CN103554783B - 一种利用粗对苯二甲酸制备pvc钙锌复合热稳定剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种粗对苯二甲酸制备PVC用钙锌复合热稳定剂的方法，该方法为：将粗对苯二甲酸溶解于氢氧化钠溶液中，搅拌皂化；将反应液通入装有超声装置的反应釜中，调整pH值，后加入钙盐反应；将氧化锌溶解于氢氧化钠溶液反应后，通入反应釜，继续反应；所得产物与润滑剂充分混匀，造粒，即为成品。本发明方法采用粗对苯二甲酸为主要原料，解决了资源浪费及环境污染问题，并将其用于塑料热稳定剂的制备中，变废为宝，所得产品热稳定性能优良；与PVC相溶性好，具有良好的加工性能，在PVC制品中分散性能好；价格较为便宜，可大幅度降低成本，提高产品质量和经济效益。

Description

一种利用粗对苯二甲酸制备PVC钙锌复合热稳定剂的方法
技术领域
本发明涉及一种利用粗对苯二甲酸制备PVC钙锌复合热稳定剂的方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是世界上通用的五大合成树脂之一。由于PVC分子结构中存在缺陷，在高温和高剪切条件下进行加工时，易脱去分子上的HC1而导致聚合物降解，因此，在其加工成型时必须添加热稳定剂。传统PVC加工使用的铅盐或镉盐类热稳定剂虽具有优良的热稳定性能，但其对身体及环境的危害性超过了使用优越性，受到世界环保组织的严重关注。从使用效果上看，无毒的有机金属皂类热稳定剂的热稳定性能还不能与铅盐相比。有机锡类热稳定剂是十分有效的热稳定剂，用量少，能够使透明制品保持很高的透明度，但其对人体中枢神经潜在的毒害性已引起了人们的广泛关注。钙/锌复合热稳定剂目前还不能完全取代有机锡等产品，但经过优化组合各种热稳定剂的优势，必将成为PVC热稳定剂研究发展的一种必然趋势。
对苯二甲酸是是产量最大的二元羧酸，其主要作用是生产聚酯。然而，生产的聚酯在进行碱减量处理的时候，会产生大量含有对苯二甲酸的废水，造成原料的浪费与环境的污染。目前常用的方法是先从碱减量废水中提取出粗对苯二甲酸，然后提纯，再回用于生产聚酯。然而成本较高，难以工业应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种粗对苯二甲酸制备PVC钙锌复合热稳定剂的方法，该方法采用粗对苯二甲酸为主要原料，解决了原料浪费及环境污染的问题，并将其应用于塑料热稳定剂的制备中，变废为宝，该方法制备流程简易，产品性能优异。
本发明所采用的技术方案是：一种利用粗对苯二甲酸制备PVC用钙锌复合热稳定剂的方法，其特征是：所述制备方法的步骤为：
①将氢氧化钠溶解于水中，取出部分备用；；
②将粗对苯二甲酸溶解于剩余的①溶液中，搅拌皂化1～5h；
③将氧化锌溶解于备用的①溶液中；
④将反应液②通入装有超声装置的反应釜中，调整其pH值为7.0～9.0，后加入一
定量钙盐，反应20～40min后，加入反应液③，继续反应50～90min，所的产物经过滤、洗涤，烘干；
⑤将润滑剂在50～70℃下熔融，加入④所得物质，充分混合均匀，造粒，即为成品。
如权利要求1所述的一种利用粗对苯二甲酸制备PVC用钙锌复合热稳定剂的方法，其特征是：所述①为过饱和溶液，所述②中氢氧化钠与粗对苯二甲酸的质量配比为0.8∶1～4：1，所述的③中氧化锌与氢氧化钠的质量配比为1：2～1：8，所述的钙盐与锌盐的质量配比为1：1～1.5：1，所述的钙锌盐的总质量与粗对苯二甲酸的质量配比为1：1～1：5，所述的润滑剂与④所得物质的质量配比为1∶6～1：10。
作为优选，所述的所述钙盐为氯化钙或氢氧化钙中的一种。
作为优选，所述的润滑剂为石蜡、硬脂酸中的一种。
本发明的优点有：
①产品原料来源广，有效解决了粗对苯二甲酸浪费及环境污染问题。
②产品外观淡黄色颗粒，其热稳定性能优良，在180±1℃环境下，PVC热稳的时间可长达45min以上。且与PVC相溶性好，具有良好的加工性能，在PVC制品中分散性能好；此外，由于价格较为便宜，可大幅度降低成本，提高产品质量和经济效益。本发明为无毒、高效、低成本、非重金属型产品，是PVC制品中理想的热稳定剂。
附图说明
图1：相关的反应方程式
具体实施方式
实施例1：氢氧化钠与水溶解，加入粗对苯二甲酸，氢氧化钠与粗对苯二甲酸的质量配比为2：1，搅拌皂化3h，通入超声反应釜，调整pH值为7.0，加入氯化钙，反应30min。将氧化锌溶解于氢氧化钠溶液，氧化锌与氢氧化钠的质量配比为1：3，通入反应釜，其中钙盐与锌化合物的质量比为1：1，钙锌盐总量与粗对苯二甲酸的质量比为1：1，反应70min，产物洗涤干燥，硬脂酸在60℃下熔融，与产物捏和均匀，造粒，得产品1，硬脂酸与所得物质的质量配比为1：8。
