[發明專利]多陰離子金屬鹽及其制備方法、熱穩定劑

有效

• 申請號: 202110313509.1
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113061291B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 施燕琴;王旭;魯淞彥;陳路凱;陳思;馬猛;何薈文
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C08K5/098
• 分類號: C08K5/098;C08K5/3462;C08K5/3437;C08K5/1515;C08K5/523;C08L91/00;C08L27/06;C08L23/06
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;薄盈盈

本發明涉及聚氯乙烯熱穩定劑技術領域，為解決傳統PVC用熱穩定劑的主穩定劑和輔助熱穩定劑在PVC基體中難以分散在同一微觀區域的問題，提供了一種多陰離子金屬鹽、熱穩定劑及其應用，所述多陰離子金屬鹽具有以下結構式：或其中，M₁²⁺為二價金屬離子，M₂³⁺為三價金屬離子，R₁、R₂、R₃為有機陰離子。本發明的多陰離子金屬鹽具有功能可調性，通過調整陰離子結構，可定制功能各異的含有多陰離子金屬鹽的PVC熱穩定劑；陰陽離子配合度高，由于同一個陽離子結合了兩個或多個陰離子，使其具有足夠的陰離子基團去彌補陽離子在穩定PVC過程中產生的缺陷，本發明的熱穩定劑在較少用量的前提下即可實現良好的熱穩定效果。

技術領域

本發明涉及聚氯乙烯（PVC）熱穩定劑技術領域，尤其涉及多陰離子金屬鹽及其制備方法、熱穩定劑。

背景技術

熱穩定劑是PVC加工必不可少的加工助劑，其研究隨著PVC產業的發展而不斷深入。在當今人類日益重視環境保護和綠色健康的環境下，鉛鹽、鉻鹽等重金屬有毒熱穩定劑逐漸被淘汰，不含重金屬的金屬鹽及其絡合物成為熱穩定劑的主流產品，其中以鈣鋅熱穩定劑為主導。但單獨的鈣鋅熱穩定劑并不能直接作為熱穩定劑使用，需要其他多種輔助熱穩定劑來彌補鈣鋅熱穩定劑在穩定PVC過程中的不足。

常用的輔助熱穩定劑包括了β-二酮類、磷酸酯類、環氧類、羥基化合物等多種有機熱穩定劑。這些輔助熱穩定劑可以顯著地改善鈣鋅熱穩定劑對PVC的熱穩定效果，從而實現鈣鋅熱穩定劑的商業化應用。

輔助熱穩定劑與主穩定劑發揮協同作用時，其熱穩定效率涉及到兩物質的化學反應效率，主要為同濃度下的有效碰撞概率，但實際上，由于相容性等原因，主穩定劑和輔助熱穩定劑在PVC基體中難以分散在同一個微觀區域。導致兩者難以發揮最大的協同作用。因此，如何提升主穩定劑和輔助熱穩定劑的反應效率，發揮主穩定劑和輔助熱穩定劑的最大熱穩定效果，成為PVC鈣鋅熱穩定劑一個重要課題。

發明內容

本發明為了克服傳統PVC用熱穩定劑的主穩定劑和輔助熱穩定劑在PVC基體中難以分散在同一個微觀區域的問題，提供了一種能夠將主穩定劑和輔助熱穩定劑結構同時引入同一個微觀區域，從而大大提高熱穩定劑的熱穩定性能，且功能可調的多陰離子金屬鹽。

本發明還提供了一種多陰離子金屬鹽的制備方法，操作簡單，條件易于控制，易于產業化。

本發明還提供了一種包含上述多陰離子金屬鹽的熱穩定劑。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

多陰離子金屬鹽，具有以下結構式：

或；

其中，M₁²⁺為二價金屬離子，M₂³⁺為三價金屬離子，R₁、R₂、R₃為有機陰離子。

作為優選，所述二價金屬離子選自鈣、鋅、鎂、鋇離子中的一種；

所述三價金屬離子為鋁離子；

所述有機陰離子選自含環氧基團、磷酸根基團、尿嘧啶基團、氨基、羧基和羥基的有機陰離子中的一種或幾種。

一種多陰離子金屬鹽的制備方法，將1mol含上述金屬離子的金屬鹽溶于100mL溶劑中，得金屬鹽溶液；將二種或三種可獲得上述有機陰離子的有機物各1mol加入到金屬鹽溶液中，根據金屬離子和有機陰離子特性調節pH值為4.0~8.0后，在40~80℃下反應3~8h后，得沉淀，洗滌，在50~70℃干燥至恒重后，即得多陰離子金屬鹽。

作為優選，所述溶劑選自乙醇、氯仿、四氫呋喃和水中的一種或幾種的混合溶液。