CN106397831A - 一种液体钡锌热稳定剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种液体钡锌热稳定剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种PVC稳定剂，具体涉及一种液体钡锌热稳定剂及其制备方法与应用。该液体钡锌热稳定剂由包括溶剂、有机酸、氧化锌、水、钡盐、抗氧剂、辅助稳定剂的原料采用“一步法”分步单次制备工艺制成；该产品具有金属含量高，稳定性好，透明性好的特点，利于工业化生产。

Description

一种液体钡锌热稳定剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种PVC稳定剂，尤其涉及一种液体钡锌热稳定剂及其制备方法与应用。
背景技术
热稳定剂能增加溶液、胶体、固体、混合物的稳定性能，它可以减慢反应，保持化学平衡，降低表面张力，防止光、热分解或氧化分解等作用。专利CN 101747530A、CN102532608A、CN 104910414A中有采用先合成钡盐、锌盐单体，再采用二次加热复合的方法生产液体钡锌的方法。专利CN 103304847A专利中采用有机酸(液体酸)、钡、锌单体一次性投入保温反应，再加入其它成分得到成品的方法。专利CN 105218967A采用加入酸后，升温缓慢加入一水氢氧化钡，再加入催化剂和氧化锌的方法。
为克服现有技术的不足，本发明提供一种金属含量高，稳定性好，透明性好液体钡锌热稳定剂及其制备方法，利于工业化生产。
发明内容
本发明目的在于提供一种液体钡锌热稳定剂的制备方法，采用“一步法”分步单次制备工艺制成；产品具有金属含量高，稳定性好，透明性好的特点，利于工业化生产；包括以下步骤：
1)在反应釜(瓶)中加入溶剂、有机酸，加热至70-80℃，保温一定时间(一般10-30min)至物料澄清透明(所述有机酸全部溶解)；
2)加入氧化锌和催化剂水，于70-80℃保温反应一定时间(一般30-60min)，至反应体系澄清透明；
3)加入钡盐，于115-125℃保温反应1-3小时，然后在压力-0.09MPa至-0.098MPa、温度115-125℃条件下反应0.5-2小时，得到粘稠液体(深棕色无悬浮物)；
4)再加入抗氧剂、辅助稳定剂，于80-120℃保温反应一定时间(一般30-60min左右)，得到棕红色油状液体(此步骤一般不需要额外加热，靠原有物料自身热量保温即可)，过滤得澄清透明液体即得所述液体钡锌热稳定剂。
所述有机酸包括油酸、异辛酸、对叔丁基苯甲酸、苯甲酸、新癸酸等中的一种或几种。
所述溶剂包括石油烷烃类、醚类等中的一种或几种。
具体地，所述溶剂包括二丙二醇甲醚、无味煤油、二乙二醇丁醚、15#白油等中的一种或几种。
所述钡盐包括一水氢氧化钡、八水氢氧化钡等中的一种或几种。
所述抗氧剂包括抗氧剂1010(即四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯])、抗氧剂1076(即β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，CAS NO.：2082-79-3)等中的一种或几种。
所述辅助稳定剂包括β-二酮(即二苯甲酰甲烷)、亚磷酸三取代酯、亚磷酸二取代酯等中的一种或几种。
具体地，所述辅助稳定剂包括β-二酮(即二苯甲酰甲烷)、亚磷酸一苯二异辛酯、亚磷酸4，4-二异叉双酚(12-14)碳烷基酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸二苯一异辛酯等中的一种或几种。
优选地，以上各原料的重量份数为溶剂5-20份，有机酸35-55份，氧化锌1.5-4份，催化剂水0.5-2份，钡盐10-18份，抗氧剂1-3份，辅助稳定剂20-30份。
进一步优选地，以上各原料的重量份数为溶剂13-17份，有机酸40-50份，氧化锌2-4份，催化剂水0.8-1.5份，钡盐10-18份，抗氧剂1.5-2.5份，辅助稳定剂20-30份。
本发明还包括上述方法制备的液体钡锌热稳定剂。
