水性PVC复合热稳定剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水性PVC复合热稳定剂及其制备方法，所述水性PVC复合热稳定剂主要由无机钙、无机锌、有机锡化合物、硫醇和水制备而成，当所述有机锡化合物为甲基氧化锡类化合物，以摩尔比计，所述无机钙、无机锌、甲基氧化锡类化合物、硫醇和水之间的摩尔比为1：1：1～2：6～20：2～20；当所述有机锡化合物为甲基氯化锡类化合物，以摩尔比计，所述无机钙、无机锌、甲基氯化锡类化合物中所含氯元素、硫醇和水之间的摩尔比为1：1：1.5～2.5：6～20：2～20。本发明专利技术所得水性PVC复合热稳定剂不仅具有较好的稳定性、耐候性，且具有较低的锡含量，成本低廉，并且采用水做溶剂对环境污染小，具有优越的环保特性。

Water based PVC composite heat stabilizer and preparation method thereof

The invention relates to an aqueous PVC composite heat stabilizer and preparation method thereof, wherein the aqueous PVC composite heat stabilizer is mainly composed of inorganic calcium, inorganic zinc, organic tin compounds, mercaptan and water was prepared when the organic tin compound is methyl tin oxide compounds, on a molar basis, the molar ratio between the inorganic calcium, inorganic zinc, tin oxide compounds, methyl mercaptan and water was 1:1:1 ~ 2:6 ~ 20:2 ~ 20; when the organic tin compound is methyl tin chloride compounds, on a molar basis, the inorganic calcium, inorganic zinc, methyl tin chloride compounds containing chlorine in the molar ratio between elements mercaptans and water was 1:1:1.5 ~ 2.5:6 ~ 20:2 ~ 20. The present invention thewaterborne PVC composite heat stabilizer has good stability, weatherability, and has low tin content, low cost, and the use of water as a solvent for environmental pollution, with excellent environmental benefits.

【技术实现步骤摘要】
水性PVC复合热稳定剂及其制备方法
本专利技术涉及化工
，特别是涉及一种水性PVC复合热稳定剂及其制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)是世界上最早被开发的热塑性塑料之一，它因具有优良的耐酸碱性、耐磨性、电绝缘性好、难燃性，且生产工艺成熟、成本低、较易加工成型的特点，成为了仅次于聚乙烯、聚丙烯的第三大合成树脂。然而，PVC在高温下加工时，会发生消除氯化氢、键断和大分子的交联，而使得PVC发生降解着色，机械性能下降，因此在加工PVC时必须使用热稳定剂。经过多年的发展，PVC热稳定剂品种繁多，按组分复杂性的不同，可分为单组份热稳定剂和复合热稳定剂两大类。单组份热稳定剂主要包括金属皂热稳定剂、铅热稳定剂、有机锡热稳定剂、有机锑热稳定剂、水滑石类热稳定剂和无金属热稳定剂。而由两种或两种以上单组分热稳定剂或由一种以上的单组分热稳定剂和一种以上助剂组成的混合稳定剂称为复合热稳定剂。