[發明專利]PVC用復合羧酸鑭熱穩定劑的制備方法

在審

• 申請號: 201410362514.1
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104151736A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 于靜;李敏賢
• 申請（專利權）人: 唐山師范學院
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08K5/098
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 張云和

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技術領域

本發明涉及PVC加工技術領域，尤其涉及一種PVC用復合羧酸鑭熱穩定劑的制備方法。

背景技術

聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，具有優良的耐化學腐蝕性、電絕緣性、阻燃性、質輕、強度高且易于加工，其制品被廣泛應用于工業、農業、建筑、電子電氣、汽車等領域，最為重要的是其下游行業目前都處在高速發展階段，極大地拉動了對PVC的需求。但PVC也存在熱穩定性差的缺點，加工時必須添加熱穩定劑以抑制其熱降解。

熱穩定劑可以通過取代不穩定氯原子、中和氯化氫、與不飽和部位發生反應等方式抑制PVC的降解。稀土穩定劑是近年來新發展的一種無毒穩定劑，同時我國的稀土資源非常豐富，具有充足的原料來源和較低的原料成本，分離加工技術成熟。因此，深入研究大力發展稀土熱穩定劑，完全替代有毒的重金屬類熱穩定劑和部分替代價格昂貴的有機錫類熱穩定劑將是我國未來穩定劑行業發展的主要方向。稀土元素鑭的電子結構為4f⁰5d¹6s²，La³⁺離子4f5d6s電子軌道是全空的，按照配位化學的理論，La³⁺容易與PVC中活躍的Cl發生配位作用，從而減弱了C-Cl鍵的極性和β-H的酸性，從而阻礙了共軛多烯的形成。另外，由于La³⁺特殊的電子層結構，會與PVC分解釋放的HCl發生反應生成配合物，減少了HCl對重排反應的催化。因此研究認為，脂肪酸鑭中的鑭可以通過配位作用使PVC上不穩定的氯原子得到穩定，同時，脂肪酸鑭中的脂肪酸根可以通過中和作用把PVC降解產生的HCl吸收。?

前人對脂肪酸鑭鹽的熱穩定性研究已做了大量的工作，鄭玉嬰等通過對含不同金屬離子的硬脂酸鹽實驗發現，隨著硬脂酸稀土用量增加，PVC的熱穩定時間呈現增加的趨勢，4種不同稀土硬脂酸鹽穩定能力大小順序為硬脂酸鑭>硬脂酸釹>硬脂酸釔>硬脂酸鏑。通過FT-IR對PVC稀土穩定體系穩定機理進行預測，結果表明硬脂酸鑭和硬脂酸釹兩種稀土穩定劑能取代不穩定的Cl原子，阻止PVC分子鏈上脫HCl反應，改變構象使其達到穩定的效果。硬脂酸釔和硬脂酸鏑在改變構象方面貢獻較不明顯。吳波等研究表明，與傳統熱穩定劑比較，稀土鑭鹽穩定劑具有更好的穩定性和耐候性，可顯著提高PVC樹脂的熱穩定性、加工性能和機械性能，加入硬脂酸鑭的PVC表現出長期的穩定性，正是鑭離子和PVC中氯離子形成配位絡合分子鍵的結果。有研究表明，稀土鑭鹽熱穩定性最優，表現在初期抗鋅燒能力和長期熱穩定性，并且鑭鹽可以與輔助熱穩定劑形成絡合物，絡合能力的差異表現出不同的協同熱穩定效果。

稀土熱穩定劑具有廣闊的發展前景，然而市場上的稀土穩定劑產品主要是單一脂肪酸稀土型和稀土與鉛鹽復合型，產品種類比較少。為取得較好的穩定效果，需要添加較多的有機輔助穩定劑，使得綜合成本仍然偏高。與鉛鹽類相比，新型復合稀土熱穩定劑大大地提高了PVC制品的物理力學性能以及熱穩定性等各項性能。然而近年來研究的主要是單一一元酸鹽稀土穩定劑與單一多元酸鹽稀土穩定劑，多元復合羧酸稀土熱穩定劑研究相對較少。

發明內容

鑒于背景技術中已知技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種PVC用復合羧酸鑭熱穩定劑的制備方法，該法能獲得穩定性能好、無毒環保的穩定劑。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種PVC用復合羧酸鑭熱穩定劑的制備方法，包括下述步驟：

（1）三口燒瓶中加入乙醇/水溶液作溶劑；

（2）將復合羧酸加入到溶劑中，其中復合羧酸為月桂酸、十四烷二酸和檸檬酸的混合物；

（3）將三口燒瓶加熱升溫，使復合羧酸溶解；

（4）去離子水將可溶性鑭鹽溶解，之后滴入三口燒瓶中；

（5）將堿溶液滴入三口燒瓶中；

（6）控制反應溫度并保溫，之后抽濾，得到沉淀物；

（7）用加熱的乙醇洗滌沉淀物，之后鼓風干燥箱中烘干洗滌后的沉淀物，即得復合羧酸稀土鹽熱穩定劑。

采用上述技術方案的本發明，與已知技術相比，其特別之處在于，所制備的PVC熱穩定劑熱穩定效果好且無毒環保，是一種高效、價廉的環境友好型高性能熱穩定劑。

作為優選，本發明更進一步的技術方案是：

步驟（1）中，所述乙醇/水溶液中的乙醇與水的體積比為5~95:95~5。

步驟（2）中，所述復合羧酸中的月桂酸、十四烷二酸、檸檬酸的摩爾比之比為0.5~1.5:1.5~0.5:?0.5~1.5。