本发明提供所述液体钡锌热稳定剂金属含量高(≥12％)，稳定性高，透明性好，不易析出；本发明方法简便易行、生产成本低，特别利于工业化生产，是一种清洁环保的生产方法。
本发明还包括上述液体钡锌热稳定剂在PVC半硬制品或软制品领域如薄膜、墙纸、超透膜、白色制品和高填充制品的加工等方面的应用。
本发明还提供了一种含有上述液体钡锌热稳定剂的高透性半硬质品或软制品，优选地，该半硬制品或软制品添加了1-3％重量百分比本发明所述的液体钡锌热稳定剂。
本发明具有以下有益效果：
1)将有机酸加热溶解后再投入氧化锌，可有效防止产生固体有机酸盐而产生沉淀；
2)加入氧化锌后控制保温温度为70-80℃，可以保证锌盐在过量有机酸中快速反应完，且可以保证后期加入钡盐时不会产生暴沸(因剧烈反应而大量产生水)；
3)以水为催化剂取代常规醋酸或者是丙酸为催化剂可降低成品气味；
4)加入钡盐后保温115-125℃反应为了使钡盐充分反应且使反应生成水自然蒸发，促进反应；
5)在减压保温反应完后加入抗氧剂、辅助稳定剂目的为了防止辅助稳定剂在高温有水环境中产生分解；
6)所用有机酸、溶剂等原料易得，所用钡盐尤其以一水氢氧化钡最好，可有效避免剧烈反应大量产生水而出现暴沸现象。
附图说明
图1为本发明制备液体钡锌热稳定剂的工艺流程图；
图2为实验例各样品静态热稳定性测试图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例1
一种液体钡锌热稳定剂的制备方法(工艺流程图参见图1)，包括以下步骤：
A、在带有机械搅拌的三口烧瓶中依次加入二丙二醇甲醚17.78g，无味煤油59.28g，油酸133.13g，异辛酸48.84g，对叔丁基苯甲酸59.28g，升温至75℃保温10min，至物料澄清透明；
B、一次性加入氧化锌18.79g，催化剂水6g，75℃保温30min，至反应体系澄清透明；
C、一次性加入一水氢氧化钡62.67g，升温至120℃，保温1小时后，于-0.095MPa，120℃条件下反应30min，得到体系为深棕色无悬浮物粘稠液体；
D、依次加入亚磷酸一苯二异辛酯60g，亚磷酸4，4-二异叉双酚(12-14)碳烷基酯21.8g，亚磷酸二苯酯14.82g，β二酮15.03g，1010抗氧剂10.67g，85-90℃搅拌30min，得到红棕色透明液体，降温到60℃以下经过滤，即得成品。
收得成品495g，成品锌含量3.06％，钡含量9.16％，总金属含量12.22％。
实施例2
A、在带有机械搅拌的三口烧瓶中依次加入二乙二醇丁醚17.22g，无味煤油57.41g，油酸106.22g，异辛酸54.66g，苯甲酸13.55g，对叔丁基苯甲酸40.88g，升温至75℃保温10min，至物料澄清透明；
B、一次性加入氧化锌14.76g，水5g，75℃保温30min，至反应体系澄清透明；
C、一次性加入一水氢氧化钡68.5g，升温至120℃，保温1小时后，-0.095MPa，120℃条件下反应30min，得到体系为深棕色无悬浮物粘稠液体；
D、依次加入亚磷酸二苯一异辛酯105.64g，亚磷酸二苯酯19.12g，β二酮14.55g，1010抗氧剂10.33g，85-90℃搅拌30min，得到红棕色透明液体，降温到60℃以下经过滤，即得成品。
收得成品494g，成品锌含量2.42％，钡含量10.21％，总金属含量12.63％。
实施例3
A、在带矛式搅拌、真空系统的3000L搪瓷釜中依次加入二乙二醇丁醚128Kg，无味煤油230Kg，15#白油120Kg，油酸618Kg，异辛酸370Kg，新癸酸55Kg，苯甲酸40Kg，对叔丁基苯甲酸225Kg，升温至75℃保温30min，至物料澄清透明后；
B、一次性加入氧化锌63.75Kg，水30kg，80℃保温1小时，至反应体系澄清透明；
C、一次性加入一水氢氧化钡475Kg，开始升温，升温至120℃，保温2小时后，-0.095MPa，120℃条件下反应1.5小时，得到体系为深棕色无悬浮物粘稠液体；
D、依次加入亚磷酸二苯一异辛酯380Kg，亚磷酸4，4-二异叉双酚(12-14)碳烷基酯163Kg，亚磷酸二苯酯125Kg，β二酮94Kg，1076抗氧剂60Kg，100℃搅拌30min，得到红棕色透明液体，降温到60℃以下经过滤，即得成品。