复合热稳定剂因其主效组分的不同可分为以下六大类：铅基复合热稳定剂、锌基复合热稳定剂、镉基复合热稳定剂、有机锡基复合热稳定剂、锑基复合热稳定剂和有机基复合热稳定剂。复合热稳定剂以其综合性能平衡、高性价比的特点成为了商品热稳定剂的主体。目前，PVC热稳定剂新产品开发主要集中在新型单组分热稳定剂的研发和脂溶性复合热稳定剂的设计上。目前有技术公开了一种新型的PVC热稳定剂潜硫醇化合物。这种新型的热稳定剂不仅单独使用具有良好的热稳定性能，且跟金属皂稳定剂复配后的热稳定效果得到极大提高。还有技术公开一种含有机锑热稳定剂、金属皂和金属碳酸盐的复合热稳定剂，实验表明这种三元复合热稳定剂的组分之间具有良好的协同作用。还有技术公开一种由丁基氯化锡和2-巯基乙醇反应得到的丁基锡硫醇盐热稳定剂，双辊塑炼测试结果表明这种新型的热稳定剂能较好的抑制PVC的热降解，热稳定性能好。上述公开的技术主要集中在新型有机热稳定剂的开发和脂溶性复合热稳定剂的设计上，然而对于更环保的由优选配比的无机钙、无机锌、有机锡化合物、硫醇和水制备而成的水性PVC复合热稳定剂的研究还未见报道。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种水性PVC复合热稳定剂及其制备方法。具体技术方案如下：一种水性PVC复合热稳定剂，主要由无机钙、无机锌、有机锡化合物、硫醇和水制备而成，当所述有机锡化合物为甲基氧化锡类化合物，以摩尔比计，所述无机钙、无机锌、甲基氧化锡类化合物、硫醇和水之间的摩尔比为1：1：1～2：6～20：2～20；当所述有机锡化合物为甲基氯化锡类化合物，以摩尔比计，所述无机钙、无机锌、甲基氯化锡类化合物中所含氯元素、硫醇和水之间的摩尔比为1：1：1.5～2.5：6～20：2～20。在其中一些实施例中，以摩尔比计，所述无机钙、无机锌、甲基氧化锡类化合物、硫醇和水之间的摩尔比为1：1：1～2：6～10：15～20；所述无机钙、无机锌、甲基氯化锡类化合物中所含氯元素、硫醇和水之间的摩尔比为1：1：1.5～2.5：6～10：15～20。在其中一些实施例中，所述无机钙为氧化钙、氯化钙、碳酸钙中的一种。所述无机钙进一步优选为氧化钙、氯化钙中的一种。在其中一些实施例中，所述无机锌为氧化锌、氯化锌、碳酸锌中的一种。所述无机锌进一步优选为氧化锌、氯化锌中的一种。在其中一些实施例中，所述硫醇为2-巯基乙醇、3-巯基-1-丙醇、2-甲基-2-巯基乙醇、4-巯基丁醇中的至少一种。所述硫醇进一步优选为2-巯基乙醇、3-巯基-1-丙醇中的至少一种。在其中一些实施例中，所述甲基氧化锡类化合物单甲基氧化锡和二甲基氧化锡中的至少一种，所述甲基氯化锡类化合物为单甲基三氯化锡、二甲基二氯化锡中的至少一种。本专利技术还公开了一种制备上述的水性PVC复合热稳定剂的制备方法，包括以下步骤：当所述有机锡化合物为甲基氧化锡类化合物时，将上述的无机钙、无机锌、甲基氧化锡类化合物、硫醇和水混合，在40～120℃的温度条件下反应1～10h后，冷却，过滤，即得；当所述有机锡化合物为甲基氯化锡类化合物时，将上述的无机钙、无机锌、甲基氯化锡类化合物、硫醇和水混合，在40～120℃的温度条件下以4～10g/min的流速滴加碱液，反应终点调整pH值到3～7，保温搅拌1～2h，冷却，过滤，即得。在其中一些实施例中，所述碱液为氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液中的一种。上述氢氧化钠水溶液优选浓度为16～32％的氢氧化钠水溶液。上述氢氧化钾水溶液优选浓度为16～32％的氢氧化钾水溶液。在其中一些实施例中，所述反应温度为50～80℃。在其中一些实施例中，当所述有机锡化合物为甲基氧化锡类化合物时，所述反应时间为1～3h。本专利技术相对现有技术的优点以及有益效果为：本专利技术利用含羟基硫醇的亲水特性与无机钙、无机锌和有机锡化合物反应制得的含硫有机钙锌化合物和有基锡硫醇盐均具有较好的水溶性，通过大量的研究以及实验得出原料之间的最佳配比，所得水性PVC复合热稳定剂的有效成分含硫有机锌、含硫有机钙和有基锡硫醇盐之间具有较好的协同作用，适用于硬质PVC制品，不仅具有较好的稳定性、耐候性，且具有较低的锡含量，成本低廉，并且采用水做溶剂对环境污染小，具有优越的环保特性。