一种环氧大豆油增韧剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种环氧大豆油增韧剂及其制备方法和应用，本发明专利技术提供的环氧大豆油增韧剂，所述环氧大豆油增韧剂为环氧大豆油和硫脲改性的哌啶胺类化合物进行接枝反应制得。本发明专利技术提供的环氧大豆油增韧剂应用于聚氯乙烯材料中，可以发挥双功能性，不仅可改善材料的韧性，也可提高光稳定性，而且具有良好的相容性。

Epoxidized soybean oil toughening agent and preparation method and application thereof

The invention provides an epoxy soybean oil toughening agent and its preparation method and application. The epoxy soybean oil toughening agent is provided by the invention, and the epoxy soybean oil toughening agent is prepared by grafting reaction of epoxy soybean oil and thiourea modified piperidine amines. The epoxy soybean oil toughening agent provided by the invention can be used in the polyvinyl chloride material. It can play a dual function, not only improves the toughness of the material, but also improves the light stability, and has good compatibility.

【技术实现步骤摘要】
一种环氧大豆油增韧剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及聚氯乙烯改性
，特别涉及一种环氧大豆油增韧剂及其制备方法和应用。
技术介绍
聚氯乙烯广泛应用于多个领域，为了提高聚氯乙烯材料的耐紫外光老化性能和力学性能，通常向聚氯乙烯中添加改性剂(如增韧剂和/或光稳定剂)来改善其性能。目前所用的改性剂，其中一种为受阻胺类光稳定剂。为了使受阻胺类光稳定剂能够在较长时期内保持稳定作用，目前所采用的方法主要有：1、通过将反应型光稳定剂接枝到聚合物分子链可反应性基团上(中国专利申请CN105331314A)，来解决小分子光稳定剂易迁移的问题。2、制备高分子量光稳定剂，由于其优异的热稳定性、耐抽提性及耐迁移性而获得了广泛应用。如PDS(可聚合型受阻胺与苯乙烯的共聚物)、光稳定剂LA-63和LA-67(可聚合型受阻胺的均聚物)。该类受阻胺光稳定剂虽然可以对聚合物材料进行有效的紫外光保护，但由于其自身结构特点多呈液体或粉末状，当其加入到聚合物材料中，特别是用量较大(超过2％)时，会破坏材料的凝聚态结构，降低分子间的作用力，导致材料的力学性能下降。环氧大豆油属于环氧类增塑剂，是一种广泛用于塑料加工中的增塑剂和稳定剂。环氧大豆油与PVC的相容性极好，能快速均匀分散在PVC体系内，削弱PVC大分子间的作用力，增大分子间的活动性，使PVC的流动性得以改善，从而对PVC树脂有增塑作用。同时，环氧大豆油能吸收PVC树脂分解时产生的HCl，阻滞PVC的连续分解，又能捕获PVC树脂降解时游离出的自由基Cl·，终止Cl·的自由基反应，可使PVC链上的活泼氯原子稳定，减缓降解速度，起稳定作用。但是当环氧基被完全消耗后，环氧大豆油将失去光稳定作用。如何开发一种与聚氯乙烯不仅相容性好、同时还可发挥良好的光稳定作用和增韧作用的聚氯乙烯改性剂，已成为本
亟待解决的技术难题之一。
技术实现思路
本专利技术为弥补现有技术中存在的不足，提供一种环氧大豆油增韧剂及其制备方法和应用。本专利技术提供的环氧大豆油增韧剂应用于聚氯乙烯材料中，可以发挥双功能性，不仅可改善材料的韧性，也可提高光稳定性，而且具有良好的相容性。本专利技术为达到其目的，采用的技术方案如下：本专利技术第一方面提供一种环氧大豆油增韧剂，所述环氧大豆油增韧剂为环氧大豆油和硫脲改性的哌啶胺类化合物进行接枝反应制得。本专利技术的环氧大豆油增韧剂，添加于聚氯乙烯材料中，具有良好的热稳定性和抗迁移性，能够在长时间内保持光稳定作用，同时使聚氯乙烯韧性提高，为一种聚氯乙烯材料的双功能改性剂。本专利技术提供的环氧大豆油增韧剂，优选的，所述硫脲改性的哌啶胺类化合物具有如下结构式(I)：其中，式(I)中的取代基R1和R2相同或不同，R1和R2分别独立的选自H或C1-C3的烷基；取代基R3、R4、R5、R6和R7相同或不同，分别独立的选自H、C1-C10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、C3-C6的环烷基、C6-C12的芳香基或C6-C12的芳烷基。