CN112940347A - 一种高效抗析出粉体锌基pvc热稳定剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂及其制备方法，所述粉体锌基PVC热稳定剂由下列重量份的组份加工而成：钙/锌盐混合物65‑80份、辅助热稳定剂10‑20份和助剂10‑15份，所述钙/锌盐混合物采用马来酸酐与三甘醇为原料制备中间产物马来酸单三甘醇酯(TAM)，作为粉体锌基PVC热稳定剂的主要组份，所述辅助热稳定剂采用乙酰丙酮锌(Zn‑acac)设置，所述辅助热稳定剂位于粉体锌基PVC热稳定剂中的质量分数为11％‑13％。本发明通过以TAM‑Ca/Zn作为PVC的热稳定剂与辅助稳定剂进行结合时，根据乙酰丙酮锌具有的高稳定性，从而将TAM‑Ca/Zn作为PVC的热稳定剂的稳定性质进行提升，达到更好的抗析出特性。

Description

一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及PVC热稳定剂生产技术领域，尤其涉及一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂及其制备方法。
背景技术
锌基复合热稳定剂(文中简称钙锌、钡锌、钾锌、复合热稳定剂)经过几十年的发展，目前我国锌基复合热稳定剂生产企业数量众多。市场竞争激烈。在产品设计上，从考虑单一热稳定性到全面性能：在生产工艺上，从粗放型间歇式生产到精细化自动化生产；在技术服务上，从指导客户稳定使用到主动为客户降低成本。面对激烈的市场竞争压力及严格的环保压力.企业迫切需求新技术和节能绿色生产工艺。
目前我国不少企业在锌基复合热稳定剂的配方、工艺及设备上进行了大量的创新实践，但是其制备出的热稳定剂仍无法保证其稳定性，长时间使用容易导致稳定剂析出，从而影响PVC制品的质量。
因此，发明一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂及其制备方法来解决上述问题很有必要
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂及其制备方法，以解决上述技术问题。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：
一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂，所述粉体锌基PVC热稳定剂由下列重量份的组份加工而成：
钙/锌盐混合物 65-80份
辅助热稳定剂 10-20份
助剂 10-15份
所述钙/锌盐混合物采用马来酸酐与三甘醇为原料制备中间产物马来酸单三甘醇酯(TAM)，再与乙酸钙和乙酸锌反应制得具有多官能团的功能性单体，其分子结构中具有酯基、羰基、醚键、共轭双键的马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)，作为粉体锌基PVC热稳定剂的主要组份，所述辅助热稳定剂采用乙酰丙酮锌(Zn-acac)设置，所述助剂为相容剂、抑制剂、增塑剂、氧化剂和无机助剂设置，所述辅助热稳定剂位于粉体锌基PVC热稳定剂中的质量分数为11％-13％。
基于上述一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：在反应釜中加入马来酸酐和三甘醇，并且在生产过程前预先通15min氮气，在氮气保护下，将烧瓶放入油浴锅，机械搅拌的状态下升温至90℃，且每隔一段时间测试反应体系中的酸值，以考察反应的进程，达到理论酸值后停止反应，制备得到马来酸酐与三甘醇的中间产物TAM，其反应方程式为：
Figure BDA0002310151800000021
S2：将步骤S1中制备得到的中间产物TAM放入外部具有油浴锅的反应釜中，将油浴锅加热至90℃，然后分批次缓慢加入乙酸钙和乙酸锌，并且边加入边使油浴锅升温，直至所有的乙酸钙和乙酸锌全部加完后，油浴锅升温至120℃，继续反应2h，反应结束后减压蒸馏，直至无液体蒸馏出为止，制备得到马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)，其反应方程式为：
Figure BDA0002310151800000031
S3：将步骤S2中制备得到的马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)和辅助热稳定剂与助剂加入高速搅拌机中，温度加热至90-50℃，其搅拌速率为1000r/min-2000r/min，搅拌5min，然后干燥粉碎，制备得到粉体锌基PVC热稳定剂。
