CN111116985A - 一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂及其制备方法，按照重量份数计算，包括以下组分：硅烷改性缩水甘油醚60‑80份，亚磷酸酯5‑10份，环氧类化合物12‑25份，抗紫外吸收剂0.1‑0.5份，抗氧剂2‑4份，β‑二酮0.2‑0.8份。本发明提供了一种氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂及其制备方法，该复合剂价格低廉、热稳定效率高，不影响氯代脂肪酸甲酯其他品质，并且与氯代脂肪酸甲酯相容性好，气味温和，应用广泛。

Description

一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及热稳定剂技术领域，特别涉及一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂及其制备方法。
背景技术
氯代脂肪酸甲酯产品在长时间受热或光照(紫外线)的影响下，能缓慢的发生分解反应，释放出HCl，生成氯烯烃。而释放的HCl在氯烃中有自催化作用，使氯烃进一步分解，这种深度的分解甚至能引起碳化现象，导致产品变黑，失去原有的产品性能。因此，为了稳定氯代脂肪酸甲酯的加工性能，必须改善和提高其热稳定性能。
作为氯代脂肪酸甲酯的热稳定剂应具备以下性能：①原料价廉易得，无毒无害；②与氯代脂肪酸甲酯产品相容性好，无析出现象；③迅速与生成的HCl结合，避免介质呈酸性；④迅速与氧化活性物质反应，阻止进一步反应；⑤与多烯结构反应生成稳定物质，阻止进一步脱HCl；⑥能显著提高氯代脂肪酸甲酯的热分解温度，提升产品的加工性能；⑦稳定剂不应影响氯烃产品的颜色、酸值及产品毒性等其他性能。目前国内稳定氯代脂肪酸甲酯绝大多数使用的是乙二醇二缩水甘油醚，其组分单一，添加量大，对氯代脂肪酸甲酯分解温度提高的幅度不够。还有一些厂家使用有机锡等含金属稳定剂，虽然热稳定效果好，但是价格昂贵，且极易使氯代脂肪酸甲酯颜色加重进而影响品质。
中国专利CN106349594B公开了一种氯代甲氧基脂肪酸甲酯专用复合稳定剂，由乙二醇二缩水甘油醚，水杨酸稀土，有机锡，马来酸单十二酯锌，复合抗氧剂，对甲氧基苯酚，亚乙基双硬脂酰胺组成，该稳定剂能显著提高氯代甲氧基脂肪酸甲酯的热分解温度和紫外光稳定性，但是配方中使用了大量的价格昂贵的有机锡及稀土、金属皂等物质，整体经济性差，且存在使氯代甲氧基脂肪酸甲酯变色的风险。
中国专利CN109651826A公开了一种氯代脂肪酸甲酯用环保热稳定剂，由环氧化合物、甘油醚、有机酸锌、有机碱、无酚亚磷酸酯、β-二酮，抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和环保溶剂油组成。该稳定剂不含重金属，绿色环保，但使用了一些有机碱会有难闻的气味影响使用领域，同时有机碱和有机酸锌都存在使氯代脂肪酸甲酯存储变色的问题。
发明内容
为克服现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂及其制备方法，该复合剂价格低廉、热稳定效率高，不影响氯代脂肪酸甲酯其他品质，并且与氯代脂肪酸甲酯相容性好，气味温和，应用广泛。
本发明的技术方案为，一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂，按照重量份数计算，包括以下组分：硅烷改性缩水甘油醚60-80份，亚磷酸酯5-10份，环氧类化合物12-25份，抗紫外吸收剂0.1-0.5份，抗氧剂2-4份，β-二酮0.2-0.8份。
优选的，所述硅烷改性缩水甘油醚，含有大量的烷基环氧基团。
优选的，所述硅烷改性缩水甘油醚其结构如下：
Figure BDA0002349657430000021
优选的，所述亚磷酸酯为：亚磷酸三辛脂、亚磷酸二苯葵脂、亚磷酸三壬脂、亚磷酸三苯酯、亚磷酸一苯二异辛酯、亚磷酸二苯一异辛酯、磷酸三苯酯的一种或几种组合。
优选的，所述环氧类化合物为：环氧大豆油、环氧甲酯、环氧氯丙烷、环氧大豆油、环氧亚麻籽油的一种或几种组合。
优选的，所述抗紫外吸收剂为：UV-531、UV-326、UV-327、UV-328、UV-P、UV-O、UV-9中的一种或几种组合。
优选的，所述抗氧剂为：抗氧剂164,、抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂GA-80中的一种或几种组合。
