一種聚氯乙烯用的有機基熱穩(wěn)定劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑及其制備方法。所述有機基熱穩(wěn)定劑由如下重量份的組分制得：環(huán)氧樹脂380-420份、酸酐1-20份、阻聚劑0.01-0.2份、一元羧酸15-70份、催化劑0.01-0.1份、抗氧劑40-50份、輔助熱穩(wěn)定劑60-75份、潤滑劑400-650份、填料40-50份。本發(fā)明所述聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑為純有機物，不含任何金屬，環(huán)保、無毒、高效，可應(yīng)用于管材、發(fā)泡材、型材、片材、軟制品、注塑硬PVC部件等PVC加工領(lǐng)域，加工應(yīng)用范圍更廣。
【專利說明】一種聚氯乙烯用的有機基熱穩(wěn)定劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚氯乙烯用的有機基熱穩(wěn)定劑及其制備方法，屬于有機合成領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]長久以來，PVC加工業(yè)一直使用含有鉛、鋇、鉻或鎘等重金屬元素的熱穩(wěn)定劑。由于其所含的重金屬元素對人或環(huán)境都會造成危害，近年來熱穩(wěn)定劑領(lǐng)域研究開發(fā)的熱點是尋找可替代的熱穩(wěn)定劑產(chǎn)品，并不斷推進其工業(yè)化生產(chǎn)。
[0003]美國Crompton公司率先開發(fā)出有機基PVC熱穩(wěn)定劑(OBS)，以尿嘧啶(作為核糖核酸的四種基本組成成分之一)為基本化學(xué)組成，不含鉛、鋇、鉻或鎘等重金屬元素，但OBS價格昂貴，推廣應(yīng)用受阻，目前僅作為金屬皂類熱穩(wěn)定劑的添加助劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述問題，本發(fā)明提供一種有機基熱穩(wěn)定劑及其制備方法。所述有機基熱穩(wěn)定劑為純有機物，不含任何金屬，可應(yīng)用于PVC多個加工領(lǐng)域；本發(fā)明熱穩(wěn)定劑制備工藝簡單、安全、生產(chǎn)中無“三廢”排放。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種聚氯乙烯 用有機基熱穩(wěn)定劑，由如下重量份的組分制得:環(huán)氧樹脂380-420份、酸酐1-20份、阻聚劑0.01-0.2份、一元羧酸15-70份、催化劑0.01-0.1份、抗氧劑40-50份、輔助熱穩(wěn)定劑60-75份、潤滑劑400-650份、填料40-50份。
[0007]進一步優(yōu)選，所述聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑由如下重量份的組分制得:環(huán)氧樹脂400份、酸酐3-17份、阻聚劑0.04-0.2份、一元羧酸17-62份、催化劑0.01-0.05份、抗氧劑43-50份、輔助熱穩(wěn)定劑64-74份、潤滑劑428-610份、填料43-50份。
[0008]更進一步優(yōu)選，所述聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑由如下重量份的組分制得:環(huán)氧樹脂400份、酸酐16-17份、阻聚劑0.1-0.2份、一元羧酸61-62份、催化劑0.04-0.05份、抗氧劑49-50份、輔助熱穩(wěn)定劑73-74份、潤滑劑600-610份、填料49-50份。
[0009]在上述聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑中，所述環(huán)氧樹脂選自雙酚A環(huán)氧樹脂或酚醛環(huán)氧樹脂；優(yōu)選E-51環(huán)氧樹脂、E-44環(huán)氧樹脂或F-51環(huán)氧樹脂。
[0010]所述酸酐選自苯酐、四氫苯酐、十二烯基丁二酸酐或馬來酸酐中的一種或兩種以上，優(yōu)選馬來酸酐。
[0011]所述阻聚劑為對苯二酚、三硝基苯酚、鄰苯二酚或2-仲丁基-4，6- 二硝基苯酚中的一種或兩種以上；優(yōu)選對苯二酚或三硝基苯酚。
[0012]所述一元羧酸為丙烯酸、甲基丙烯酸、巰基乙酸或2-羥基丁酸中的一種或兩種以上；優(yōu)選丙烯酸或甲基丙烯酸。
[0013]所述催化劑為二甲基芐胺、三乙胺或N，N-二甲基環(huán)己胺中的一種或兩種以上；優(yōu)
選二甲基芐胺。[0014]所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑264或抗氧劑168中的一種或兩種以上；優(yōu)選抗氧劑1010。
[0015]所述輔助熱穩(wěn)定劑為β 二酮、乙酰丙酮鈣或硫連二丙酸二烷基酯中的一種或兩種以上；優(yōu)選β 二酮。
[0016]所述潤滑劑為PE蠟、OPE或WAX中的一種或兩種以上。
[0017]所述填料為沸石。
[0018]本發(fā)明通過選擇特定的環(huán)氧樹脂在胺類催化劑作用下與酸酐反應(yīng)生成含有酯、酮、環(huán)氧結(jié)構(gòu)的雜環(huán)基團，這些酮及環(huán)氧基團在PVC分解時能夠迅速奪取產(chǎn)生的HC1，從而抑制了 PVC的分解，復(fù)配一定比例的受阻酚類抗氧劑及潤滑劑使PVC有更好的初期著色性和加工性能。
