[发明专利]一种制备马来酸季戊四醇酯及其用于制备热稳定剂的方法

说明书

一种制备马来酸季戊四醇酯及其用于制备热稳定剂的方法，属于塑料助剂应用的技术领域。本发明以马来酸酐、季戊四醇、乙酸钙/乙酸锌、硬脂酸钙/锌为原料，制备马来酸季戊四醇酯，以及马来酸单季戊四醇酯钙/锌热稳定剂，马来酸季戊四醇酯硬脂酸钙/锌热辅助稳定剂。产品特点是具有：中和吸收氯化氢；与共轭多烯链发生Diels‑Alder加成；络合金属氯化物等方面来提升PVC产品的热稳定性能。产品的原料低廉易得，生产过程耗能低、工艺简单，所制得的中间产物和最终产物均是绿色化、环保化的塑料助剂。添加至PVC样品中能够维持初期白度，并且能大大缓解“锌烧”现象，当钙/锌比例=2:1时效果最好，维持初期白度达50min，直到90min才完全黑化。

技术领域

本发明涉及一种制备马来酸季戊四醇酯及其用于制备热稳定剂的方法，属于塑料助剂应用的技术领域。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）制品因其力学性能优良，原材料来源广泛，耐腐蚀性能强，价格低廉，可塑性好等优点广泛应用于电子、包装、新材料等各个领域。PVC制品由于自身结构缺陷，导致其热稳定性能差，因此在PVC加工过程中需要添加一定量的热稳定剂来提高热稳定性能。受到“以塑代木”、“以塑代钢”的引导，PVC行业得到快速可持续发展。传统的铅盐热稳定剂属于重金属盐，在环保法律日益完善的当下，铅盐热稳定剂终将被市场淘汰。因此，PVC热稳定剂的需求量将会日益增长，并朝着多元化、绿色环保化、复合型和多功能化发展。现阶段，具有价格低廉、绿色无毒、原材料广泛等优点的钙/锌型复合热稳定剂逐渐成为国内外研究的重点。

马来酸酐分子结构中具有碳碳双键，其环状结构极易具有反应活性，能与PVC链中的共轭多烯链发生Diels-Alder加成反应，从而有效的抑制共轭键的增长，抑制并缓解其着色。多元醇作为一种辅助热稳定剂，通过络合反应抑制金属氯化物对PVC分子链的催化降解作用，从而改善主热稳定剂的长期稳定性。同时，多元醇在金属氯化物的催化下也能够吸收PVC分子链降解产生的HCl起到稳定效果。因此，多元醇通常都会与锌盐、镉盐等主热稳定剂进行复配从而得到较为理想的复合PVC热稳定剂。多元醇对于锌盐、镉盐等热稳定剂的协同效果与多元醇的分子结构和分子中所含的羟基数目有关。对长期热稳定性的改善效果与多元醇所含的羟基数目呈正相关。季戊四醇作为最常用的多元醇辅助热稳定剂其结构中具有四个羟基，辅助热稳定性能优异。

因此，以马来酸酐、季戊四醇为原料制备辅助热稳定剂和主热稳定剂，将在多个热稳定机理方面提升其热稳定性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备马来酸季戊四醇酯及其用于制备热稳定剂的方法，从分子结构上设计产品的特性，克服目前热稳定剂存在的一些缺陷，该制备方法工艺简单，操作便捷。

本发明的技术方案，一种马来酸季戊四醇酯的制备方法，步骤如下：将马来酸酐放入反应容器中，移至油浴锅中升温至完全溶解；将研磨成粉末状的季戊四醇添加至反应容器中搅拌反应，每隔一段时间测试反应物的酸值，达到理论酸值后停止反应，即得到马来酸季戊四醇酯。

进一步地，根据马来酸酐、季戊四醇不同的摩尔比按照上述反应过程制备四种不同的中间体：马来酸单季戊四醇酯、马来酸双季戊四醇酯、马来酸三季戊四醇酯和马来酸四季戊四醇酯。

进一步地，具体步骤如下：将马来酸酐放入反应容器中，移至油浴锅中升温至90℃，待马来酸酐完全溶解后，按比例添加研磨成粉末状的季戊四醇至反应容器中，250-350r/min的速率搅拌反应，每隔10min取样测试反应体系的酸值，达到理论酸值停止反应，得到马来酸季戊四醇酯。

进一步地，所述马来酸酐:季戊四醇不同摩尔比具体为1:1、2: 1、3: 1和4: 1对应依次制备得到马来酸单季戊四醇酯、马来酸双季戊四醇酯、马来酸三季戊四醇酯和马来酸四季戊四醇酯。

所述马来酸季戊四醇酯用于制备热稳定剂，所述热稳定剂具体为马来酸季戊四醇酯钙/锌热稳定剂或马来酸季戊四醇酯硬脂酸钙/锌热辅助稳定剂。