[发明专利]一种聚氯乙烯用锌基热稳定剂、组合物及应用

说明书

技术领域

本发明属于PVC(聚氯乙烯)热稳定剂技术领域，具体涉及到一种锌基热稳定剂及组合物。

背景技术

PVC是世界上实现工业化生产时间最早、应用领域最广的聚合物之一，被广泛应用于工农业的各个领域。然而，PVC树脂也是热稳定性最差，最易发生降解的聚合物之一，在120℃时即开始热降解，释放出有毒气体(主要是氯化氢)，制品颜色变红直至完全变黑，同时力学性能变差，最终失去使用价值，因此这一缺陷极大地限制了PVC的应用领域，为有效避免PVC在加工和应用过程中出现的降解现象，工业生产较为普遍的做法是在PVC加工时添加一类被称为“热稳定剂”的助剂，以提高PVC的热稳定性。

在众多PVC热稳定剂中，Ca/Zn复合热稳定剂因其高效的热稳定效果，廉价的成本及环境友好等优点，占据了市场的重要地位。然而，传统锌基热稳定剂虽然可以有效抑制初期降解和着色，但其转化产物ZnCl₂又是PVC脱HCl的催化剂，会造成PVC样品恶性降解，使物料突然变黑，即“锌烧”，因此，传统锌基热稳定剂长效热稳定性比较差，需要与辅助热稳定剂及长效热稳定性好的钙基热稳定剂复合使用。

Mohamed等人研究了一系列苯脲与苯基硫脲衍生物作为PVC热稳定剂时的热稳定效果(Sabaa M W,Mohamed R R,Yassin A A.Organic thermal stabilizers for rigid poly(vinyl chloride)VIII.Phenylurea and phenylthiourea derivatives[J].Polymer degradation and stability,2003,81(1):37-45.Sabaa M W,Mohamed R R,Yassin A A.Organic thermal stabilizers for rigid poly(vinyl chloride)IX.N-Benzoyl-N′-p-substituted phenylthiourea derivatives[J].Polymer degradation and stability,2003,81(3):431-440.Sabaa M W,Mohamed R R,Yassin A A.Organic thermal stabilizers for rigid poly(vinyl chloride).Part X:N-acryloyl-N′-p-substituted phenylthiourea derivatives[J].Polymer degradation and stability,2003,82(3):387-393.)，结果表明，当单独用于PVC热加工时，苯脲及苯基硫脲衍生物可以延长PVC热降解的诱导时间，但在减缓PVC脱HCl速率及抑制PVC降解着色方面的效果并不理想，若将苯脲与苯基硫脲衍生物与硬脂酸锌复合使用，则在一定程度上既可以提高PVC热降解的诱导时间，又能降低脱HCl速率。

在此基础上，本发明描述了一种以脲类有机物和无水醋酸锌通过液相反应获得的含锌产物，单独用作PVC热稳定剂，在保证PVC样品初期白度的同时，可以明显延迟“锌烧”现象的发生，同时，该锌基热稳定剂也可以与羧酸钙、β-二酮、亚磷酸酯、多元醇等工业界常用热稳定剂产生良好的复配效果。该含锌产物的应用方案及部分合成方法并未见之文献。

发明内容

本发明提供了一种可以提高PVC热稳定性的锌基热稳定剂、组合物及应用，该锌基热稳定剂既可以发挥传统锌基热稳定剂抑制PVC初期降解的优点，又兼顾了脲类有机物在长效热稳定性方面对锌基热稳定剂的提升效果，因此具有良好的抗初期着色性和延缓“锌烧”的能力，并且热稳定能力优于硬脂酸锌与脲类有机物的机械混合物。同时，该锌基热稳定剂具有与羧酸钙、β-二酮等现有热稳定剂良好的协同作用，复配物综合热稳定效果好。

本发明聚氯乙烯(PVC)用锌基热稳定剂，采用脲类有机物和无水醋酸锌通过液相反应获得含锌产物，其中锌元素重量百分比含量为20％～28％。

上述锌基热稳定剂的合成过程，具体如下：按照脲类有机物：无水醋酸锌＝1～3:1的摩尔投料比，向脲类有机物溶液中加入无水醋酸锌，于室温～70℃条件下搅拌1～6h，将反应生成的白色沉淀过滤，洗涤，干燥，得到含锌产物。

其中，所述脲类有机物溶液中的溶剂采用去离子水或乙醇；所述脲类有机物为缩二脲、硫脲、二氧化硫脲、脒基硫脲及氨基硫脲中的一种或多种