另外，本发明还提供了一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将4mol的缩水甘油醚，放入四口烧瓶中，加入催化剂氯铂酸1ppm，升温至50-70℃，搅拌半小时，滴加1mol的四甲基环四硅氧烷，滴加完毕之后，升温至80-100℃，反应3-6小时，除去杂质，得到硅烷改性缩水甘油醚；
(2)将硅烷改性缩水甘油醚投入反应釜，开启搅拌并升温至55-65℃，然后加入亚磷酸酯，环氧类化合物，抗紫外吸收剂，抗氧剂，β-二酮，在恒温状态下搅拌至溶液澄清透明，降温至室温即可。
优选的，所述缩水甘油醚为甲基丙烯酸缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油醚、甲基丙烯酰氧乙基缩水甘油醚、丙烯酰氧乙基缩水甘油醚中的一种或几种组合。
本发明采用的硅烷改性缩水甘油醚中含有大量的烷基环氧基团，而环氧基团恰是吸收HCl关键官能团，其开环吸收HCl后生成的羟基氯化物能与氯代脂肪酸甲酯中因脱HCl而生成的双键形成稳定的加成物质，进而阻止氯代脂肪酸甲酯进一步分解。由于所述改性缩水甘油醚单个分子上有较多的环氧基团，因此具有较高的热效率；本发明的复合稳定剂不影响氯代脂肪酸甲酯的存储稳定性，不影响产品色泽，透明度，酸值等其他性能，有效抑制氯代脂肪酸甲酯产品的初期着色，改善产品的耐黄变性能，减缓产品的分解速度，延长黄变时间，提高产品整体的热稳定性，并且性价比高，气味低，能有效降低产品的生产成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但是本发明不局限于这些实施例。
实施例1
一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂，具体组成包括80份硅烷改性缩水甘油醚、5份亚磷酸酯、12.7份环氧类化合物、0.1份抗紫外吸收剂、2份抗氧剂、0.2份β-二酮。
本发明的新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂按照下列方法制备：
(1)将4mol的缩水甘油醚，放入四口烧瓶中，加入催化剂氯铂酸1ppm，升温至50-70℃，搅拌半小时，滴加1mol的四甲基环四硅氧烷，滴加完毕之后，升温至80-100℃，反应3-6小时，除去杂质，得到硅烷改性缩水甘油醚；
(2)将硅烷改性缩水甘油醚投入反应釜，开启搅拌并升温至55-65℃，然后加入亚磷酸酯，环氧类化合物，抗紫外吸收剂，抗氧剂，β-二酮，在恒温状态下搅拌至溶液澄清透明，降温至室温即可。
实施例2
一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂，具体组成包括75份硅烷改性缩水甘油醚、8份亚磷酸酯、14.7份环氧类化合物、0.1份抗紫外吸收剂、2份抗氧剂、0.2份β-二酮。
本发明的新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂按照实施例1的方法制备。
实施例3
一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂，具体组成包括70份硅烷改性缩水甘油醚、10份亚磷酸酯、16份环氧类化合物、0.3份抗紫外吸收剂、3份抗氧剂、0.7份β-二酮。
本发明的新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂按照实施例1的方法制备。
实施例4
一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂，具体组成包括60份硅烷改性缩水甘油醚、10份亚磷酸酯、24.8份环氧类化合物、0.5份抗紫外吸收剂、4份抗氧剂、0.8份β-二酮。
本发明的新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂按照实施例1的方法制备。
本发明实施例1-4制备的新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂与乙二醇二缩水甘油醚分别添加到氯代脂肪酸甲酯中，添加量为氯代脂肪酸甲酯质量的0.5％，然后进行测试。
测试方法如下：
刚果红实验：分别取5g制备好的复合稳定剂、乙二醇二缩水甘油醚加入到1000g新鲜的氯代脂肪酸甲酯脱气底料中，混合均匀后装入试管，试管口塞上一个下方挂有刚果红试纸的塞子，刚果红试纸下方距物料上页面边缘2cm，将试管放入油浴锅中，缓慢加热，记录刚果红试纸变蓝的温度即为分解温度。
