一种PVC用尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种PVC用尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂及其制备方法。目前主流使用的环保液体钾锌发泡剂，大多含有大量的溶剂，且使用的有机酸大多数来自于石油资源。本发明专利技术的稳定剂包括以下组分：尿素脂/缩二脲基乳液30‑50％，钾盐/锌盐溶液40‑50％，抗氧化剂0‑5％，β‑二酮0‑5％，亚磷酸酯0‑10％；所述的尿素脂/缩二脲基乳液，其由以下组分制备而成：尿素20‑30％，异辛酸5‑20％，油酸10‑40％，催化剂1‑5％，溶剂30‑50％；所述的钾盐/锌盐溶液，其由以下组分制备而成：氢氧化钾0‑15％，锌化合物15‑25％，异辛酸25‑60％，油酸5‑10％，溶剂10‑40％。本发明专利技术的稳定剂具有使PVC制品热稳定性佳，发泡倍率高，泡孔细腻致密的特点。

Urea formaldehyde / shrink two urea based liquid potassium zinc foam stabilizer for PVC and preparation method thereof

The invention discloses a urea formaldehyde / shrink two urea based liquid potassium zinc foam stabilizing agent for PVC and a preparation method thereof. At present, most of the environmentally friendly liquid potassium zinc foaming agents, most of which contain a large number of solvents, and the use of organic acids are mostly derived from petroleum resources. The stabilizer of the invention comprises the following components: urea grease / shrink two urea emulsion 30 50% potassium / zinc salt solution 40 50%, 0 5% antioxidant, beta ketone 0 two 5%, 0 10% phosphite; the urea grease / shrink two urea emulsion, which is composed of the following group prepared: urea 20 isooctanoate 5 30%, 20%, 10 oleic acid 40%, the catalyst 1 5%, 30 and 50% of the solvent; potassium / zinc salt solution, which consists of the following components prepared by KOH 0 15%, 15 25% different zinc compounds. 25 octanoic acid 60%, oleic acid 5 10%, 10 40% solvent. The stabilizer of the invention has the advantages of good thermal stability of the PVC product, high foaming rate and delicate and dense bubble hole.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及PVC中采用AC发泡剂发泡用的稳定剂，具体地说是一种PVC用尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂及其制备方法。
技术介绍
PVC(聚氯乙烯)是世界上仅次于PE(聚乙烯)的第二大合成树脂，广泛应用于建筑、交通、通讯、电子、化工、机械以及快速消费品等行业。在生产过程中PVC加工成型的通常温度在160℃以上，然而，它的分解温度却在120℃，给加工带来了很大难度。因此，在PVC配方中需要加入热稳定剂来增加其加工过程中的热稳定性。目前市场上稳定剂的种类繁多，主要有铅盐稳定剂、钙锌稳定剂、有机锡稳定剂等几大类。铅盐和钡镉盐等其它重金属盐类稳定剂因为其热稳定性卓越、价格低廉、生产工艺简单，占据了中国PVC热稳定剂的主要市场。但随着近几年国家对于环保的重视，加大了对于铅盐等重金属的使用限制。新型的稀土稳定剂由于综合性能较好，有一段时间得到广泛的应用；不过，稀土资源具有稀缺性，价格始终在上涨并且剧烈波动，使其推广价值大大受到影响。