专利名称：无铅有机硅、有机硼聚氯乙烯热稳定剂的制备方法
技术领域：
本发明属于化工领域，详细地讲是涉及一种以硅、硼、碳的氧化物或含氧化合物、脂肪醇、脂肪酸、酸酐、脂肪胺等有机化合物为原料，制备无铅有机硅、有机硼聚氯乙烯热稳定剂的方法。
二.
背景技术：
众所周知，由于PVC分子链中的分子缺陷，在加工过程中极易脱出氯化氢而老化变色，因此，热稳定剂就是PVC加工中最重要的助剂。迄今为止，在PVC的硬制品中，主要稳定剂是各种铅盐及复合铅，铅类稳定剂虽然热稳定性好，但铅盐的毒性是众所周知的，随着环保意识的提高，铅盐对环境的污染及毒性必将严重地影响它的市场。在PVC的软制品及透明制品中，以有机锡类、液态钡、镉、锌类及亚磷酸脂类为主，这些品种，有的虽然毒性较小但是应用中有极强的刺激气味，污染环境，且成本都很高。单独使用，其热稳定性也难以满足PVC加工的要求。除此之外，近几年发展起来的稀土类稳定剂也有一定的市场，但稀土产品生产成本高，热稳定性不高不能单独使用，必须和铅盐、镉类、锌类等稳定剂协同使用，也使其受到一定的限制。
三.
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了新的技术方案。
本发明是通过如下技术措施实现的一种无铅有机硅、有机硼聚氯乙烯热稳定剂的制备方法，它是用硅、硼、碳的氧化物或含氧化合物和与之相反应量的有机醇、有机酸、多元醇、多元酸、含氮化合物及高级脂肪或芳香醇、酸或胺为原料再加少许催化剂经醚化、酯化、酰化反应，制备出以无机元素为核心，分子链规整的有机硅、硼、碳的齐聚物，是不含任何金属或少量金属的新型热稳定剂。根据制品性能的要求，本产品亦可添加少量的偶联剂、增塑剂及辅助稳定剂，如硅烷、铝酸脂、钛酸脂、亚磷酸酯、环氧大豆油等，复配成聚氯乙烯性能优异的热稳定剂。硅、硼、碳氧化物或含氧化合物，可单一使用，也可混合使用。无铅有机硅、有机硼聚氯乙烯热稳定剂可以是一步醚化或酯化的产品，亦可经两步以上的醚化或酯化反应而成的产品。
上述的逐步醚化、酯化、酰化反应是分步进行的，第一步醚化反应的温度为100-200℃，1-3小时，第二步酯化反应温度为150-200℃，2-3小时，第三、第四步的酯化反应温度为160-230℃，2-3小时。
上述的有机醇为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、辛醇、壬醇、葵醇、月桂醇、十六醇、十八醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、葵二醇、二乙醇胺、丙三醇、三羟基甲苯、三乙醇胺，有机酸为丁酸、己酸、辛酸、丁二酸、己二酸、苯二甲酸、十二酸、油酸、硬脂酸，酸酐有苯酐、顺丁稀二酐。有机醇和有机酸可以单一使用，也可以混合使用。
本发明的PVC热稳定剂与铅盐及现行的其他热稳定剂相比具有如下优点1.产品性能优异，其热稳定性是铅盐和复合铅盐的1.2倍以上。可代替铅盐，应用于硬制品，特别是在塑钢门窗异型材、管材、板材上的应用，其稳定性能均达到或超过了铅类稳定剂的性能，在透明制品、无毒制品和软制品中可等量替代有机锡类，主要性能指标均达到或超过有机锡类产品。
2.可使聚氯乙烯制品生产成本降低，应用本发明产品，根据不同PVC可使其每吨材料成本降低100-600元。
3.热稳定性好，由于本产品的分子对称性和共轭性，本产品具有优异的主链保护机理的热稳定性和耐紫外线性能。
4.本产品具有多个酯键、醚键和胺键和苯环，又含有长链脂肪键，因此具有优异的内外润滑性。
5.本产品既含有无机过度元素，硅、硼、碳对无机元素有亲和性，又含有脂肪链，因此本产品和具有优异的偶联性，与环氧大豆油、硅烷系列偶联剂等配合在硬制品中使用，可加大碳酸钙的添加量，降低成本，且保证制品各项指标不降低。
6.本产品设备投资少、生产成本低，经济效益高。
7.本产品为环保性化工产品，不仅产品生产过程中无三废，产品应用过程中也无毒无尘。
四.
