一种新型pvc热稳定剂的制作方法
【专利摘要】PVC应用广泛，但由于其自身结构的特殊性，在加工和使用时热稳定性较差，因此必须加入热稳定剂。本发明以对叔丁基苯甲酸为主要原料，采用复分解法制备对叔丁基苯甲酸钙和对叔丁基苯甲酸锌；将制得的对叔丁基苯甲酸盐与辅助热稳定剂进行复配，得到复合热稳定剂。将复合热稳定剂与PVC粉末充分混合后压片，在175℃进行热稳定性测试，以表征其热稳定性能。结果表明：加入所制钙锌复合稳定剂后，PVC的热稳定性能显著提高，在175℃时可以保持90min不变色。对叔丁基苯甲酸盐合成方便，原料易得，因此具有良好的工业前景。
【专利说明】一种新型PVC热稳定剂
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种新颖的改善PVC热稳定性能的含钙/锌化合物，更具体的讲，本发明涉及一种对叔丁基苯甲酸钙/锌化合物在改善PVC热稳定性方面的应用。
【背景技术】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是重要的通用塑料之一，随着我国建设和发展的加速，聚氯乙烯化学建材得到大量推广应用，使得聚氯乙烯行业得以迅速发展。然而，由于自身结构缺陷，纯PVC树脂对热极为敏感，当加热温度达到90°C以上时，就会发生轻微的热分解反应，当温度升到120°C后分解反应加剧，在150°C，10分钟，PVC树脂就由原来的白色逐步变为黑色i。这一分解过程主要是由于脱HCL反应引起的一系列连锁反应，导致了大分子链断裂。这一特点使PVC产品在使用过程中受到一定的限制。为防止PVC热分解，一般要向其中加入热稳定剂。
[0003]目前全世界商品化的PVC热稳定剂已达数百种，主要分为铅盐稳定剂、金属皂复合稳定剂、有机锡稳定剂和稀土稳定剂4大类:1)目前，铅盐稳定剂有良好的热稳定性和优异的加工性能，但是缺乏润滑性，硫化会变黑，并且有很强的毒性；2)金属皂类热稳定剂一般是碱土金属(钙、镉、锌、钡等)与有机酸等皂化制取。产品种类较多，各有其特点；3)常用的有机锡类热稳定剂具有高效的热稳定性和优异的综合性，但成本较高，约比一般铅盐稳定剂贵4倍；4)稀土类热稳定剂主要包括轻稀土镧、铈、钕的有机弱酸盐和无机盐。具有较好的长期热稳定性，但其PVC制品有前期着色，必须与初期色相好的稳定剂复合使用。除此之外还有其他种类的稳定剂，比如有机锑类等。
[0004]20世纪70年代以来，世界发达国家已经充分认识到铅、镉等引起的环境问题日益严重，对铅、镉盐的使用加以严格的限制，尤其是食品包装、医疗卫生器械等安全性要求较高。世界各国纷纷研究开发铅、锡替代品。美国首先在有机锡热稳定剂上取得重要进展，而欧洲各国则致力于发展无毒Ca/Zn复合热稳定剂。由于经济发展水平等原因，我国长期以来主要使用铅热稳定剂，据统计，无毒热稳定剂不到15%。无毒钙锌热稳定剂是最具有前景的品种之一。
[0005]目前，钙锌热稳定剂是世界各国研究的热点和难点，要解决的问题是如何达到高效和低成本。钙锌热稳定剂的主要方向包括:第一，研究开发新型钙锌热稳定剂，除常用的一元酸钙锌外，可以设计引入多(二、三)元羧酸盐或者新的基团，以提高长期热稳定性、增加相容性；第二，研究新型吸收HCl气体的无机和有机化合物与钙锌体系的协同作用，以进一步开发钙锌复合稳定剂的品种。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的问题是:研发一种高效低成本的新型钙/锌热稳定剂，并通过和其它辅助热稳定剂复配，得到 热稳定效果优良的新型PVC热稳定就剂。
[0007]为了解决上述问题，本发明是通过以下技术来实现的。[0008]本发明以对叔丁基苯甲酸为主要原料，采用复分解法制备对叔丁基苯甲酸钙和对叔丁基苯甲酸锌；将制得的对叔丁基苯甲酸盐与辅助热稳定剂进行复配，得到复合热稳定剂。将复合热稳定剂与PVC粉末充分混合后压片，在175°c进行热稳定性测试，以表征其热稳定性能。结果表明:加入所制钙锌复合稳定剂后，PVC的热稳定性能显著提高，在175°C时可以保持90min不变色。
[0009]合成对叔丁基苯甲酸锌的原料为硝酸锌、氯化锌、硫酸锌中的一种，用量为
0.04 ?0.07mol ο
[0010]合成对叔丁基苯甲酸钙的原料为硝酸钙、氯化钙、硫酸钙、碳酸钙中的一种，用量为 0.04 ?0.07mol。
[0011]合成对叔丁基苯甲酸锌的pH值为4?7，反应温度为80°C?95°C，反应时间为I?2.5h。
[0012]合成对叔丁基苯甲酸钙的pH值为4?7，反应温度为80°C?95°C，反应时间为I?
