[发明专利]一种多效蓖麻油基PVC用液体钙锌热稳定剂及其制备方法和应用

说明书

一种多效蓖麻油基PVC用液体钙锌热稳定剂及其制备方法和应用，将蓖麻油酸和二氯化苯氧磷酸酯经酰氯的醇解得到苯氧磷酸酯蓖麻油酸；然后将制得的苯氧磷酸酯蓖麻油酸与金属氧化物或金属氢氧化物在溶剂下经一步反应制备液体苯氧磷酸酯蓖麻油酸金属盐；将制得的钙盐与锌盐复配，得到液体复合热稳定剂。与市场上的品牌热稳定剂相比，含该钙锌液体复合热稳定剂的PVC制品的热稳定性能、机械性能、相容性能、抗迁移性能可以得到显著提高，可减少PVC加工过程中DOP等增塑剂的用量。

技术领域

本发明属于塑料添加剂领域，具体涉及一种多效蓖麻油基PVC用液体钙锌热稳定剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)是世界五大通用树脂之一，其产量仅次于聚乙烯。PVC的大量使用使得其使用性能有了更高的要求。在PVC制品中添加塑料助剂，能改善并显著提高制品的性能。纯PVC热稳定性差，且软化温度和分解温度十分接近，给制品的加工带来很大的困难，因此需要在聚氯乙烯制品中加入一定量的热稳定剂。目前，铅热稳定剂、有机锡热稳定剂等因毒性和价格使得它们的使用越来越受到限制，钙锌热稳定剂采用的有机酸大多数来源于石油资源，产品的热稳定性良好但其增塑性能受到限制。

随着国内外石油资源日益枯竭、环境污染日益严重，寻找优质并廉价的石油替代品变得尤为紧张。本发明以蓖麻油酸为原料开发一种苯氧磷酸酯蓖麻油酸钙锌复合液体热稳定剂，显著提高PVC制品的热稳定性同时又减少制品中增塑剂的添加量。本发明从资源选择、材料性能和生产成本三个方面来讲，都具有重要意义。

发明内容

解决的技术问题：本发明为应对市场上现有的钙锌热稳定剂产品单一，提供了一种多效蓖麻油基PVC用液体钙锌热稳定剂及其制备方法和应用。

技术方案：一种多效蓖麻油基PVC用液体钙锌热稳定剂，该热稳定剂结构通式为：

其中M为Ca或Zn，且蓖麻油基二元酸钙盐与蓖麻油基二元酸锌盐按质量比5～(3:1)复配。

多效蓖麻油基PVC用液体钙锌热稳定剂的制备方法，由以下步骤制得：第一步：将蓖麻油酸与三乙胺按摩尔比1:(1～1.05)溶解于溶剂A后加入到反应容器中，将二氯化苯氧磷酸酯与蓖麻油酸按摩尔比1:(2～2.2)溶解于溶剂A，待温度控制在0-5℃时滴加至反应容器中，滴加完毕后0～35℃下反应8-14h，反应结束后，经碳酸氢钠溶液、氯化钠溶液、去离子水洗涤，再经无水硫酸镁干燥、旋蒸得到黄色液体产物苯氧磷酸酯蓖麻油酸；所用的溶剂A为甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷和三氯甲烷中的至少一种，两次用量分别为蓖麻油酸和二氯化苯氧磷酸酯质量的1-5倍；第二步：将苯氧磷酸酯蓖麻油酸和溶剂B按质量比1:(1～0.3)加入到反应容器中，50～90℃下搅拌至完全溶解，按与苯氧磷酸酯蓖麻油酸摩尔比为(0.9～1):1分批加入金属氧化物或金属氢氧化物，升温至100～140℃时滴加占苯氧磷酸酯蓖麻油酸质量分数0.2～1％的催化剂，保温2～5h，经旋蒸除水、抽滤得到液体苯氧磷酸酯蓖麻油酸金属盐；所述溶剂B为石油醚、无味煤油、丙二醇甲醚、二甘醇单丁醚中的至少一种；催化剂为双氧水、冰醋酸中的至少一种；所述金属氧化物为氧化钙或氧化锌，所述金属氢氧化物为氢氧化钙，最终得到液体苯氧磷酸酯蓖麻油酸钙盐或液体苯氧磷酸酯蓖麻油酸锌盐；第三步：将制得的液体苯氧磷酸酯蓖麻油酸钙盐与苯氧磷酸酯蓖麻油酸锌盐按质量比4～3:1复配，得到液体复合热稳定剂。

优选的，所述溶剂A为四氢呋喃，用量分别为蓖麻油酸质量的2倍，二氯化苯氧磷酸酯质量的1.5倍。

优选的，所述蓖麻油酸、三乙胺和二氯化苯氧磷酸酯的摩尔比为(2.2～2):(2.3～2):1，反应时间为30℃，反应时间为12h。

优选的，所述金属氧化物为氧化钙和氧化锌，用量为分别与苯氧磷酸酯环氧蓖麻油酸的摩尔比(0.95～1):1。

优选的，所述催化剂为冰醋酸，占苯氧磷酸酯环氧蓖麻油酸质量分数0.57％。