具体实施例方式
实例1在反应釜内，加入硼酸80公斤，硅酸20公斤，加入计量的三乙醇胺，加入少量浓硫酸，在120-180℃脱水反应1-3小时，反应阶段不停充二氧化碳气体。降温至150℃以下，加入计量的己二酸，在150-190℃下，反应2-3小时，滴加少许磷酸，再加入计量的辛二醇，在160-200℃反应2-3小时，脱水后再加入计量的硬脂酸，在160-230℃脱水反应2-3小时，降温，加入5％左右的硅烷偶联剂，即得产品1650公斤，产品收率98％以上。
实例2在反应釜中加入硅酸钠30公斤，硼酸50公斤，加入计量甘油和辛二醇，滴加少许浓硫酸，在120-180℃下连续充二氧化碳气体的条件下脱水反应1-3小时，加入油酸600公斤，在150-220℃脱水反应2-3小时，加入5％左右的硅烷偶联剂，即得产品950公斤，产品收率98％。
权利要求
1.一种无铅有机硅、有机硼聚氯乙烯热稳定剂的制备方法，其特征在于用硅、硼、碳的氧化物或含氧化物和与之相反应量的有机醇、有机酸、多元醇、多元酸、含氮化合物及高级脂肪或芳香醇、酸、酸酐、胺为原料，经醚化、酯化、酰化反应，制备出以无机元素为核心，分子链中含有多个醚键、酯键、胺键及苯环的化合物。
2.按照要求1所述的无铅有机硅、有机硼聚氯乙烯热稳定剂的制备方法，其特征在于上述的醚化、酯化、酰化反应是分步进行的，第一步醚化反应的温度为100-200℃，1-3小时，第二步酯化反应温度为150-200℃，2-3小时，第三、第四步酯化反应温度160-230℃，2-3小时。
3.按照要求1所述的无铅有机硅、有机硼聚氯乙烯热稳定剂的制备方法，其特征在于有机醇为丙醇、戊醇、辛醇、月桂醇、十六醇、十八醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、葵二醇、二乙醇胺、三羟甲基苯、三乙醇胺、丙三醇。有机酸为丁二酸、己二酸、苯二甲酸、苯酐、十二酸、油酸、硬脂酸。有机醇、有机酸可单一使用，也可混合使用。
4.按照权利要求1所述的无铅有机硅、有机硼聚氯乙烯热稳定剂的制备方法，其特征在于硅、硼、碳氧化物或含氧化合物，可单一使用，也可混合使用。
5.按权利要求1所述的无铅有机硅、有机硼聚氯乙烯热稳定剂可以是一步醚化或酯化的产品，亦可经两步以上的醚化或酯化反应而成的产品。
全文摘要
一种以硅、硼、碳的氧化物或含氧化合物，脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺等有机化合物为原料，经醚化、酯化、酰化反应，制备出以无机元素为核心，分子链规整的有机硅、硼、碳的齐聚物，是不含任何金属或含微量金属元素的新型热稳定剂。该稳定剂性能超过了目前铅类稳定剂，且成本低、无毒、热稳定性好，软制品的透明性好，生产过程无三废，应用中无毒无尘。可广泛代替多种铅盐和有机锡类稳定剂。经济效益、社会效益和环境效益显著。
文档编号C08K5/55GK1583848SQ20041002426
公开日2005年2月23日 申请日期2004年6月10日 优先权日2004年6月10日
发明者姜亦文, 刘继泉, 丁丽, 姜媛, 曹长青, 吴天祥 申请人:青岛科技大学