2.5h。
[0013]复配热稳定剂对叔丁基苯甲酸锌用量为0.5?3g，对叔丁基苯甲酸钙用量为I?5g。
[0014]辅助热稳定剂为亚磷酸一苯二异辛酯、环氧大豆油、二苯甲酰甲烷、抗氧剂。
[0015]反应性溶剂为变压器油或白油
[0016]在三口烧瓶中加入钙单体、锌单体、亚磷酸一苯二异辛酯、环氧大豆油、二苯甲酰甲烷、抗氧剂和反应性溶剂 ，按设定好的质量比进行复配，复配温度控制在80?120°C，搅拌0.5h?lh，复配完成后降温，得到钙锌复合热稳定剂。
[0017]采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0018]加入所制钙/锌复合稳定剂后，PVC的热稳定性能显著提高，在175°C时可以保持90min不变色。对叔丁基苯甲酸盐合成方便，原材料广泛易得，价格低廉，极大的解决了经济成本，制造简单，操作方便，因此具有良好的工业前景。
[0019]因此，本发明的新型PVC热稳定剂突出优点在于:(I)加入所制钙/锌复合稳定剂后，PVC的热稳定性能显著提高，在175°C时可以保持90min不变色。(2)对叔丁基苯甲酸盐合成方便，原材料广泛易得，价格低廉，极大的解决了经济成本，制造简单，操作方便，因此具有良好的工业前景。
【具体实施方式】
[0020]采用复分解法制备对叔丁基苯甲酸钙和对叔丁基苯甲酸锌。将制备的钙单体和锌单体，辅助热稳定剂(亚磷酸一苯二异辛酯、环氧大豆油、二苯甲酰甲烷)，抗氧剂，反应性溶剂变压器油加入到反应容器中，按设定好的质量比进行复配，复配温度控制在80?120°C，搅拌0.5h?lh，复配完成后降温，得到钙锌复合热稳定剂。
[0021]实施例1
[0022]称取0.04mol氢氧化钠，加入IOOml蒸馏水配成氢氧化钠溶液；称取0.04mol固体硝酸锌，加入IOOml蒸馏水配成硝酸锌溶液。在三口烧瓶中加入对叔丁基苯甲酸0.04mol,升温至85°C，加入氢氧化钠溶液，使对叔丁基苯甲酸和氢氧化钠发生皂化反应而溶解。溶解完全后，加入硝酸锌溶液，严格控制反应温度，反应I小时。反应结束后，测定反应混合物的PH值。然后将料液倒入布氏漏斗中，用蒸馏水充分洗涤，得到白色粉末状固体，即为粗的对叔丁基苯甲酸锌。
[0023]将制备的钙单体和锌单体，辅助热稳定剂(亚磷酸一苯二异辛酯、环氧大豆油、二苯甲酰甲烷)，抗氧剂，反应性溶剂变压器油加入到反应容器中，控制反应温度为90°C，搅拌lh，复配完成后降温，得到钙锌复合热稳定剂。
[0024]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，.其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种改善PVC热稳定性的对叔丁基苯甲酸盐，其特征在于:用对叔丁基苯甲酸与碱金属氢氧化钠或氢氧化钾发生皂化反应生成对叔丁基苯甲酸钠或对叔丁基苯甲酸钠钾，然后与金属氯化物发生复分解反应生成对叔丁基苯甲酸盐。
2.如权利要求1所述，其特征在于:合成对叔丁基苯甲酸锌的原料为硝酸锌、氯化锌、硫酸锌中的一种，用量为0.04?0.07mol。
3.如权利要求1所述，其特征在于:合成对叔丁基苯甲酸钙的原料为硝酸钙、氯化钙、硫酸钙、碳酸钙中的一种，用量为0.04?0.07mol。
4.如权利要求2所述，其特征在于:合成对叔丁基苯甲酸锌的pH值为4?7，反应温度为80°C?95°C，反应时间为I?2.5h。
5.如权利要求3所述，其特征在于:合成对叔丁基苯甲酸钙的pH值为4?7，反应温度为80°C?95°C，反应时间为I?2.5h。
6.如权利要求4所述，其特征在于:合成对叔丁基苯甲酸锌的pH值为4，反应温度为95 °C，反应时间为2h。
7.如权利要求5所述，其特征在于:合成对叔丁基苯甲酸锌的pH值为4，反应温度为90°C，反应时间为Ih。
8.如权利要求1所述，其特征在于:对叔丁基苯甲酸锌用量为0.5?3g，对叔丁基苯甲酸隹丐用量为I?5g。
9.如权利要求8所述，其特征在于:对叔丁基苯甲酸锌为I?2g，对叔丁基苯甲酸钙用量为2?4g。
10.钙锌复合热稳定 剂复配反应溶剂为变压器油或白油中的一种。
【文档编号】C08L27/06GK103435941SQ201310401659
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】赫川, 李玉丹 申请人:天津聚贤达科技有限公司