[0019]本發(fā)明所述聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑為純有機物，不含任何金屬，環(huán)保、無毒、高效，可應(yīng)用于管材、發(fā)泡材、型材、片材、軟制品、注塑硬PVC部件等PVC加工領(lǐng)域，加工應(yīng)用范圍更廣。
[0020]本發(fā)明還提供上述聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑的制備方法，包括如下步驟:
[0021]I)將環(huán)氧樹脂、酸酐、阻聚劑混合均勻，于80~100°C反應(yīng)0.5-lh ；
[0022]2)在0.5小時內(nèi)向步驟I)所得體系中勻速滴加一元羧酸和催化劑的混合物，并在120~130°C內(nèi)保溫直 至酸值≤5mgK0H / g ；
[0023]其中，所述滴加過程中須控制體系溫度不超過130°C。
[0024]3)將步驟2)所得體系降溫至室溫，加入抗氧劑、輔助熱穩(wěn)定劑、潤滑劑，攪拌均勻，經(jīng)干燥、粉碎、研磨得到聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑。
[0025]本發(fā)明所述聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑的制備方法，采用配位加成化學(xué)原理，得到不含金屬的新型有機化合物熱穩(wěn)定劑。所述生產(chǎn)工藝簡單、安全，生產(chǎn)過程中無“三廢”排放，適合企業(yè)推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為含有本發(fā)明實施例1所述熱穩(wěn)定劑的PVC的B值對比曲線圖。
【具體實施方式】
[0027]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0028]實施例1
[0029]一種聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑的制備方法，包括如下步驟:
[0030]I)在500ml三口燒瓶加入E-51環(huán)氧樹脂400g，馬來酸酐16.67g，對苯二酚0.16g，于90°C反應(yīng)0.5小時；
[0031]2)向上述體系中滴加丙烯酸61.28g和二甲基芐胺0.049g的混合物，0.5小時內(nèi)勻速滴加完畢，并控制體系反應(yīng)溫度不超過130°C (注意反應(yīng)放熱，要緩慢升溫)，于125°C保溫至酸值< 5mgK0H / g，得到微黃色膏體；
[0032]3)將步驟2)所得體系降溫至室溫，加入輔助熱穩(wěn)定劑β 二酮73.53g、抗氧劑101049.02g、潤滑劑 PE 蠟 294.12g、潤滑劑 0PE122.56g、潤滑劑 WAX183.84g、填料沸石49.03g，高速混合均勻后，干燥、粉碎、研磨得到白色粉末狀有機基穩(wěn)定劑。[0033]實施例2
[0034]一種聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑的制備方法，包括如下步驟:
[0035]I)在500ml三口燒瓶加入E-44環(huán)氧樹脂400g，馬來酸酐14.38g，對苯二酚0.14g，在80°C反應(yīng)0.5小時；
[0036]2)向上述體系中滴加丙烯酸52.86g和二甲基芐胺0.047g的混合物，0.5小時內(nèi)勻速滴加完畢，并控制體系反應(yīng)溫度不超過130°C (注意反應(yīng)放熱，要緩慢升溫)，120°C保溫至酸值< 5mgK0H / g，得到微黃色膏體；
[0037]3)將步驟2)所得體系降溫至室溫，加入輔助熱穩(wěn)定劑β 二酮71.83g、抗氧劑101047.89g、潤滑劑 PE 蠟 285.18g、潤滑劑 OPEl 18.88g、潤滑劑 WAX178.32g、填料沸石47.55g，高速混合均勻后，干燥、粉碎、研磨得到白色粉末狀有機基穩(wěn)定劑。
[0038]實施例3
[0039]一種聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑的制備方法，包括如下步驟:
[0040]I)在500ml三口燒瓶加入F-51環(huán)氧樹脂400g，馬來酸酐3.92g，三硝基苯酚
0.04g，在100°C反應(yīng)0.5小時；
[0041]2)向上述體系中滴加甲基丙烯酸17.19g和二甲基芐胺0.014g的混合物，0.5小時內(nèi)勻速滴加完畢，并控制體系反應(yīng)溫度不超過130°C (注意反應(yīng)放熱，要緩慢升溫)，130°C保溫至酸值< 5mgK0H / g，得到微黃色膏體；
[0042]3)將步驟2)所得體系降溫至室溫，加入輔助熱穩(wěn)定劑β 二酮64.77g、抗氧劑101043.13g、潤滑劑PE蠟258.72g、潤滑劑0PE107.85g、潤滑劑WAX61.77g、填料沸石43.Hg，高速混合均勻后，干燥、粉碎、研磨得到白色粉末狀有機基穩(wěn)定劑。
[0043]實施例4
[0044]按照實施例1所述制備方法制備有機基熱穩(wěn)定劑，區(qū)別在于:將馬來酸酐替換為苯酐；將阻聚劑對苯二酚替換為鄰苯二酚；將一元羧酸丙烯酸替換為巰基乙酸；將催化劑二甲基芐胺替換為三乙胺；將抗氧劑1010替換為抗氧劑1076 ;將輔助熱穩(wěn)定劑β 二酮替換為乙酰丙酮鈣。
