[发明专利]一种接枝PVC材料及制备方法和应用

说明书

本发明属于塑料添加剂领域，具体涉及一种接枝PVC材料及制备方法和应用。将油脂/松脂源酸酐依次与三聚氰胺和甲醛缩合物、环氧氯丙烷反应得到油脂/松脂源三嗪环基缩水甘油酯；然后通过将PVC中的氯原子3‑氨基丙基三乙氧基硅烷中氨基经取代反应制备氮硅改性PVC中间体；最后油脂/松脂源三嗪环基缩水甘油酯中的羟基与氮硅改性PVC中间体经酯交换反应制备含三嗪环基、羟基、酯基、环氧官能团和柔性碳链结构的油脂/松脂源三嗪环基酯接枝PVC材料。与添加了市场上的品牌热稳定剂的PVC材料相比，油脂/松脂源三嗪环基酯接枝PVC材料的热稳定性、耐迁移性能、增塑性得到显著提高。

技术领域

本发明属于塑料添加剂领域，具体涉及一种接枝PVC材料及制备方法和应用，特指油脂/松脂源三嗪环基酯接枝PVC材料制备方法及应用。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)作为世界五大通用树脂之一被广泛应用于建筑、化工、航天、公用事业等领域。但是在氯乙烯聚合生成PVC的过程中生成得一些不稳定结构导致PVC在100℃下发生脱氯化氢(HCl)反应，且降解速度随着温度的升高会显著加快。目前添加适量的热稳定剂可以赋予PVC良好的热稳定性的同时提高其制品的力学性能。传统的钙锌热稳定剂因环保和价廉等优点而被广泛应用，但其在PVC制品中易分散不均匀且短时间内容易引发PVC迅速变黑发生“锌烧”。因此研究和开发新型、高性能、耐迁移等无毒绿色热稳定剂新型热稳定剂已成为当务之急。

热稳定剂在混料过程中加入，一般不与PVC起化学反应，且当PVC制品受到接触到抽出能力较强的酸碱溶液时，会自行迁移导致制品自身物理化学性质也会随之发生改变，最终影响制品的性能和使用时间。通过取代反应将热稳定剂接枝到PVC中来改善PVC的热稳定性、耐迁移性和力学性能，是一种十分有效的方法。

我国油脂和松脂资源丰富，其中油脂/松脂源酸酐中的酸酐易发生多种化学反应，如：酯化反应、缩合反应和亲核加成反应等。因此，通过将油脂/松脂源酸酐与三聚氰胺和甲醛缩合物、环氧氯丙烷反应得到油脂/松脂源三嗪环基缩水甘油酯；PVC中的氯原子与3-氨基丙基三乙氧基硅烷中氨基经取代反应制备氮硅改性PVC中间体；最后油脂/松脂源三嗪环基缩水甘油酯中的羟基与氮硅改性 PVC中间体经酯交换反应制备含三嗪环基、羟基、酯基、环氧官能团和柔性碳链结构的油脂/松脂源三嗪环基酯接枝PVC材料，可达到热稳定PVC的同时提高其耐迁移性和力学性能。

发明内容

本发明为应对市场上现有的石油源热稳定剂产品存在的热稳定性不高、易迁移以及所引发的力学性能有损等问题，提供了油脂/松脂源三嗪环基酯接枝PVC 材料及制备方法和应用。

本发明采用的技术方案如下：

一种油脂/松脂源三嗪环基酯接枝PVC材料，其结构通式为：

其中R₁为 R₂选自以下中的任意一种

所述油脂/松脂源三嗪环基酯接枝PVC材料，其特征在于，R₂为含环氧、双键和酯基的C6-C23直链、含环氧、双键和酯基的C6-C23支链烷基或含环氧、双键和酯基的C6-C23环烷基，优选为含环氧、双键和酯基的C6-C23支链烷基或含环氧、双键和酯基的C6-C23环烷基，更优选为含环氧、双键和酯基的C23 支链烷基。

所述油脂/松脂源三嗪环基酯接枝PVC材料，由以下步骤制得：第一步：将三聚氰氨与甲醛按摩尔比1:9加入到反应容器中，在50℃时下反应15min，反应结束后，经过滤、去离子水和乙醇溶液洗涤，再经干燥过夜得到白色固体产物三聚氰胺和甲醛缩合物；

所述甲醛是以pH 7.5的37wt.％甲醛水溶液的形式加入；干燥温度为65℃。

第二步：将三聚氰胺和甲醛缩合物与油脂/松脂源酸酐按摩尔比1:1～4.5加入到反应容器中，80～150℃下反应2～4h，经旋蒸除水得到桐油基多元醇羧酸；