优选的，所述辅助热稳定剂的制备方法为：在盛有乙醇的容器中加入氧化锌，搅拌使其混合均匀，然后搅拌加热至乙醇的沸点，接着用恒压滴液漏斗保持以1d/s速率滴加乙酰丙酮，并回流保温反应2h，待反应结束后将产物冷却至室温，抽滤时用乙醇洗涤三次后将白色固体产物放人70℃的烘箱烘8h并且粉碎得到辅助热稳定剂。
优选的，所述步骤S1中马来酸酐和三甘醇的摩尔比为1:1设置，所述步骤S1中的酸值为4.028*10-3mol/g。
优选的，所述步骤S2中中间产物TAM为0.2mol设置，所述步骤S2中乙酸钙和乙酸锌为0.1mol。
优选的，所述步骤S2中制备得到的马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)中Ca、Zn比为1.5:1。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过以五元环的马来酸酐、三甘醇和乙酸钙/锌合成了具有多官能团的功能性单体，结构中具有酯基、羰基、醚键、共轭双键等结构，因结构中具有多种官能团，可以起到置换活泼氯原子，中和吸收HCL，与PVC链上的共轭双键发生加成反应等作用，提升了PVC的热稳定性，从而防止热稳定剂产生析出，增加抗析出性。
(2)本发明通过以TAM-Ca/Zn作为PVC的热稳定剂不仅能够有效抑制初期的着色效果，还能大大延缓释放HCL气体的时间，提升PVC样品的长期热稳定性；当TAM-Ca/Zn与辅助稳定剂进行结合时，根据乙酰丙酮锌具有的高稳定性，从而将TAM-Ca/Zn作为PVC的热稳定剂的稳定性质进行提升，达到更好的抗析出特性。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例一：
本发明提供了一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂，其特征在于：所述粉体锌基PVC热稳定剂由下列重量份的组份加工而成：
钙/锌盐混合物 65-80份
辅助热稳定剂 10-20份
助剂 10-15份
所述钙/锌盐混合物采用马来酸酐与三甘醇为原料制备中间产物马来酸单三甘醇酯(TAM)，再与乙酸钙和乙酸锌反应制得具有多官能团的功能性单体，其分子结构中具有酯基、羰基、醚键、共轭双键的马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)，作为粉体锌基PVC热稳定剂的主要组份，所述辅助热稳定剂采用乙酰丙酮锌(Zn-acac)设置，所述助剂为相容剂、抑制剂、增塑剂、氧化剂和无机助剂设置，所述辅助热稳定剂位于粉体锌基PVC热稳定剂中的质量分数为11％，钙/锌盐混合物中Ca、Zn比为1.5:1。
基于上述一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：在反应釜中加入摩尔比为1:1马来酸酐和三甘醇，并且在生产过程前预先通15min氮气，在氮气保护下，将烧瓶放入油浴锅，机械搅拌的状态下升温至90℃，且每隔一段时间测试反应体系中的酸值，以考察反应的进程，达到理论酸值为4.028*10-3mol/g后停止反应，制备得到马来酸酐与三甘醇的中间产物TAM，其反应方程式为：
Figure BDA0002310151800000051
S2：将步骤S1中制备得到的0.2mol的中间产物TAM放入外部具有油浴锅的反应釜中，将油浴锅加热至90℃，然后分批次缓慢加入0.1mol的乙酸钙和乙酸锌，并且边加入边使油浴锅升温，直至所有的乙酸钙和乙酸锌全部加完后，油浴锅升温至120℃，继续反应2h，反应结束后减压蒸馏，直至无液体蒸馏出为止，制备得到马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)，其反应方程式为：
Figure BDA0002310151800000061
S3：将步骤S2中制备得到的马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)和辅助热稳定剂与助剂加入高速搅拌机中，温度加热至90-50℃，其搅拌速率为1000r/min-2000r/min，搅拌5min，然后干燥粉碎，制备得到粉体锌基PVC热稳定剂。
实施例二：
