[发明专利]一种兼具热和光稳定性的PVC稳定剂及其制备方法

说明书

一种兼具热和光稳定性的PVC稳定剂及其制备方法，属于PVC塑料助剂技术领域。R为羧酸根；R₁为有机酸根，x为R₁价态；m＝0,1,2,3,4…，mx＜n；M为金属，n为金属的化合价。首先将苯二酸类化合物与2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶醇发生酯化反应生成苯二酸单四甲基哌啶醇酯，然后先与R1酸、氢氧化钠反应生成钠盐，再加入金属盐，通过复分解反应得到目标稳定剂，或将苯二酸单四甲基哌啶醇酯与金属氢氧化物或金属氧化物在高温下直接反应生成目标稳定剂。本发明所述的PVC稳定剂具有较好的热稳定性和光稳定性，制备方法简单，条件易于控制，重现性好，具有良好的发展潜力和应用前景。

技术领域

本发明属于PVC塑料助剂技术领域，具体涉及一种既具有热稳定性又具有光稳定性的PVC稳定剂及其制备方法。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)是中国第一、世界第二通用树脂材料，其产量仅次于聚乙烯(PE)，具有难燃性、抗化学腐蚀性和电绝缘性，但热稳定性和耐光性比较差，限制了聚氯乙烯产品的使用范围。因此，改善聚氯乙烯的热稳定性和光稳定性对聚氯乙烯行业的发展尤为重要。

聚氯乙烯由于自身结构缺陷，对热极为敏感，在加热的过程中会释放氯化氢，产生具有生色功能的共轭多烯结构，使聚氯乙烯着色，同时氯化氢又能催化聚氯乙烯继续降解，产生连锁式脱氯化氢反应，从而使聚氯乙烯材料力学性能发生改变，影响其使用。为防止聚氯乙烯降解，一般向聚氯乙烯中添加热稳定剂。

现在聚氯乙烯热稳定剂主要有：铅盐稳定剂、金属皂稳定剂、有机锡稳定剂和稀土稳定剂。目前，铅盐稳定剂有良好的热稳定效果和优异的加工性能，但有毒性，逐步被淘汰；金属皂类稳定剂一般是金属(钙、锌、镉、钡等)化合物与有机酸皂化制取；有机锡稳定剂具有高效的热稳定效果，是铅盐稳定剂主要的替代产品；稀土类热稳定剂主要包括稀土镧、铈、钕的有机弱酸盐和无机盐，具有较好的长期热稳定性，但成本较高。

紫外线是导致聚氯乙烯材料产生老化的主要原因，虽然紫外线仅占太阳光的5％左右，但其能量较大，足以破坏聚氯乙烯链中的化学键，使分子链断裂、交联，致使其力学性能下降，同时产品的颜色也会发生变化。

目前，最常用、最有效的处理措施就是在聚氯乙烯中添加光稳定剂。光稳定剂按其作用机理一般分为四类：一是自由基捕获剂；二是紫外线吸收剂(UVA)；三是二价镍螯合物和取代酚或硫代二酚等猝灭剂；四是炭黑、氧化锌、氧化钛等光屏蔽剂。自由基捕获剂能捕获聚氯乙烯中所产生的活性自由基，从而抑制光氧化过程，达到光稳定效果。受阻胺类光稳定剂(HALS)是一类性能优良的光稳定剂，其工作原理是：受阻胺类化合物经氧化或与聚合物氧化产生的过氧化氢发生反应，生成氮氧自由基，氮氧自由基通过传递能量，使处于激发态的单线态氧回到基态，从而阻止单线态氧引起聚合物降解反应的发生，同时氮氧自由基也可进一步捕获自由基，提高受阻胺类化合物的光稳定效果。另外，研究表明，受阻胺类光稳定剂与紫外线吸收剂、抗氧剂等助剂具有良好的协同效应，同时也不会使产品着色，低毒、环保，因此成为聚合物光稳定剂的研究热点。

综上可知，聚氯乙烯在加工成制品的过程中，必须考虑到它的热和光降解，通过加入各种稳定剂以保证聚氯乙烯加工成型及其使用性能。目前，很少报道有一种同时具有热和光两种稳定效果的PVC稳定剂，本发明结合了聚氯乙烯热稳定剂和光稳定剂分子结构特点，设计出了一种兼具热和光两种稳定效果的PVC稳定剂。

发明内容

本发明的目的是研发一种既具有热稳定性又具有光稳定性的PVC稳定剂，达到一剂多用的效果，并提供其制备方法。

为实现本发明的目的，通过以下技术来解决：

一种兼具热和光稳定性的PVC稳定剂，化学结构式为Ⅰ或II：