CN103224675B - 一种食品级塑料pvc热稳定剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种食品级塑料PVC热稳定剂及其制备方法，属塑料助剂领域。其结构如下：[CH3(CH2)nCOOCH(CH3)COO]2Ca[CH3(CH2)nCOOCH(CH3)COO]2Zn其中n=14或/和16。采用植物性原料乳酸和植物油基硬脂酸及钙（锌）的碱式盐通过中和、酯化反应得到。由于其与PVC相容性好，能使塑材更加透明，同时达到食品级热稳定性要求。其制备方法便于操作，无副产物，有利于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及塑料工业用热稳定剂，特别是具有食品级要求的热稳定剂，主要用于食品包装塑料，属于塑料助剂领域。
背景技术
塑料PVC热稳定剂是一类能够抑制聚合物在加工与使用过程中发生热老化的物质。目前，食品包装通常使用的热稳定剂为脂肪酸皂类（Ga/Zn），脂肪酸皂类是通过捕获脱落下来的氯化氢或置换PVC中存在的烯丙基氯中的氯离子，生成比较稳定的酯，从而消除PVC中脱氯化氢的引发源，提高PVC材料的热稳定性，但是该类热稳定剂对PVC材料的透明度有一定影响。通常影响PVC透明度的因素有：热稳定剂的折射率、分子的线性长度、相溶性、热稳定后的生成物相溶性等。开发研究即达到食品级要求同时又能够改善PVC透明度的热稳定剂，在食品包装领域具有很好的应用前景。
发明内容
本发明目的在于提供一种能够改善PVC透明度的食品级热稳定剂，另一目的在于提供其制备方法。
为实现本发明目的，本发明提供的塑料PVC热稳定剂具有如下结构：
[CH3(CH2)nCOOCH(CH3)COO]2Ca
或
[CH3(CH2)nCOOCH(CH3)COO]2Zn
其中n=14和/或16，n优选n=14和16。
通称为硬脂酰乳酸钙或硬脂酰乳酸锌。
该硬脂酰乳酸钙和硬脂酰乳酸锌是通过以下技术方案制备：
将计量好的硬脂酸和乳酸加入反应釜中，在催化剂下加热到170-200℃，在真空下进行酯化反应，通过测定酸值控制反应终点。然后降温到120-150℃后加入碳酸钙（锌）或氢氧化钙（锌）进行中和反应，通过测定酸值、皂化值控制反应终点。
也可以通过以下步骤实现：将计量好的乳酸加入反应釜中，加热到120-150℃后加入碳酸钙（锌）或氢氧化钙（锌）进行中和反应，通过测定酸值小于1后，再加入硬脂酸，在催化剂下加热到170-200℃，在真空下进行酯化反应，通过测定酸值、皂化值控制反应终点。
所述的硬脂酸优选碳数为16-18的单一脂肪酸或混合脂肪酸。
所述催化剂为硫酸、磷酸、或氢氧化钠等。
所述的硬脂酸与乳酸的摩尔比为：1-1.2：1.
所述的硬脂酰乳酸钙的钙质量百分比含量为5-6%，硬脂酰乳酸锌的锌质量百分比含量为8-9%。
本发明与现有技术相比：本发明采用植物性原料乳酸和植物油基硬脂酸及钙（锌）的碱式盐反应得到硬脂酰乳酸钙和硬脂酰乳酸锌，与现有硬脂酸钙和硬脂酸锌相比，本发明由于与PVC塑材相溶性好，能使PVC塑材更加透明，同时达到食品级热稳定性要求。其制备方法便于操作，无副产物，有利于工业化生产。
具体实施方式
为对本发明进行更好地说明，举实施例如下：原料均为市售品。
实施例1
将计量好的硬脂酸830Kg（其中C16硬脂酸占60%，C18硬脂酸占40%）和乳酸270Kg加入反应釜中，加入磷酸5Kg,加热到180-200℃，保温在真空下进行酯化反应约8-10小时，当酸值小于180时停止加热。然后降温到130℃，加入碳酸钙150Kg进行中和反应约1小时，当酸值小于1.0，皂化值大于145时结束反应，通过制粒、包装即为成品硬脂酰乳酸钙。
实施例2
将计量好的硬脂酸770Kg（C18硬脂酸）和乳酸225Kg加入反应釜中，加入氢氧化钠4.5Kg,加热到170-190℃，保温在真空下进行酯化反应约8-10小时，当酸值小于160时停止加热。然后降温到140℃后加入氢氧化锌130Kg进行中和反应约1小时，当酸值小于1.0，皂化值大于140时结束反应，通过制粒、包装即为成品硬脂酰乳酸锌。
实施例3
将计量好的乳酸225Kg加入反应釜中，加热到130℃后加入氢氧化钙95Kg进行中和反应，通过测定酸值小于1.0，再加入硬脂酸810Kg（其中C16硬脂酸占20%，C18硬脂酸占80%)，氢氧化钠4Kg,加热到180-190℃，在真空下进行酯化反应8-10小时，当酸值小于1.0，皂化值大于145时到达反应终点。通过制粒、包装即为成品硬脂酰乳酸钙。
实施例4
将计量好的乳酸270Kg加入反应釜中，加热到140℃后加入碳酸锌200Kg进行中和反应，通过测定酸值小于1.0，再加入硬脂酸950Kg（C16硬脂酸），硫酸5Kg,加热到190-200℃，在真空下进行酯化反应8-10小时，当酸值小于1.0，皂化值大于140时到达反应终点。通过制粒、包装即为成品硬脂酰乳酸锌。
本发明合成的硬脂酰乳酸钙和硬脂酰乳酸锌，达到如下技术指标：
达到食品级热稳定剂要求。将其应用于食品级塑料PVC加工，用透明度测试器RT-6000测试，硬脂酸钙/锌透明度值为75，硬脂酰乳酸钙/锌透明度值为37，比用硬脂酸钙/锌透明度提高约50%，很好地改善了PVC透明度。
Claims (2)
1.一种食品级塑料PVC热稳定剂，其特征在于，具有如下结构：
[CH3(CH2)nCOOCH(CH3)COO]2Ca
或
[CH3(CH2)nCOOCH(CH3)COO]2Zn
其中n=14或/和16；其技术指标符合如下要求：
硬脂酰乳酸钙：酸值：≤1mgKOH/g,熔点＞100，皂化值：145-165mgKOH/g，水分≤1%，细度：200目通过率≥99%，重金属：以铅计≤10ppm，砷≤3ppm；
硬脂酰乳酸锌：酸值：≤1mgKOH/g,熔点＞120，皂化值：145-160mgKOH/g，水分≤1%，细度：200目通过率≥99%，重金属：以铅计≤10ppm，砷≤3ppm。
2.如权利要求1所述的食品级塑料PVC热稳定剂，其特征在于，优选n=14和16。
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