[发明专利]PVC热稳定剂用高白度乙酰丙酮钙的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PVC热稳定剂用高白度乙酰丙酮钙的制备方法。

背景技术

众所周知，PVC是一个很重要的塑料品种，作为世界五大通用塑料之一，全球的PVC树脂需求量排在PE、PP之后居第3位，而在中国的需求量已升至第1位。目前，中国的PVC树脂加工成塑料制品的生产能力已经超过了1千万吨/年，并且由于建筑、医用、包装、日用、交通运输、通信等众多领域对其需求都呈高速增长态势，在今后相当长的一段时期内仍有较大的发展空间。

PVC工业的发展在很大程度上要归功于各种添加剂的发明和使用。这是因为PVC树脂在物化性能上存在许多问题，如加工条件下易降解、熔体粘度大以及制品耐候性差等，必须加入热稳定剂、润滑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂等多种助剂才能将其顺利加工成制品并有足够长的使用寿命。因此，助剂的研究开发对PVC工业的发展起到了非常重要的作用。常用的PVC助剂有数百种之多，其中最不可或缺的就是热稳定剂。

在目前的主流环保型PVC热稳定剂配方体系中，β-二酮类化合物是一种常用的辅助性成分，通常与金属皂配合，能有效抑制PVC在加工过程中的初期降解着色。只要符合分子式R¹COCH₂COR²的化合物都可称为β-二酮，由其酮基互为β位而得名，其共振体结构如下：

最常用的β-二酮有二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、乙酰丙酮（二乙酰甲烷）、辛酰苯甲酰甲烷、庚酰苯甲酰甲烷等，乙酰丙酮是分子量最小的β-二酮。β-二酮可以直接使用，也可以和多种金属离子（如钙、锌、镁、锂、钠和钡等）制成盐后再使用，而乙酰丙酮由于沸点较低（133~140℃），直接使用时易挥发损耗，只能制成盐后再使用，如钙盐、锌盐、镁盐、铝盐等，其中乙酰丙酮钙是最常用的品种。

尽管将乙酰丙酮制成乙酰丙酮钙的化学反应原理和制备方法都很简单，但作为PVC复合热稳定剂的原料，目前市场上的乙酰丙酮钙产品的价格较高，质量也不够理想，主要是产品的外观白度不够，进而在添加到PVC中进行加工时影响到制品的白度。

评价PVC添加剂有多种常用（标准）方法，其中很重要的一项就是观察加工期间颜色的变化，因为颜色的变化通常是由PVC树脂的分解造成的。评价PVC制品在加工初期的颜色是否改变或改变程度尤为重要。很多人都在致力于PVC热稳定剂、润滑剂和抗氧剂以及其他各种添加剂以最佳比例搭配使用以获得高抗着色性的研究，但却较少有人研究PVC加工过程中由树脂降解以外的原因引起的变色问题。

一个常见的问题是，使用PVC添加剂往往不可避免地会带入杂质金属离子，若同时使用β-二酮类化合物，这些杂质金属离子与β-二酮络合后产生的某些β-二酮盐具有特征颜色（如乙酰丙酮铁(Ⅲ)为深红色，乙酰丙酮铁(Ⅱ)为深棕至红棕色，乙酰丙酮锰(Ⅱ)为红色，乙酰丙酮铜为蓝色，乙酰丙酮镍为淡绿色等），往往被误认为是PVC树脂的分解变色，造成对热稳定系统效能的误判。显然，解决问题的方法就在于尽量减少杂质金属离子混入，尤其在使用β-二酮类化合物时。事实上，乙酰丙酮钙商品之所以带有微红或微黄色，就是因为其中微量的乙酰丙酮铁、乙酰丙酮锰的颜色引起的。因此，获得无铁锰杂质的高白度的乙酰丙酮钙显得非常重要。

制备乙酰丙酮钙的专利文献主要有，德国专利19913253的方法是在反应器中加入氢氧化钙，搅拌、加热，同时滴加过量30%的乙酰丙酮，反应完后在最高温度135℃下蒸出过量的乙酰丙酮和反应生成的水，乙酰丙酮钙留在反应器中。该专利未提及如何才能制成高白度的乙酰丙酮钙，只提到采用含量为97%的化学纯级、型号为00的氢氧化钙（Schaefer Weiβkalhydrat Typ00，Chem rein）。

WO2004/056737所述乙酰丙酮钙带有两个结晶水，系以氯化钙为原料，制成水溶液后加入氢氧化钾制成氢氧化钙，然后在低温水中与乙酰丙酮反应，经洗涤、脱水、干燥后得到成品。但这种始终在较低温度下进行操作制得的有两个结晶水的乙酰丙酮钙不宜用作PVC稳定剂，因为结晶水可能引起PVC制品中产生气泡。

其它文献中也未见到有关于制取高白度乙酰丙酮钙的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种成本低、质量好的PVC热稳定剂用乙酰丙酮钙的制备方法，将本发明得到的高白度乙酰丙酮钙与其他添加剂并用，以提高聚氯乙烯加工过程中制品的初期白度。