[發明專利]一種季戊四醇苯基碳酸酯型PVC復合熱穩定劑及應用

有效

• 申請號: 201510379145.1
• 申請日: 2015-06-27
• 公開（公告）號: CN105131451B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 周喜;張超
• 申請（專利權）人: 邵陽學院
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08K5/109;C08K5/098;C08K5/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種PVC熱穩定劑，特別涉及一種季戊四醇苯基碳酸酯型PVC復合熱穩定劑及應用。

背景技術

聚氯乙烯（PVC）在加工溫度下易發生分解，導致制品顏色加深，結構和性質發生改變。因此，在PVC的加工過程中，必須加入熱穩定劑，以阻止或降低其分解。目前，常用的熱穩定劑包括鉛鹽類、有機錫類、金屬皂類和復合熱穩定劑。鉛鹽類熱穩定劑是開發最早并具有良好熱穩定性能的PVC熱穩定劑。然而，由于鉛鹽類化合物具有較強的毒性，對人體與環境安全形成危害，世界各國正逐漸限制鉛鹽類熱穩定劑的使用。有機錫類熱穩定劑的熱穩定性和透明性較好，毒性小，是一類綜合性能優良的PVC熱穩定劑，但生產成本較高，使其應用受到限制。

鈣皂－鋅皂復合熱穩定劑具有無毒、價格低廉等特點，是目前最具發展前景的PVC用環保型復合熱穩定劑。鈣皂－鋅皂復合熱穩定劑在使用過程中會生成氯化鋅，氯化鋅的存在會加速PVC的降解，即發生所謂的“鋅燒”現象。因此，在鈣皂－鋅皂復合熱穩定劑中經常加入季戊四醇等輔助熱穩定劑，以解決“鋅燒”問題，改善其熱穩定性能。然而，季戊四醇與PVC樹脂的相容性較差，易析出，甚至發生噴霜現象，嚴重影響PVC制品的使用。為改善季戊四醇與PVC樹脂的相容性，國內外研究者采用脂肪酸對季戊四醇進行部分酯化改性（CN101768288、CN101255241）。經過脂肪酸部分酯化改性的季戊四醇在PVC樹脂中的析出得到改善，但包含該組分在內的鈣皂－鋅皂復合熱穩定劑的熱穩定性能仍有待提升。

發明內容

本發明的目的是獲得一種季戊四醇苯基碳酸酯型PVC復合熱穩定劑及其應用方法，該復合熱穩定劑具有優異的熱穩定性，并與PVC樹脂具有良好的相容性。

為了實現以上目的，本發明采取的技術方案是提供一種季戊四醇苯基碳酸酯型PVC復合熱穩定劑，包括以下質量含量的組分：

季戊四醇苯基碳酸酯：25%－40%

硬脂酸鈣：20%－30%

硬脂酸鋅：20%－35%

β－二酮：5%－15%

季戊四醇苯基碳酸酯的結構簡式為：

季戊四醇苯基碳酸酯的制備過程如下：

將摩爾比為1－3：1的碳酸二苯酯與季戊四醇加入反應器中，以季戊四醇的質量分數計，添加1－15%的催化劑，在150℃－230℃下攪拌反應3－20小時。

所述的催化劑為鈦酸四丁酯、鈦酸四苯酯、乙酰丙酮氧鈦、二丁基氧化錫、二辛基氧化錫和二苯基氧化錫中的一種。

所述的β－二酮為硬脂酰苯甲酰甲烷、二苯甲酰甲烷和辛酰苯甲酰甲烷中的一種或多種。

所述的復合熱穩定劑的應用方法：在100份PVC粉體中，加入40－65份增塑劑，3－10份復合熱穩定劑，高速混合4－5分鐘，于160℃－210℃的雙輥開煉機上混煉4－5分鐘即可。

本發明通過在季戊四醇分子結構中引入苯基碳酸酯基團，即解決了季戊四醇在PVC樹脂中的析出問題，也大幅提升了季戊四醇作為輔助熱穩定劑的應用性能，其優點在于：（1）本發明所提供的復合熱穩定劑可以顯著改善PVC的熱穩定性，在加工過程中，其初期著色輕微，長期熱穩定性好，其綜合熱穩定效果優于包含季戊四醇或脂肪酸酯化季戊四醇組分的鈣皂－鋅皂復合熱穩定劑；（2）本發明所提供的復合熱穩定劑與PVC的相容性好，在大量使用時也不會發生析出；（3）季戊四醇苯基碳酸酯對PVC樹脂具有良好的潤滑性和塑化性。

具體實施方式

下面對本發明的具體實施方式作進一步的詳細說明。對于所屬技術領域的技術人員而言，從對本發明的詳細說明中，本發明的上述和其他目的、特征和優點將顯而易見。

實施例1：

季戊四醇苯基碳酸酯的制備：將1mol的碳酸二苯酯與1mol的季戊四醇加入反應器中，添加6.8g鈦酸四丁酯為催化劑，升溫至180℃，攪拌反應5小時，季戊四醇苯基碳酸酯的收率為90%。

復合熱穩定劑的組成：季戊四醇苯基碳酸酯：35%，硬脂酸鈣：25%，硬脂酸鋅：25%，硬脂酰苯甲酰甲烷：15%。

在100份的PVC粉末中，加入鄰苯二甲酸二正辛酯55份，復合熱穩定劑5份，高速混合5分鐘，于180℃的雙輥開煉機上混煉5分鐘，軋成1mm厚度的片樣，并裁成2cm×2cm的PVC片。

實施例2：

季戊四醇苯基碳酸酯的制備：將1mol的碳酸二苯酯與1mol的季戊四醇加入反應器中，添加10.5g鈦酸四丁酯為催化劑，升溫至160℃，攪拌反應8小時，季戊四醇苯基碳酸酯的收率為92%。