2.1毫升的硝酸溶液，置于通风橱中缓缓加热(30-70℃)至氧化稀土溶解并使溶液澄清为止，然后用蒸馏水稀释至1.2摩尔/升指定浓度，即得硝酸稀土溶液。
(2)取一干净500mL三口烧瓶，先加入0.03摩尔羊毛酯和30毫升作溶剂的乙醇，放入超级恒温器中，装好电动搅拌和滴液漏斗，加热至指定温度(50-100℃)后开动搅拌，使羊毛酯完全溶解。接着加入硝酸稀土溶液，待搅拌均匀后从滴液漏斗缓慢加入30％氢氧化钠溶液，滴完后保温到规定时间10-15分钟，趁热过滤。产物在90-110℃下烘干，研磨，即得产品。
产品物理性质白色、淡黄色或绿色细粉末，熔点95-140℃(随不同稀土离子而异)不溶于水、乙醇，易溶于矿物油。
实施例2一步法制备羊毛酯稀土取一干燥过的500mL三口烧瓶，先加入确定0.03摩尔羊毛酯和0.005摩尔氧化稀土，以及7毫升乙醇溶液，放入集热式磁力恒温器中，装好电动搅拌，开动搅拌，加热至指定温度130℃，使羊毛酯完全溶解。快速移入双氧水作催化剂，在130℃温度下充分搅拌，使反应物分散在液体中，保持恒温，使反应物沸腾、反应，保持反应熔融温度，继续搅拌，总反应时间差不多需要1～3小时。产物趁热真空抽滤。产物在90-110℃下烘干，研磨，即得产品。
实施例3本发明产品与LH-800复合铅盐在UPVC排水管材中进行热稳定性平行对比实验。
实验配方及对比结果如下表1。
表1本发明产品与LH-800复合铅盐对UPVC排水管材热稳定性影响比较
从表中数据可知，本发明产品应用到UPVC排水管材中可以完全取代复合铅盐，提高PVC的热稳定性。
实施例4本发明产品应用到UPVC排水管材对其配方的影响及与原LH-800复合铅盐稳定剂配方对UPVC排水管材力学性能与耐热性影响比较。
表2本发明产品与LH-800复合铅盐对UPVC排水管材力学性能与耐热性能影响比较
从表中数据可以看出本发明产品减少了配方中加工助剂ACR的用量，增加了填料CaCO3的用量，从测试结果看，UPVC排水管材的力学性能都显著提高，耐热性也增强了，说明本发明产品除了具有优良的热稳定性之外，还兼具偶联作用、增韧等多种功能，减少加工助剂用量，增加填料用量，大大降低了生产成本。
权利要求
1.一种PVC使用的羊毛酯稀土热稳定剂制备的方法，其特征在于本发明化合物的改进复分解法制备包括以下步骤(1)用硝酸溶液缓缓加热30-70℃溶解氧化稀土，至氧化稀土溶解并使溶液澄清为止，然后用蒸馏水稀释至1-3摩尔/升，即得硝酸稀土溶液；(2)用15-50毫升的无水乙醇溶解羊毛酯，加热至温度50-100℃后开动搅拌，使羊毛酯完全溶解；(3)接着加入硝酸稀土溶液，待搅拌均匀后从滴液漏斗缓慢加入氢氧化钠溶液，滴完后保温到10-30分钟，趁热过滤，产物在90-110℃下烘干，研磨，即得产品。
2.一种PVC使用的羊毛酯稀土热稳定剂制备的方法，其特征在于一步法制备包括以下步骤将羊毛酯、氧化稀土及乙醇混和加热至120-200℃，充分搅拌，待反应物分散均匀后加入双氧水作催化剂，恒温搅拌使反应物沸腾、反应，观察至沸腾变小取样测定产物的酸值或测定熔点以判定反应终点，反应时间一般控制在1-3小时，产物趁热真空抽滤，在90-110℃下烘干，研磨，即得产品。
全文摘要
本发明公开了一种PVC使用的羊毛酯稀土热稳定剂制备的方法，其改进复分解法制备包括以下步骤(1)用硝酸溶液缓缓加热30－70℃溶解氧化稀土，至氧化稀土溶解并使溶液澄清为止，然后用蒸馏水稀释至1－3毫升/升，即得硝酸稀土溶液；(2)用15－50毫升的无水乙醇溶解羊毛酯，加热至温度50－100℃后开动搅拌，使羊毛酯完全溶解；(3)接着加入硝酸稀土溶液，待搅拌均匀后从滴液漏斗缓慢加入氢氧化钠溶液，滴完后保温到10－30分钟，趁热过滤，产物在90－110℃下烘干，研磨，即得产品。一步法制备为将羊毛酯、氧化稀土及乙醇混和加热至120－200℃，待反应物分散均匀后加入特定的催化剂，恒温搅拌使反应物沸腾、反应，观察至沸腾变小取样测定产物的酸值或测定熔点以判定反应终点。
文档编号C11B11/00GK1539939SQ20031010824
公开日2004年10月27日 申请日期2003年10月25日 优先权日2003年10月25日
发明者郑玉婴, 蔡伟龙, 王良恩 申请人:福州大学