收得成品2942Kg，成品锌含量1.72％，钡含量11.53％，总金属含量13.25％。
实验例 液体钡锌热稳定剂在PVC(聚氯乙烯)中静态热稳定性能测试
1、测试所用PVC配方见表1。
表1
注：稳定剂分别为对照样品液体钡锌稳定剂(按CN 102532608A实施例1方法制备，简称Comp)；及实施例1-3制备的液体钡锌热稳定剂。“PVC—SG-5”即“悬浮法生产的SG-5型聚氯乙烯树脂”。本实验例所用“PVC—SG-5”由韩华化学(宁波)有限公司提供，型号为HG-1000F。
2、测试条件：
根据上述PVC配方，准确称取各组分将物料混合均匀，在双辊塑炼机上180℃塑炼，辊间距0.5mm，转速20rpm，加料量150g，每5min取样片(厚度0.5mm)，置于自动烘箱190℃测试。实验结果见图2，从图2结果可以看出实施例1-3测试样品的效果明显优于对照产品，且1-3测试样品随着液体钡锌热稳定剂中金属含量升高后期耐热性能逐步改善。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种液体钡锌热稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在反应釜中加入溶剂、有机酸，加热至70-80℃，保温一定时间至物料澄清透明；
2)加入氧化锌和催化剂水，于70-80℃保温反应一定时间，至反应体系澄清透明；
3)加入钡盐，于115-125℃保温反应1-3小时，然后在压力-0.09MPa至-0.098MPa、温度115-125℃条件下反应0.5-2小时，得到粘稠液体；
4)再加入抗氧剂、辅助稳定剂，于80-120℃保温反应一定时间，得到棕红色油状液体，过滤得成品；
其中，所述有机酸包括油酸、异辛酸、对叔丁基苯甲酸、苯甲酸、新癸酸中的一种或几种；所述溶剂包括石油烷烃类、醚类中的一种或几种；所述钡盐包括一水氢氧化钡、八水氢氧化钡中的一种或两种；
各原料的重量份数为溶剂5-20份，有机酸35-55份，氧化锌1.5-4份，催化剂水0.5-2份，钡盐10-18份，抗氧剂1-3份，辅助稳定剂20-30份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述保温时间为10-30min；和/或，
步骤2)所述保温反应时间为30-60min；和/或，
步骤4)所述保温反应时间为30-60min。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，各原料的重量份数为以上各原料的重量份数为溶剂13-17份，有机酸40-50份，氧化锌2-4份，催化剂水0.8-1.5份，钡盐10-18份，抗氧剂1.5-2.5份，辅助稳定剂20-30份。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括二丙二醇甲醚、无味煤油、二乙二醇丁醚、15#白油中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或两种。
6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述辅助稳定剂包括β-二酮、亚磷酸三取代酯、亚磷酸二取代酯中的一种或几种；优选地，所述辅助稳定剂包括β-二酮、亚磷酸一苯二异辛酯、亚磷酸4，4-二异叉双酚(12-14)碳烷基酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸二苯一异辛酯中的一种或几种。
7.权利要求1-6任一项所述方法制备的液体钡锌热稳定剂。
8.权利要求7所述液体钡锌热稳定剂在PVC半硬制品或软制品领域方面的应用。
9.一种含有权利要求7所述液体钡锌热稳定剂的高透性半硬制品或软制品。
10.根据权利要求9所述的高透性半硬制品或软制品，其特征在于，该半硬制品或软制品添加了1-3％重量百分比的所述液体钡锌热稳定剂。
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