本发明专利技术涉及异辛酸巯基乙醇酯型有机锡化合物及其制备方法和应用。该化合物的结构式为Ｒ↓［ｎ］Ｓ↓［ｎ］Ｘ↓［（４－ｎ）］，其中Ｒ为烷基，其碳原子数为１～３０，或Ｒ为β一烷氧基羰烷基，其烷基的碳原子数为１～１０；Ｘ为异辛酸巯基乙醇酯，ｎ为１或２。制备时，将异辛酸巯基乙醇酯、烷基或酯基氯化锡和有机溶剂加热回流，同时加入催化剂，然后通过分液，保留有机层，再对有机层进行减压蒸等步骤制得所述化合物；本发明专利技术合成工艺简单，转化率大于９５％，反应在常压条件下，反应温度低，从而降低了能耗，减少了污染，所制备的化合物具有反应活性高和毒性小的特点，使用安全。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚氯乙稀工业用助剂——有机锡热稳定剂及其制备方法和应用，具体是指异辛酸巯基乙醇酯型有机锡化合物及其制备方法和在PVC树脂材料中的应用。
技术介绍
有机锡作为PVC热稳定剂具有良好的热稳定性和耐候性、初期着色性、无毒性、透明性等优异性能，因而，是目前用途最广、效果最好的一类热稳定剂。有机锡热稳定剂的研究，已有近六十年的历史。目前，西方国家用于PVC热稳定剂的有机锡消耗量约占有机锡总消耗量的30～40％。据统计，美国有机锡热稳定剂用量约占热稳定剂总用量的1/4多，日本也超过了20％，西欧也超过15％；有机锡的应用领域主要是在硬质、透明材料以及注射、吹塑成型的材料中。目前常用的有机锡热稳定剂的品种和性能如下表表1常用有机锡性能表商品名称 化学名称 外观 锡含量/％ 硫含量％C-101二月桂酸二丁基锡 黄色透明油状液体 17.0～19.0C-102二月桂酸二丁基锡复合物 浅黄色透明液体9.5～10.5M-103二顺丁烯二酸单辛酯二正丁基锡 浅黄色透明液体16.5～18.5M-808二顺丁烯二酸单辛酯二正辛基锡 浅黄色透明液体13.5～15.2M-828二顺丁烯二酸单乙酯二正辛基锡 浅黄色透明液体16.8～18.0T-108巯基乙酸异辛酯一/二丁基锡黄色透明液体 17.3～18.59.5～10.5京锡-4432双巯基乙酸异辛酯二正丁基锡复合物 浅黄色透明液体12.3～13.36.3～7.3T-831(京锡-8831) 双巯基乙酸异辛酯二正辛基锡 黄色透明液体 15.1～16.48.1～8.9T-890含巯基的一/二辛基锡混合物黄色透明液体 14.0～15.08.8～9.5T-137含硫桥的一/二混合丁基硫醇锡 浅黄色透明液体13.9～15.47.5～8.3181 二巯基乙酸异辛酯二甲基锡 无色透明液体 19.0～21.010.8～11.6有机锡虽然都是锡的化合物，但由于所带烷基及羧酸的不同，可分为以下三类1 月桂酸型有机锡月桂酸型有机锡是所有有机锡稳定剂中润滑性最好的，有非常好的耐候性和配伍性，无硫化污染，无渗出性。月桂酸型有机锡与金属皂并用可取得满意效果，但其稳定性较差，并有初期色泽，适于与硫醇型有机锡或镉、钡并用。其中，C-101可用于软质透明制品，但其价格昂贵，性能价格比低，一般主要用作聚氨酯发泡制品的硫化催化剂。C-102由于各组分之间的协同作用使得其热稳定性与二月桂酸二丁基锡纯品相当，但其价格远低于纯品，因而它是月桂酸型有机锡中应用最广泛的品种，主要用于制造透明塑料鞋、透明软膜、透明软管等。一般都与液体钡-锌、钡-镉-锌并用，以改善其初期色相，并相应地降低成本。另外，C-102还用作PVC树脂聚合时的热稳定剂。2 马来酸型有机锡马来酸型有机锡具有良好的持续热稳定性，有促进凝胶作用。其初期色相不十分理想，一般都与少量的硫醇有机锡并用，以增加初期稳定性。这类有机锡主要推荐用于透明硬制品。其中M-103具有良好的耐候性和持续热稳定性，主要用于室外用的硬质PVC透明板及波纹板的生产。若与少量的含硫有机锡并用，可取得满意的使用效果，该产品亦可做为催化剂应用于酯化合成的生产。M-808属无毒有机锡，且无不良味道，主要用于PVC食品及药品包装材料，特别是硬质半硬质片、薄板、扭结膜等。可以与少量831并用，以改善初期着色性能，该产品可用作医用橡胶制品的催化剂。M-828为无毒有机锡产品，带有酯类的芳香，且加工时不产生任何不良气味，M-828是PVC香烟包装膜的专用稳定剂。由于其价格较高，初期色相稍差，常在使用时加入少量的831或181，这样既改善了初期着色性能，又不会影响制品气味。3 含硫有机锡含硫有机锡是所有有机锡中初期着色和持续稳定性最好的，且具有卓越的透明性及耐水抽出性，加工润滑性和流动性也较好。其主要缺点是不能与铅-镉并用，加工时有硫臭味且光稳定性较差。其中T-108因含有硫醇的结构，所以具有良好的初期色相及持续稳定性，非常适合长时间操作的加工过程。