[0045]實施例5
[0046]按照實施例1所述制備方法制備有機基熱穩(wěn)定劑，區(qū)別在于:將馬來酸酐替換為四氫苯酐；將阻聚劑對苯二酚替換為2-仲丁基-4.6- 二硝基苯酚；將一元羧酸丙烯酸替換為2-羥基丁酸；將催化劑二甲基芐胺替換為Ν、Ν- 二甲基環(huán)己胺；將抗氧劑1010替換為抗氧劑264 ;將輔助熱穩(wěn)定劑β 二酮替換為硫連二丙酸二烷基酯。
[0047]熱穩(wěn)定性能測試
[0048]利用轉(zhuǎn)矩流變儀測定含有本發(fā)明實施例1熱穩(wěn)定劑的PVC的穩(wěn)定性。
[0049]1、PVC型材配方見表1。
[0050]表1PVC型材常規(guī)配方(OPS )
[0051]
【權(quán)利要求】
1.一種聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑，其特征在于，由如下重量份的組分制得:環(huán)氧樹脂380-420份、酸酐1-20份、阻聚劑0.01-0.2份、一元羧酸15-70份、催化劑0.01-0.1份、抗氧劑40-50份、輔助熱穩(wěn)定劑60-75份、潤滑劑400-650份、填料40-50份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述有機基熱穩(wěn)定劑，其特征在于，由如下重量份的組分制得:環(huán)氧樹脂400份、酸酐3-17份、阻聚劑0.04-0.2份、一元羧酸17-62份、催化劑0.01-0.05份、抗氧劑43-50份、輔助熱穩(wěn)定劑64-74份、潤滑劑428-610份、填料43-50份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述有機基熱穩(wěn)定劑，其特征在于，由如下重量份的組分制得:環(huán)氧樹脂400份、酸酐16-17份、阻聚劑0.1-0.2份、一元羧酸61-62份、催化劑0.04-0.05份、抗氧劑49-50份、輔助熱穩(wěn)定劑73-74份、潤滑劑600-610份、填料49-50份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述有機基熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂選自雙酚A環(huán)氧樹脂或酚醛環(huán)氧樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述有機基熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述酸酐選自苯酐、四氫苯酐、十二烯基丁二酸酐或馬來酸酐中的一種或兩種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述有機基熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述阻聚劑為對苯二酚、三硝基苯酚、鄰苯二酚或2-仲丁基-4，6- 二硝基苯酚中的一種或兩種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述有機基熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述一元羧酸為丙烯酸、甲基丙烯酸、巰基乙酸或2-羥基丁酸中的一種或兩種以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述有機基熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述催化劑為二甲基芐胺、三乙胺或N，N-二甲基環(huán)己胺中的一種或兩種以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述有機基熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑264或抗氧劑168中的一種或兩種以上； 所述輔助熱穩(wěn)定劑為β 二酮、乙酰丙酮鈣或硫連二丙酸二烷基酯中的一種或兩種以上； 所述潤滑劑為PE蠟、OPE或WAX中的一種或兩種以上； 所述填料為沸石。
10.權(quán)利要求1-9任一所述聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑的制備方法，包括如下步驟: 1)將環(huán)氧樹脂、酸酐、阻聚劑混合均勻，于80~100°C反應(yīng)0.5-lh ； 2)在0.5小時內(nèi)向步驟1)所得體系中勻速滴加一元羧酸和催化劑的混合物，并在120~130°C內(nèi)保溫直至酸值≤5mgK0H / g ;其中所述滴加過程中須控制體系溫度不超過130。。； 3)將步驟2)所得體系降溫至室溫，加入抗氧劑、輔助熱穩(wěn)定劑、潤滑劑，攪拌均勻，經(jīng)干燥、粉碎、研磨得到聚氯乙烯用有機基熱穩(wěn)定劑。
【文檔編號】C08K5/134GK103881272SQ201410141230
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】戴百雄, 鄭強, 宮庭, 張建廣, 汪輝, 張碩, 溫志鵬, 羅斌 申請人:湖北犇星化工有限責(zé)任公司