变色实验：取同一批合格的新鲜氯代脂肪酸甲酯脱气底料，测试并记录其色度值，按照0.5％的比例分别加入制备好的复合稳定剂、乙二醇二缩水甘油醚，混合均匀并编号，放入实验柜，避光放置30天后，采用铂钴比色法测试色度变化。
耐温实验：按照稳定剂添加量为0.5％制备氯代脂肪酸甲酯样品，按照GB/T3536-2008标准，使用克利夫兰开口闪点试验仪测试样品变黑冒泡的温度。
所得结果如下表1所示。
表1不同稳定剂效果测试结果。
Figure BDA0002349657430000051
Figure BDA0002349657430000061
从以上数据中可看出，实施例1-4所制备的新型复合稳定剂显示出优异的热稳定效力和抗变色能力，在相同添加量的情况下，热分解温度明显高于乙二醇二缩水甘油醚且氯代脂肪酸甲酯存储不变色。其中，热分解温度的提高有利于提高氯代脂肪酸甲酯在高温加工过程中的耐温能力，抑制氯代脂肪酸甲酯在高温条件下颜色变深，进而保证PVC制品的色泽。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (9)

1.一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：硅烷改性缩水甘油醚60-80份，亚磷酸酯5-10份，环氧类化合物12-25份，抗紫外吸收剂0.1-0.5份，抗氧剂2-4份，β-二酮0.2-0.8份。
2.根据权利要求1所述的一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂，其特征在于，所述的硅烷改性缩水甘油醚，含有大量的烷基环氧基团。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂，其特征在于，所述硅烷改性缩水甘油醚其结构如下：
Figure FDA0002349657420000011
4.根据权利要求1所述的一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂，其特征在于，所述亚磷酸酯为：亚磷酸三辛脂、亚磷酸二苯葵脂、亚磷酸三壬脂、亚磷酸三苯酯、亚磷酸一苯二异辛酯、亚磷酸二苯一异辛酯、磷酸三苯酯的一种或几种组合。
5.根据权利要求1所述的一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂，其特征在于，所述环氧类化合物为：环氧大豆油、环氧甲酯、环氧氯丙烷、环氧大豆油、环氧亚麻籽油的一种或几种组合。
6.根据权利要求1所述的一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂，其特征在于，所述抗紫外吸收剂为：UV-531、UV-326、UV-327、UV-328、UV-P、UV-O、UV-9中的一种或几种组合。
7.根据权利要求1所述的一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂，其特征在于，所述抗氧剂为：抗氧剂164,、抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂GA-80中的一种或几种组合。
8.一种制备如权利要求1-7任一项所述的新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将4mol的缩水甘油醚，放入四口烧瓶中，加入催化剂氯铂酸1ppm，升温至50-70℃，搅拌半小时，滴加1mol的四甲基环四硅氧烷，滴加完毕之后，升温至80-100℃，反应3-6小时，除去杂质，得到硅烷改性缩水甘油醚；
(2)将硅烷改性缩水甘油醚投入反应釜，开启搅拌并升温至55-65℃，然后加入亚磷酸酯，环氧类化合物，抗紫外吸收剂，抗氧剂，β-二酮，在恒温状态下搅拌至溶液澄清透明，降温至室温即可。
9.根据权利要求8所述的一种新型氯代脂肪酸甲酯复合稳定剂的制备方法，其特征在于，所述缩水甘油醚为甲基丙烯酸缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油醚、甲基丙烯酰氧乙基缩水甘油醚、丙烯酰氧乙基缩水甘油醚中的一种或几种组合。
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