本发明提供了一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂，其特征在于：所述粉体锌基PVC热稳定剂由下列重量份的组份加工而成：
钙/锌盐混合物 65-80份
辅助热稳定剂 10-20份
助剂 10-15份
所述钙/锌盐混合物采用马来酸酐与三甘醇为原料制备中间产物马来酸单三甘醇酯(TAM)，再与乙酸钙和乙酸锌反应制得具有多官能团的功能性单体，其分子结构中具有酯基、羰基、醚键、共轭双键的马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)，作为粉体锌基PVC热稳定剂的主要组份，所述辅助热稳定剂采用乙酰丙酮锌(Zn-acac)设置，所述助剂为相容剂、抑制剂、增塑剂、氧化剂和无机助剂设置，所述辅助热稳定剂位于粉体锌基PVC热稳定剂中的质量分数为12％，钙/锌盐混合物中Ca、Zn比为1.5:1。
基于上述一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：在反应釜中加入摩尔比为1:1马来酸酐和三甘醇，并且在生产过程前预先通15min氮气，在氮气保护下，将烧瓶放入油浴锅，机械搅拌的状态下升温至90℃，且每隔一段时间测试反应体系中的酸值，以考察反应的进程，达到理论酸值为4.028*10-3mol/g后停止反应，制备得到马来酸酐与三甘醇的中间产物TAM，其反应方程式为：
Figure BDA0002310151800000071
S2：将步骤S1中制备得到的0.2mol的中间产物TAM放入外部具有油浴锅的反应釜中，将油浴锅加热至90℃，然后分批次缓慢加入0.1mol的乙酸钙和乙酸锌，并且边加入边使油浴锅升温，直至所有的乙酸钙和乙酸锌全部加完后，油浴锅升温至120℃，继续反应2h，反应结束后减压蒸馏，直至无液体蒸馏出为止，制备得到马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)，其反应方程式为：
Figure BDA0002310151800000072
S3：将步骤S2中制备得到的马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)和辅助热稳定剂与助剂加入高速搅拌机中，温度加热至90-50℃，其搅拌速率为1000r/min-2000r/min，搅拌5min，然后干燥粉碎，制备得到粉体锌基PVC热稳定剂。
实施例三：
本发明提供了一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂，其特征在于：所述粉体锌基PVC热稳定剂由下列重量份的组份加工而成：
钙/锌盐混合物 65-80份
辅助热稳定剂 10-20份
助剂 10-15份
所述钙/锌盐混合物采用马来酸酐与三甘醇为原料制备中间产物马来酸单三甘醇酯(TAM)，再与乙酸钙和乙酸锌反应制得具有多官能团的功能性单体，其分子结构中具有酯基、羰基、醚键、共轭双键的马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)，作为粉体锌基PVC热稳定剂的主要组份，所述辅助热稳定剂采用乙酰丙酮锌(Zn-acac)设置，所述助剂为相容剂、抑制剂、增塑剂、氧化剂和无机助剂设置，所述辅助热稳定剂位于粉体锌基PVC热稳定剂中的质量分数为13％，钙/锌盐混合物中Ca、Zn比为1.5:1。
基于上述一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：在反应釜中加入摩尔比为1:1马来酸酐和三甘醇，并且在生产过程前预先通15min氮气，在氮气保护下，将烧瓶放入油浴锅，机械搅拌的状态下升温至90℃，且每隔一段时间测试反应体系中的酸值，以考察反应的进程，达到理论酸值为4.028*10-3mol/g后停止反应，制备得到马来酸酐与三甘醇的中间产物TAM，其反应方程式为：
Figure BDA0002310151800000091
S2：将步骤S1中制备得到的0.2mol的中间产物TAM放入外部具有油浴锅的反应釜中，将油浴锅加热至90℃，然后分批次缓慢加入0.1mol的乙酸钙和乙酸锌，并且边加入边使油浴锅升温，直至所有的乙酸钙和乙酸锌全部加完后，油浴锅升温至120℃，继续反应2h，反应结束后减压蒸馏，直至无液体蒸馏出为止，制备得到马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)，其反应方程式为：
Figure BDA0002310151800000092