实施例2：氢氧化钠与水溶解，加入粗对苯二甲酸，氢氧化钠与粗对苯二甲酸的质量配比为0.8：1，搅拌皂化2h，通入超声反应釜，调整pH值为8.0，加入氯化钙，反应00min。将氧化锌溶解于氢氧化钠溶液，氧化锌与氢氧化钠的质量配比为1：2，通入反应釜，其中钙盐与锌化合物的质量比为1：1.2，钙锌盐总量与粗对苯二甲酸的质量比为1：3，反应80min，产物洗涤干燥，石蜡在700℃下熔融，与产物捏和均匀，造粒，得产品1，硬脂酸与所得物质的质量配比为1：6。
实施例3：氢氧化钠与水溶解，加入粗对苯二甲酸，氢氧化钠与粗对苯二甲酸的质量配比为4：1，搅拌皂化1h，通入超声反应釜，调整pH值为9.0，加入氯化钙，反应40min。将氧化锌溶解于氢氧化钠溶液，氧化锌与氢氧化钠的质量配比为1：5，通入反应釜，其中钙盐与锌化合物的质量比为1：1.4，钙锌盐总量与粗对苯二甲酸的质量比为1：2，反应90min，产物洗涤干燥，硬脂酸在600℃下熔融，与产物捏和均匀，造粒，得产品1，硬脂酸与所得物质的质量配比为1：7。
实施例4：氢氧化钠与水溶解，加入粗对苯二甲酸，氢氧化钠与粗对苯二甲酸的质量配比为3：1，搅拌皂化5h，通入超声反应釜，调整pH值为7.0，加入氯化钙，反应30min。将氧化锌溶解于氢氧化钠溶液，氧化锌与氢氧化钠的质量配比为1：8，通入反应釜，其中钙盐与锌化合物的质量比为1：1.5，钙锌盐总量与粗对苯二甲酸的质量比为1：5，反应50min，产物洗涤干燥，硬脂酸在50℃下熔融，与产物捏和均匀，造粒，得产品1，硬脂酸与所得物质的质量配比为1：10。
实施例5：将PVC100份(按重量计)，碳酸钙40份，DOP5份，硬脂酸0.6份，石蜡0.4份，实施例所得热稳定剂(1-4)及硬脂酸钙锌热稳定剂各4份，分别在双辊筒塑炼机上，温度160～200℃，辊距1mm左右下塑炼5min，下片，剪成边长15mm的正方形试片备用。
实施例6：热稳定性能测试
本发明所采用的测试方式是将所得制片放入180±1℃烘箱中进行静态热老化实验，将试片出现黑点的时间定为热稳的时间。试验结果见表1。
表1
实施例 热稳定时间/min
实施例1 50
实施例2 48
实施例3 51
实施例4 18
实施例5 30
空白样 7
空白样未加入任何热稳定剂，因此热稳定时间极短。实施例5为硬脂酸钙锌作为热稳定剂时所得的结果，实施例1-4为本发明所制备得到的热稳定剂，热稳定效果是硬脂酸钙锌的2倍。
实施例7：产品与硬脂酸钙新热稳定剂的力学性能测试对比
实验结果如下表2：
表2：本发明产品与传统硬脂酸钙锌的力学性能实验测试结果比较
热稳定剂 拉伸强度/Mpa 断裂伸长率/％
实施例1 43.83 30.62
实施例2 42.75 30.38
实施例3 42.58 29.87
实施例4 43.12 29.94
实施例5 38.33 20.00
从表2中可以看出，本发明所得产品在各项指标上由于硬脂酸钙锌复合热稳定剂。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种利用粗对苯二甲酸制备PVC用钙锌复合热稳定剂的方法，其特征是：方法的步骤为：
①将氢氧化钠溶解于水中，取出部分作为备用溶液，其余为剩余溶液；
②将粗对苯二甲酸溶解于步骤①得到的剩余溶液中，搅拌皂化1～5h；
③将氧化锌溶解于步骤①得到的备用溶液中；
④将步骤②得到的物质通入装有超声装置的反应釜中，调整其pH值为7.0～9.0，后加入一定量钙盐，反应20～40min后，加入步骤③得到的物质，继续反应50～90min，所得产物经过滤、洗涤，烘干；
⑤将润滑剂在50～70℃下熔融，加入步骤④所得产物，充分混合均匀，造粒，即为成品；
所述步骤①得到的溶液为过饱和溶液，所述步骤②中氢氧化钠与粗对苯二甲酸的质量配比为0.8∶1～4∶1，所述步骤③中氧化锌与氢氧化钠的质量配比为1∶2～1∶8，钙盐与锌盐的质量配比为1∶1～1.5∶1，钙锌盐的总质量与粗对苯二甲酸的质量配比为1∶1～1∶5，所述的润滑剂与步骤④所得产物的质量配比为1∶6～1∶10。
2.如权利要求1所述的一种利用粗对苯二甲酸制备PVC用钙锌复合热稳定剂的方法，其特征是：所述钙盐为氯化钙。
3.如权利要求1所述的一种利用粗对苯二甲酸制备PVC用钙锌复合热稳定剂的方法，其特征是：所述润滑剂为石蜡、硬脂酸中的一种。
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