因其加工流动性好，用于加入白色颜料的制品可改善制品的洁白程度，用在彩色制品中可防止颜色堆积。T-108主要用作吹制瓶子、板材和薄膜。T-831(京锡-8831)早已被美国FDA批准用在接触食品的PVC包装材料中，经过多年的不断改进，其味道也已经降至极低。使用831的制品具有极高的透明性和杰出的加工性能，并具有很强的抗化学性能。T-831主要用于食品及药品包装用的透明片材和饮料用透明PVC瓶。T-137是低价多功能稳定剂，在多螺杆加工系统中具有优异的加工性能和较好的初期色相，微具润滑性并具有一定的耐候性。T-137应用广泛，但主要用于挤出PVC管材及注塑管件。181是有机锡稳定剂中性能价格比最好的产品，具有良好的初期及持续的热稳定性和优异的透明性，已被美国FDA批准用于食品、药品包装及医用制品。181主要应用于PVC片材热收缩膜及PVC上水管等。综上所述，有机锡类PVC热稳定剂中，以硫醇类的效果最佳，但是硫醇类化合物都是采用巯基乙酸异辛酯作为中间体，该中间体的生产存在工艺复杂、投资成本高、污染严重等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种原料易得，工艺简单，投资少的异辛酸巯基乙醇酯型有机锡化合物的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供上述方法制备的异辛酸巯基乙醇酯型有机锡化合物。本专利技术的还有一目的是提供所述异辛酸巯基乙醇酯型有机锡化合物的应用。本专利技术的目的通过如下技术实现本专利技术的异辛酸巯基乙醇酯型有机锡化合物的制备方法包括如下步骤(1)将异辛酸巯基乙醇酯、烷基(或酯基)氯化锡和有机溶剂加入反应器中，在40～100℃加热回流，同时加入催化剂，控制反应液的pH值在6～8；所述各组分的体积用量份数如下异辛酸巯基乙醇酯 10～30份烷基(或酯基)氯化锡 8～25份催化剂 10～20份有机溶剂 25～72份(2)将步骤(1)所得生成物通过分液，弃去水层，保留有机层；(3)在-0.05～-0.1MPa的条件下，对步骤(2)所得有机层进行减压蒸馏，弃去低于40℃的所有馏分，以除去反应体系中的溶剂和一些低沸点的杂质。所述烷基包括碳原子数为1～30，其中以1～8为最佳； 所述酯基包括β-烷氧基羰烷基，烷基碳原子数为1～10，其中以1～4为最佳。所述催化剂为NaOH、乙醇钠、NaHCO3或Na2CO3溶液；所述有机溶剂为普通有机溶剂，如无水乙醚、环己烷、甲苯、二甲苯或石油醚。本专利技术的方法制备的异辛酸巯基乙醇酯型有机锡化合物纯度达95％以上。所述异辛酸巯基乙醇酯型有机锡化合物的制备方法反应式如下 其中R为烷基，其的碳原子数为1-30；或R为β-烷氧基羰烷基，其烷基的碳原子数为1-10；n为1或2。所述异辛酸巯基乙醇酯型有机锡化合物用作PVC热稳定剂。本专利技术与现有技术相比具有如下优点(1)本研究合成了异辛酸巯基乙醇酯型有机锡化合物，所使用的催化剂，选择性好、催化性能高；其合成工艺简单，并且转化率大于95％。(2)反应在常压条件下，反应温度低，从而降低了能耗，减少了污染。同时，反应物料采用等物质的量比，使原料消耗降到最低水平。(3)由于采用了合理的催化剂和工艺条件，使异辛酸巯基乙醇酯型有机锡化合物生产本文档来自技高网...
【技术保护点】
异辛酸巯基乙醇酯型有机锡化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：（１）将异辛酸巯基乙醇酯、烷基或酯基氯化锡和有机溶剂加入反应器中，在４０～１００℃加热回流，同时加入催化剂，控制反应液的ｐＨ值在６～８；所述各组分的 体积用量份数如下：异辛酸巯基乙醇酯１０～３０份烷基或酯基氯化锡８～２５份催化剂１０～２０份有机溶剂７２～２５份（２）将步骤（１）所得生成物通过分液，弃去水层，保留有机层；（３） 在－０．０５～－０．１ＭＰａ的条件下，对步骤（２）所得有机层进行减压蒸馏，弃去低于４０℃的馏分，得异辛酸巯基乙醇酯型有机锡化合物；所述催化剂包括ＮａＯＨ、乙醇钠、ＮａＨＣＯ↓［３］或Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］溶液；所述催化剂的浓度为１ Ｍ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：齐明，钟理，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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