S3：将步骤S2中制备得到的马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)和辅助热稳定剂与助剂加入高速搅拌机中，温度加热至90-50℃，其搅拌速率为1000r/min-2000r/min，搅拌5min，然后干燥粉碎，制备得到粉体锌基PVC热稳定剂。
将TAM-Ca/Zn作为PVC的热稳定剂和乙酰丙酮锌作为辅助稳定剂进行结合，根据实施例1-3所得出的产品作为样品检测其使用时得出的析出比，如下表所示：
Figure BDA0002310151800000101
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂，其特征在于：所述粉体锌基PVC热稳定剂由下列重量份的组份加工而成：
钙/锌盐混合物 65-80份
辅助热稳定剂 10-20份
助剂 10-15份
所述钙/锌盐混合物采用马来酸酐与三甘醇为原料制备中间产物马来酸单三甘醇酯(TAM)，再与乙酸钙和乙酸锌反应制得具有多官能团的功能性单体，其分子结构中具有酯基、羰基、醚键、共轭双键的马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)，作为粉体锌基PVC热稳定剂的主要组份，所述辅助热稳定剂采用乙酰丙酮锌(Zn-acac)设置，所述助剂为相容剂、抑制剂、增塑剂、氧化剂和无机助剂设置，所述辅助热稳定剂位于粉体锌基PVC热稳定剂中的质量分数为11％-13％。
2.根据权利要求1所述的一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在反应釜中加入马来酸酐和三甘醇，并且在生产过程前预先通15min氮气，在氮气保护下，将烧瓶放入油浴锅，机械搅拌的状态下升温至90℃，且每隔一段时间测试反应体系中的酸值，以考察反应的进程，达到理论酸值后停止反应，制备得到马来酸酐与三甘醇的中间产物TAM；
S2：将步骤S1中制备得到的中间产物TAM放入外部具有油浴锅的反应釜中，将油浴锅加热至90℃，然后分批次缓慢加入乙酸钙和乙酸锌，并且边加入边使油浴锅升温，直至所有的乙酸钙和乙酸锌全部加完后，油浴锅升温至120℃，继续反应2h，反应结束后减压蒸馏，直至无液体蒸馏出为止，制备得到马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)；
S3：将步骤S2中制备得到的马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)和辅助热稳定剂与助剂加入高速搅拌机中，温度加热至90-50℃，其搅拌速率为1000r/min-2000r/min，搅拌5min，然后干燥粉碎，制备得到粉体锌基PVC热稳定剂。
3.根据权利要求1所述的一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂，其特征在于：所述辅助热稳定剂的制备方法为：在盛有乙醇的容器中加入氧化锌，搅拌使其混合均匀，然后搅拌加热至乙醇的沸点，接着用恒压滴液漏斗保持以1d/s速率滴加乙酰丙酮，并回流保温反应2h，待反应结束后将产物冷却至室温，抽滤时用乙醇洗涤三次后将白色固体产物放人70℃的烘箱烘8h并且粉碎得到辅助热稳定剂。
4.根据权利要求2所述的一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中马来酸酐和三甘醇的摩尔比为1:1设置，所述步骤S1中的酸值为4.028*10-3mol/g。
5.根据权利要求2所述的一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中中间产物TAM为0.2mol设置，所述步骤S2中乙酸钙和乙酸锌为0.1mol。
6.根据权利要求2所述的一种高效抗析出粉体锌基PVC热稳定剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中制备得到的马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐(TAM-Ca/Zn)中Ca、Zn比为1.5:1。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210611

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