在软质PVC生产发泡材料的工艺中大量用到了AC(偶氮尔甲酰胺)发泡剂。为了配合其发泡原理，国内主流使用的是环保液体钾锌发泡剂，但其中大多含有大量的溶剂，且使用的有机酸大多数来自于石油资源。石油价格上涨，稳定剂也势必随之波动。尿素广泛应用于农业、医疗、工业等领域，而我国作为农业大国，据统计去年我国的尿素产量达到3446.49万吨。尿素兼具价格低廉，安全环保，资源可再生，并且尿素及其衍生物均对AC发泡剂起到催化发泡的作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种环保、无毒、价格低廉的PVC用尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂，其不仅具有良好的热稳定性，而且催化AC发泡剂的效率高，相比较于现有的国内发泡用稳定剂，具有性价比高的优势。为此，本专利技术采用如下的技术方案：一种PVC用尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂，其包括以下重量百分比含量的组分：尿素脂/缩二脲基乳液30-50％，钾盐/锌盐溶液40-50％，抗氧化剂0-5％，β-二酮0-5％，亚磷酸酯0-10％；所述的尿素脂/缩二脲基乳液，其由以下重量百分比含量的组分采用缩合反应制备而成：尿素20-30％，异辛酸5-20％，油酸10-40％，催化剂1-5％，溶剂30-50％；所述的钾盐/锌盐溶液，其由以下重量百分比含量的组分制备而成：氢氧化钾0-15％，锌化合物15-25％，异辛酸25-60％，油酸5-10％，溶剂10-40％。上述尿素脂/缩二脲基乳液制备的反应式如下：2CO(NH2)2＝NH2CONHCONH2+NH3，NH3+RCOOH＝RCOONH4，CO(NH2)2+RCOOH＝RCOONHCONH2+H2O。在反应过程需要保持在较高的温度和压力下进行，尿素在反应溶液中呈现弱碱性，可与长链羧酸缓慢反应生成尿素脂，并且能够控制反应体系始终维持在一个较低的pH值，催化进一步反应；在较低的pH值下，两个尿素分子在高温高压下缩合而成，形成缩二脲结构，同时释放出一个氨分子，呈现中强碱性，可迅速被有机酸吸收，继续维持缩合反应条件。反应得到的产物分别可对PVC起到润滑，增塑的作用，并且对AC发泡剂起到优异的催化作用；并且所得的产物流动性佳，可减少液体稳定剂中溶剂的使用。上述钾盐/锌盐溶液制备的反应式如下：KOH+RCOOH＝RCOOK+H2O，ZnO+2RCOOH＝(RCOO)2Zn+H2O。(R可以是7～18碳的长链结构)将上述两种反应中间体按比例混合可以得到所需的尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂。本专利技术以尿素为起始原料，开发出尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂，从资源选择、突出性能和生产成本等方面来说，具有重要的市场价值。进一步地，所述的催化剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸二氢钾中的一种或几种组成的混合物。进一步地，当所述的催化剂为磷酸二氢钾或/和碳酸氢钾时，所述氢氧化钾的含量可以为0。进一步地，所述的溶剂为脱芳烃溶剂油D80、脱芳烃溶剂油D100、环氧大豆油、二乙二醇、二乙二醇单丁醚、二丙二醇甲醚中的一种或几种组成的混合物。进一步地，所述的锌化合物为氧化锌、碱式碳酸锌中的一种或两种组成的混合物。进一步地，所述的抗氧化剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010中的一种或两种组成的混合物。进一步地，所述的β-二酮为二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、乙酰丙酮、脱氢乙酸中的一种或几种组成的混合物。进一步地，所述的亚磷酸酯为亚磷酸一苯二异辛酯、二亚磷酸双酚A四C12-15酯中的一种或两种组成的混合物。本专利技术还提供上述PVC用尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂的制备方法，其包括如下步骤：第一步，尿素脂/缩二脲基乳液的制备：将尿素、异辛酸、油酸、催化剂和溶剂进行混合反应，反应温度在140-160℃，反应压力在0.5-1.0MPa，反应时间维持在120-180分钟；第二步，钾盐/锌盐溶液的制备：将氢氧化钾0-15％、锌化合物15-25％、异辛酸25-60％、油酸5-10％和溶剂10-40％混合搅拌，反应温度在80-90℃；第三步，复配：尿素脂/缩二脲基乳液30-50％、钾盐/锌盐溶液40-50％、抗氧化剂0-5％、β-二酮0-5％和亚磷酸酯0-10％复配，复配温度为90-110℃，降温过滤即得PVC用尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂。进一步地，第二步反应结束后升温到120-130℃进行负压脱水；或在第三步中，将复配用的其他原料(指尿素脂/缩二脲基乳液、抗氧化剂、β-二酮0-5％和亚磷酸酯)加入第二步得到的反应溶液中，再升温到120-130℃进行负压脱水。本专利技术具有的有益效果如下：1.本专利技术的稳定剂组分中，有机酸及其盐类、尿素、尿素脂、缩二脲、锌盐类等均可对AC发泡剂起到活化作用；尤其是含氮化合物的存在能够非常高效地提高AC发泡剂的发泡速度和发泡倍率。2.本专利技术的稳定剂流动性佳，尤其在PVC发泡糊料的生产工艺中，与PVC糊料的相容性佳，特别是在组分中的含氮化合物，更加利于AC发泡剂在体系中的分散，尿素脂本身对PVC加工过程中起到润滑增塑的作用，在发泡是尤其可以充当泡孔整理剂的作用，最终使发泡均匀，泡孔细腻致密，制品表面光洁平整；并且基本无毒，环保，性价比高，具有广阔的市场价值。3.本专利技术的稳定剂相对于国内的同类稳定剂，减少了对石油原料的依赖，减少了PVC加工过程中对于环境的破坏，顺应了现今对于可持续发展的要求。4.本专利技术的稳定剂采用了亚磷酸酯的复合体系，在生产过程减少了初期着色，并且延长了其制品的后期热稳定时间。5.相对于现有的制备方法，本专利技术减少了溶剂的使用量。具体实施方式为了对本专利技术再作进一步的说明，对本专利技术的具体操作方法在实施例中描述，但本专利技术不受下述实施例的限定。实施例1(1)第一步，所使用的原料组分为：二乙二醇325kg、油酸337kg、异辛酸165kg、尿素302kg；所使用的催化剂为碳酸钠，占前述原料总量的3％。反应维持在0.4-0.6MPa的压力下，搅拌并加热直至140℃，维持反应状态2小时。反应结束后冷却，调整pH值至7，得到尿素脂/缩二脲基乳液。(2)第二步，所使用的原料组分为：二乙二醇100kg、二乙二醇单丁醚62kg、异辛酸355kg、油酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PVC用尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂，其包括以下重量百分比含量的组分：尿素脂/缩二脲基乳液30‑50％，钾盐/锌盐溶液40‑50％，抗氧化剂0‑5％，β‑二酮0‑5％，亚磷酸酯0‑10％；所述的尿素脂/缩二脲基乳液，其由以下重量百分比含量的组分采用缩合反应制备而成：尿素20‑30％，异辛酸5‑20％，油酸10‑40％，催化剂1‑5％，溶剂30‑50％；所述的钾盐/锌盐溶液，其由以下重量百分比含量的组分制备而成：氢氧化钾0‑15％，锌化合物15‑25％，异辛酸25‑60％，油酸5‑10％，溶剂10‑40％。

【技术特征摘要】
1.一种PVC用尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂，其包括以下重量百分比含量的组分：尿素脂/缩二脲基乳液30-50％，钾盐/锌盐溶液40-50％，抗氧化剂0-5％，β-二酮0-5％，亚磷酸酯0-10％；所述的尿素脂/缩二脲基乳液，其由以下重量百分比含量的组分采用缩合反应制备而成：尿素20-30％，异辛酸5-20％，油酸10-40％，催化剂1-5％，溶剂30-50％；所述的钾盐/锌盐溶液，其由以下重量百分比含量的组分制备而成：氢氧化钾0-15％，锌化合物15-25％，异辛酸25-60％，油酸5-10％，溶剂10-40％。2.根据权利要求1所述的PVC用尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂，其特征在于，所述的催化剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸二氢钾中的一种或几种组成的混合物。3.根据权利要求2所述的PVC用尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂，其特征在于，当所述的催化剂为磷酸二氢钾或/和碳酸氢钾时，所述氢氧化钾的含量为0。4.根据权利要求1所述的PVC用尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂，其特征在于，所述的溶剂为脱芳烃溶剂油D80、脱芳烃溶剂油D100、环氧大豆油、二乙二醇、二乙二醇单丁醚或二丙二醇甲醚其中的一种或几种组成的混合物。5.根据权利要求1所述的PVC用尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂，其特征在于，所述的锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碱式碳酸锌中的一种或两种组成的混合物。6.根据权利要求1所述的PVC用尿素脂/缩二脲基液体钾锌催发泡稳定剂，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁礼源，陈旻，童敏伟，程媛媛，
申请(专利权)人：浙江传化华洋化工有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33