[發明專利]一種含有機錫、鈰和鈦的復合熱穩定劑及其應用

有效

• 申請號: 201811530345.2
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109810290B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 魯伊恒;李康;薛夢瑤;王兵;陳巖;馬龍娟
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: C08K5/58
• 分類號: C08K5/58;C08K5/57;C08K5/098;C08K5/06;C08K5/10;C08K3/22;C08K5/053;C08K13/02;C08L27/06
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發明公開了一種含有機錫、鈰和鈦的復合熱穩定劑及其應用，其中復合熱穩定劑是由主穩定劑和輔助穩定劑復配而成；其中主穩定劑為硫醇甲基錫、硫醇辛基錫、硫醇丁基錫或月桂酸二辛基錫；輔助穩定劑為硬脂酸鈰、雙季戊四醇、鈦酸丁酯和納米二氧化鈦。本發明通過優化篩選，獲得了具有協同效果的復合熱穩定劑，將其應用于PVC中，能夠顯著提升材料的熱穩定性能，且具備潛在的環境可光降解性。

技術領域

本發明涉及一種高分子材料加工助劑，具體地說是一種含有機錫、鈰和鈦的復合熱穩定劑及其應用。

背景技術

聚氯乙烯及其制品是我國年產量超過1800萬噸的重要高分子材料，由于碳氯鍵鍵能為243kJ/mol較小，通常需要加入熱穩定劑如鉛鹽、復合金屬鹽、有機錫、稀土和有機類等。鉛鹽類由于毒性較大已經被淘汰，目前穩定劑主要朝著無毒、高效、多功能、性價比優良、可降解的方向發展。有機錫類穩定劑在聚氯乙烯制品加工中約占總量的1/4，具有高效、優異的耐熱性、透明性和著色淺的優點，優于其它PVC熱穩定劑。硫醇甲基錫及其制品已被德國聯邦衛生局(BGA)、美國食品和藥物管理局(FDA)以及其它世界衛生監督機構認定為無毒、安全制品。但是硫醇甲基錫價格貴、有異味，因此降低使用量和使用成本、尋找協同效應兼具環境可降解的助劑，成為助劑企業的當務之急，故研究輔助穩定劑稀土類硬脂酸鈰、偶聯劑鈦酸丁酯及納米二氧化鈦助劑，探索可能的協同效應及環境友好，具有重要意義。

發明內容

本發明針對現有技術中所存在的不足之處，旨在提供一種含有機錫、鈰和鈦的復合熱穩定劑及其應用。

本發明含有機錫、鈰和鈦的復合熱穩定劑，是由主穩定劑和輔助穩定劑復配而成；其中主穩定劑(A)為硫醇甲基錫、硫醇辛基錫、硫醇丁基錫或月桂酸二辛基錫，優選為硫醇甲基錫；輔助穩定劑為硬脂酸鈰(B)、雙季戊四醇(C)、鈦酸丁酯(D)和納米二氧化鈦(E)。

本發明含有機錫、鈰和鈦的復合熱穩定劑，各組份按質量份數構成如下：

各組份按質量份數構成優選如下：

其中雙季戊四醇可以以等量的季戊四醇替代。

本發明含有機錫、鈰和鈦的復合熱穩定劑的應用，是將其作為熱穩定助劑添加至聚氯乙烯中，以提高其熱穩定性能。

本發明復合熱穩定劑添加至PVC時配比構成如下：

評價本發明復合熱穩定劑對PVC熱穩定性能的效果是采用剛果紅實驗，即在PVC顆粒上方懸掛剛果紅試紙，加熱到195℃恒溫，觀察記錄剛果紅試紙初始變藍時間和完全變藍時間。PVC在約170～180℃時，會急劇分解釋放氯化氫氣體，剛果紅試紙與氯化氫反應變藍。加入熱穩定劑，抑制了其分解，通過初始和完全變藍時間的長短可判斷復合熱穩定劑效果的優劣。

本發明通過優化篩選，獲得了具有協同效果的復合熱穩定劑，將其應用于PVC中，能夠顯著提升材料的熱穩定性能，且具備潛在的環境可光降解性。

與現有技術相比，本發明的有益效果體現在：

1、本發明利用硫醇甲基錫、硬脂酸鈰、雙季戊四醇、鈦酸丁酯以及納米二氧化鈦的協同穩定作用，可以降低硫醇甲基錫的使用量，效果優于單獨使用硫醇甲基錫穩定劑，有效地提高PVC的熱穩定性能；

2、硬脂酸鈰(B)作為潛在的光分解促進劑，可以促進聚氯乙烯壽命終止時在環境中的光降解；

3、鈦酸丁酯(D)可以促進錫、鈰及鈦金屬氧化物與聚氯乙烯分子之間的靜電引力和化學鍵力的生成，此外納米二氧化鈦(E)亦可作為聚氯乙烯壽命終止時潛在的光分解促進劑，使其在環境中加速光降解。