[發明專利]PVC用稀土復合熱穩定劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200810071204.9
• 申請日: 2008-06-13
• 公開（公告）號: CN101289550A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 鄭玉嬰;胡陽
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C08K5/098
• 分類號: C08K5/098;C08L27/06
• 代理公司: 福州元創專利代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于PVC用熱穩定劑制造領域，更具體涉及一種PVC用稀土復合熱穩定劑及其制備方法。

背景技術

我國是稀土大國，目前，對PVC的穩定作用中同時具有變價元素、類金屬皂作用和稀土絡合作用的稀土熱穩定劑越來越成為關注的焦點，多以稀土有機弱酸鹽穩定劑為主，它們對PVC的長期熱穩定性好于鉛鹽類和其他金屬皂類，具有較好的長期熱穩定性，并與其他種類穩定劑之間有廣泛的協同效應，具有良好的耐受性，不受S的污染，儲存穩定，毒性低和環保的優點，潤滑性能好的同時還具有偶聯、增容、增韌、提高物料流動性、提高PVC制品力學性能等作用。但是，最近幾年研制的硬脂酸稀土等有機弱酸鹽在PVC熱穩定方面表現出了較好的效果，但單獨使用稀土穩定劑時材料的初期穩定性能欠佳，表現為初期著色性能低，可以采用稀土穩定劑與其他金屬穩定劑進行復配制得稀土復合熱穩定劑。

羊毛酸是150多種單體脂肪酸的混合酸，將其用于金屬皂的合成可以發揮同種金屬的多種脂肪酸皂的功效。目前羊毛酸可替代硬脂酸用于化妝品領域，其金屬皂可用作金屬的防銹劑，將其運用于PVC的熱穩定劑的尚屬首次。

發明內容

本發明的目的是提供一種PVC用稀土復合熱穩定劑及其制備方法，該PVC用稀土復合熱穩定劑為羊毛酸稀土金屬皂類穩定劑，采用粗羊毛酸為原料之一，原料來源廣泛，成本低廉，制備方法科學合理，可操作性強，制備過程比羊毛酯稀土復合熱穩定劑制備過程耗時更短，制備得的產品沒有羊毛酸的臭味且為淡黃色粉末，對PVC具有較好的初期和長期熱穩定性能，在材料加工和力學性能方面表現出了較好的效果，且無毒環保，可應用于PVC給排水管材的加工成型等方面，具有顯著的社會經濟效益。

本發明的PVC用稀土復合熱穩定劑，其特征在于：所述PVC用稀土復合熱穩定劑為羊毛酸稀土金屬皂類穩定劑，采用粗羊毛酸為原料之一，所述羊毛酸稀土金屬皂類穩定劑的化學通式為：xRE·yCa·zZn·(OOCR)n或x′RE·y′Ba·z′Zn·(OOCR)n′.其中，x、y、z、n、x′、y′、z′、n′分別為金屬元素和羊毛酸根的化學計量數，且x＝x′＝1、y＝y′＝1～3、z＝z′＝1～1.5、n＝n′＝3～12，RE是鈧Sc、釔Y和鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm或銪Eu稀土元素中的任何一種元素。

本發明的PVC用稀土復合熱穩定劑的制備方法，其特征在于：按照粗羊毛酸與氫氧化鈉的質量配比為5.3～8∶1的量，將氫氧化鈉溶解在溫度為75～78℃體積濃度為80～90％的乙醇水溶液中，開動攪拌和冷凝回流裝置；在60～80℃下熔融粗羊毛酸，然后將粗羊毛酸10～25g逐漸加入到處于攪拌狀態的上述的氫氧化鈉乙醇溶液中，在75～78℃下攪拌皂化反應1.5～2h；趁熱調整反應液的pH為7.0～9.0，然后降溫至50～60℃，順次加入溫度為50～60℃的溫水30～60ml，氯化稀土鹽溶液10～30ml、鈣鹽1.5～2.5g或鋇鹽3.4～5.2g和鋅鹽2.0～7.0g，反應0.5～2h后產物經抽濾、醇洗3～4次、水洗3～4次，在60～80℃下烘干研碎后即為成品。

本發明的顯著優點是：

①本發明產品外觀為白色或淡黃色粉末，產品不具有原料羊毛酸的黑色外觀和臭味。能與PVC很好的兼容，熱穩定性優良，且制品表面光滑，柔韌性好等，對PVC具有較好的初期和長期熱穩定性能，在材料加工和力學性能方面表現出了較好的效果，且無毒環保，可應用于PVC給排水管材的加工成型等方面。解決了國內外各塑料穩定劑生產廠家迫切需要解決的問題；變廢為寶的同時兼具經濟環保、性能優越以及工藝簡單等優點，因此開發此類產品具有廣泛的市場前景和良好的社會經濟效益。

②本發明的羊毛酸稀土金屬皂類穩定劑，采用粗羊毛酸為原料之一，原料來源廣，成本低廉，制備方法科學合理，可操作性強，與羊毛酯稀土的制取工藝和產品性能相比，羊毛酸稀土復合皂的制備采用一步法合成多個金屬皂的復合皂，耗時更短且復合皂的性能會優于單一的羊毛酯稀土皂。

③本發明的產品無毒、環保且兼具潤滑性能，羊毛酸多用于化妝品及皮革等領域，為多種單體脂肪酸的混合酸，說明羊毛酸本身無毒且具保濕潤滑性能，將其用于PVC的熱穩定劑尚屬首次。

具體實施方式

按照粗羊毛酸與氫氧化鈉的質量配比為5.3～8∶1的量稱取原料；反應的原理為RCOOH+NaOH→RCOONa+H₂O，其中RCOOH為羊毛酸。

1)將氫氧化鈉溶解在溫度為75～78℃體積濃度為80～90％的乙醇水溶液中，開動攪拌和冷凝回流裝置；