[发明专利]一种季戊四醇酯的金属羧酸盐PVC热稳定剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于聚氯乙烯(PVC)加工的季戊四醇酯的金属羧酸盐热稳定剂及其制备方法，具体涉及锌、钙、镁的羧酸盐及其与季戊四醇、双季戊四醇酯化的制备方法。 

背景技术

PVC热稳定性差，在加工过程中需要引入热稳定剂。锌/钙皂具有抑制PVC降解的作用，但生成的氯化锌具有强催化作用，导致后期PVC材料变色严重，急剧发黑，即出现“锌烧”现象，通过加入多元醇及其酯、β－二酮类等形成的复合热稳定剂可以有效地抑制“锌烧”现象，初期和长期热稳定效果较好。锌/钙皂复合热稳定剂的作用效果与配方组成、加工方式等有关，国内外研究者在优化锌/钙皂复合热稳定剂配方、改善多元醇的吸水性和与PVC的相容性方面进行了很多工作,发现经过适度酯化的多元醇与PVC 树脂相容性明显增加,如由双季戊四醇与低级脂肪酸酯化生成的双季戊四醇酯作为锌/钙皂的辅助热稳定剂效果良好，在美国、日本被广泛采用，而国内由于其价格高昂很少采用。中国专利CN101255241公开了一种由锌皂／钙皂、层状化合物、抗氧剂、光稳定剂、季戊四醇酯、二酮、氨基丁烯酸酯和润滑剂通过搅拌复合后生产的PVC塑料制品稳定剂，但该体系用到多种辅助有机稳定剂，组分复杂，为非均一体系，各组分间热稳定协效作用不显著。 

发明内容

针对现有锌/钙皂复合热稳定剂组分复杂以及多元醇酯用作辅助热稳定剂存在的问题，本发明利用二元羧酸与金属氧化物或氢氧化物中和成盐以及与季戊四醇、双季戊四醇混合物的酯化反应，得到一种新型结构的PVC热稳定剂。该热稳定剂将有机金属羧酸盐与季戊四醇酯结合于一体，与PVC相容性和分散性良好，能充分发挥金属羧酸盐与季戊四醇酯的协同热稳定作用。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种季戊四醇酯的金属羧酸盐PVC热稳定剂，其特征在于该热稳定剂是具有如下结构的可熔融固体：　

　　　　　　　 

　　其中M为Ca²⁺、Mg²⁺或Zn²⁺，n=3~8，R₁、R₂为

或　。

该热稳定剂研磨后为白色粉末。 

一种权利要求1所述的季戊四醇酯的金属羧酸盐PVC热稳定剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将二元羧酸在100～170℃加热熔融，加入锌、钙或镁的氧化物或氢氧化物，搅拌约0.5小时，混合均匀，然后加入催化剂，在100～170℃反应1～2小时；其中二元羧酸与锌、钙或镁的氧化物或氢氧化物摩尔比为2.5~1.5：1；（2）向步骤（1）得到的体系加入季戊四醇与双季戊四醇混合物，调温到180～210℃，熔融并混合均匀后加入催化剂和带水剂，保持180～210℃加热1～2小时, 然后冷却、粉碎、研磨得季戊四醇酯的金属羧酸盐PVC热稳定剂；所述季戊四醇与双季戊四醇混合物中两者摩尔比为4～0.5：1；所述的季戊四醇与双季戊四醇混合物与步骤（1）中二元羧酸的摩尔比为2～0.5：1。 

其中，所述步骤(1)中使用的催化剂为双氧水，催化剂用量为二元羧酸和锌、钙或镁的氧化物或氢氧化物质量和的2～5%。 

所述步骤(1)中使用的二元羧酸为戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸或癸二酸。 

所述步骤(2) 使用的催化剂为对甲苯磺酸、磷钨酸或二氧化锡，催化剂用量为季戊四醇与双季戊四醇混合物质量的0.1～0.5%。 

所述的带水剂为二甲苯或甲苯，用量为季戊四醇与双季戊四醇混合物质量的5～40%。 

二元羧酸的一个羧酸基与锌、钙、镁的氧化物或氢氧化物进行成盐反应，另一个羧酸基则与季戊四醇或双季戊四醇发生酯化反应。 

该PVC热稳定剂的分子结构中同时含有具有热稳定剂作用的金属羧酸盐和辅助热稳定作用的季戊四醇酯组分。 

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明具有如下优点：（1）该PVC热稳定剂分子结构中的金属羧酸盐具有热稳定作用，季戊四醇酯对生成的氯化锌具有络合作用，初期和长期热稳定作用好。（2）制备过程中金属氧化物或氢氧化物与二元羧酸在酯化步骤中仍可继续反应，残留量小，羧酸酯化过程中季戊四醇羟基过量，羧酸基反应完全，后处理简单。（3）该PVC热稳定剂呈固态或粉末状，易于加工。 

下面结合实施例对本发明进一步说明。 

具体实施方式