具体实施方式为更好理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。本专利技术最终所得水性PVC复合热稳定剂中包括(a)一种含硫有机钙化合物；(b)一种含硫有机锌化合物；(c)有机锡硫醇盐；(d)水。本专利技术实施例中所用原料以及设备均为市售普通产品，其中：氧化锌为广州化学试剂厂提供的产品，分析纯。氧化钙为天津市永大化学试剂有限公司提供的产品，分析纯。氯化锌为广州化学试剂厂提供的产品，分析纯。氯化钙为广东光华化学厂有限公司提供的产品，分析纯。二甲基氧化锡为江苏省南通艾德旺化工有限公司提供的产品，工业级。2-巯基乙醇为中国石油化工股份有限公司茂名分公司提供的产品，工业级。3-巯基-1-丙醇为湖北鑫鸣泰化学有限公司提供的产品，医药级。单甲基三氯化锡和二甲基二氯化锡混合水溶液为杭州盛创实业有限公司提供的产品，工业级，水含量为50％，其中单双甲基的比例(重量比)为：单甲基三氯化锡的含量为20％-25％，二甲基二氯化锡的含量为75％-80％，氯元素的量为17.0％-17.8％。四口烧瓶为四川蜀玻(集团)有限责任公司提供的产品。搅拌器为IKA-WERKE搅拌器。实施例1一种水性PVC复合热稳定剂，由以下原料制备而成：81.4g氧化锌、56g氧化钙、164.8g二甲基氧化锡、470.2g2-巯基乙醇和300g水(上述氧化钙、氧化锌、二甲基氧化锡、2-巯基乙醇和水之间的摩尔比为1:1:1:6:16.7)。上述水性PVC复合热稳定剂的制备方法包括以下步骤：在装有搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入81.4g氧化锌、56g氧化钙、164.8g二甲基氧化锡、470.2g2-巯基乙醇和300g水，在70℃下搅拌反应3h后，冷却，过滤，即得。实施例2一种水性PVC复合热稳定剂，由以下原料制备而成：81.4g氧化锌、56g氧化钙、164.8g二甲基氧化锡、564g3-巯基-1-丙醇和300g水(上述氧化钙、氧化锌、二甲基氧化锡、3-巯基-1-丙醇和水之间的摩尔比为1:1:1:6:16.7)。上述水性PVC复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性PVC复合热稳定剂，其特征在于，主要由无机钙、无机锌、有机锡化合物、硫醇和水制备而成，当所述有机锡化合物为甲基氧化锡类化合物，以摩尔比计，所述无机钙、无机锌、甲基氧化锡类化合物、硫醇和水之间的摩尔比为1：1：1～2：6～20：2～20；当所述有机锡化合物为甲基氯化锡类化合物，以摩尔比计，所述无机钙、无机锌、甲基氯化锡类化合物中所含氯元素、硫醇和水之间的摩尔比为1：1：1.5～2.5：6～20：2～20。

【技术特征摘要】
1.一种水性PVC复合热稳定剂，其特征在于，主要由无机钙、无机锌、有机锡化合物、硫醇和水制备而成，当所述有机锡化合物为甲基氧化锡类化合物，以摩尔比计，所述无机钙、无机锌、甲基氧化锡类化合物、硫醇和水之间的摩尔比为1：1：1～2：6～20：2～20；当所述有机锡化合物为甲基氯化锡类化合物，以摩尔比计，所述无机钙、无机锌、甲基氯化锡类化合物中所含氯元素、硫醇和水之间的摩尔比为1：1：1.5～2.5：6～20：2～20。2.根据权利要求1所述的水性PVC复合热稳定剂，其特征在于，以摩尔比计，所述无机钙、无机锌、甲基氧化锡类化合物、硫醇和水之间的摩尔比为1：1：1～2：6～10：15～20；所述无机钙、无机锌、甲基氯化锡类化合物中所含氯元素、硫醇和水之间的摩尔比为1：1：1.5～2.5：6～10：15～20。3.根据权利要求1或2所述的水性PVC复合热稳定剂，其特征在于，所述无机钙为氧化钙、氯化钙、碳酸钙中的一种。4.根据权利要求1或2所述的水性PVC复合热稳定剂，其特征在于，所述无机锌为氧化锌、氯化锌、碳酸锌中的一种。5.根据权利要求1或2所述的水性PVC复合热稳定剂，其特征在于，所述硫醇为2-巯基乙醇、3-巯基-1-丙醇、2-甲基-2-巯基乙醇、4-巯基丁醇中的至少一种。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：于跃华，高富强，邓广兴，陈强，
申请(专利权)人：美轲淮安化学有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32