本专利技术第二方面提供一种中间体，该中间体具有较高的反应活性，特别适用于制备上文所述的环氧大豆油增韧剂，可降低接枝反应所需的反应条件，在较温和条件下就可完成接枝反应。所述中间体为硫脲改性的哌啶胺类化合物，所述中间体优选具有如下结构式(I)：其中，式(I)中的取代基R1和R2相同或不同，R1和R2分别独立的选自H或C1-C3的烷基；取代基R3、R4、R5、R6和R7相同或不同，分别独立的选自H、C1-C10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、C3-C6的环烷基、C6-C12的芳香基或C6-C12的芳烷基。本专利技术第三方面提供上文所述的环氧大豆油增韧剂的制备方法，包括如下步骤：将硫脲改性的哌啶胺类化合物与环氧大豆油接触进行接枝反应，以使硫脲改性的哌啶胺类化合物接枝于环氧大豆油上。本申请专利技术人发现，将硫脲改性的哌啶胺类光稳定剂接枝到环氧大豆油上，可以制得与聚氯乙烯相容性良好的具有光稳定作用的增韧剂。本专利技术环氧大豆油增韧剂的制备方法中，所述硫脲改性的哌啶胺类化合物优选通过将硫脲和哌啶胺类化合物接触进行缩合反应制得。本专利技术环氧大豆油增韧剂的制备方法，一种优选的实施方案中，用于与硫脲缩合反应的哌啶胺类化合物优选为含有伯胺的哌啶胺类化合物，优选具有如下结构式(II)：其中，式(II)中的取代基R1和R2相同或不同，R1和R2分别独立的选自H或C1-C3的烷基；取代基R3、R4、R5、R6和R7相同或不同，分别独立的选自H、C1-C10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、C3-C6的环烷基、C6-C12的芳香基或C6-C12的芳烷基。本专利技术环氧大豆油增韧剂的制备方法中，作为一种优选实施方案，用于与硫脲缩合反应的哌啶胺类化合物优选选自4-氨基哌啶胺、4-氨基-1-甲基哌啶、4-氨基-1-苄基哌啶、4-氨甲基-1-(正丁基)哌啶和2,2,6,6-四甲基哌啶胺中的一种或多种；进一步优选为4-氨甲基-1-(正丁基)哌啶、4-氨基-1-苄基哌啶和2,2,6,6-四甲基哌啶胺中的一种或多种，更优选为2,2,6,6-四甲基哌啶胺。本专利技术环氧大豆油增韧剂的制备方法中，作为一种优选实施方案，制备硫脲改性的哌啶胺类化合物时，反应体系中所用的硫脲和哌啶胺类化合物的物质的量比优选为0.8:1-1.2:1，进一步优选为0.95:1-1.05:1。优选的，硫脲和哌啶胺类化合物的反应温度为120-250℃；优选的，硫脲和哌啶胺类化合物的反应时间为2h-12h。本专利技术环氧大豆油增韧剂的制备方法中，优选的，制备环氧大豆油增韧剂所用的环氧大豆油中，平均每分子含有的环氧基个数为2-4.5。本专利技术环氧大豆油增韧剂的制备方法中，优选的，制备环氧大豆油增韧剂时，环氧大豆油中的环氧基与硫脲改性的哌啶胺类化合物的摩尔比为1:0.1-1.1，优选为1:0.85-1。制备环氧大豆油增韧剂所需条件较为温和，反应温度优选控制为60～110℃；优选的，反应时间为0.5～5h。本专利技术第四方面提供一种聚氯乙烯材料，其中添加有环氧大豆油增韧剂，所述环氧大豆油增韧剂为上文所述的环氧大豆油增韧剂或上文所述的制备方法制得的环氧大豆油增韧剂；优选的，所述聚氯乙烯材料中，环氧大豆油增韧剂与聚氯乙烯的重量比为20：100-55：100。本专利技术提供的技术方案具有如下有益效果：本专利技术通过将硫脲改性的哌啶胺类化合物接枝到环氧大豆油上，制得一种具有光稳定作用的环氧大豆油增韧剂，用于聚氯乙烯材料中，对聚氯乙具有良好的增韧效果，且使聚氯乙烯保持较长时间的光稳定性。本专利技术制备环氧大豆油增韧剂的方法中，使硫脲与哌啶胺类光稳定剂发生缩合反应，反应物具有较高的反应活性，在后续与环氧大豆油接枝反应时可降低环氧大豆油的反应条件，在较温和的反应条件就能完成制备过程。具体实施方式为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例进一步阐述本专利技术的内容，但本专利技术的内容并不仅仅局限于以下实施例。以下对实施例和对比例中用到或可能用到的主要原料进行说明：硫醇：淄博驰明经贸有限公司。2,2,6,6-四甲基哌啶胺：上海麦克林生化科技有限公司。4-氨基-1-甲基哌啶：武汉大华伟业医药化工有限公司。4-氨基-1-苄基哌啶：上海源叶生物科技有限公司环氧大豆油：山东乐陵市天源塑料助剂厂。PVC:杭州高新橡塑材料股份有限公司。以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧大豆油增韧剂，其特征在于，所述环氧大豆油增韧剂为环氧大豆油和硫脲改性的哌啶胺类化合物进行接枝反应制得；优选的，所述硫脲改性的哌啶胺类化合物具有如下结构式(I)：

【技术特征摘要】
1.一种环氧大豆油增韧剂，其特征在于，所述环氧大豆油增韧剂为环氧大豆油和硫脲改性的哌啶胺类化合物进行接枝反应制得；优选的，所述硫脲改性的哌啶胺类化合物具有如下结构式(I)：其中，式(I)中的取代基R1和R2相同或不同，R1和R2分别独立的选自H或C1-C3的烷基；取代基R3、R4、R5、R6和R7相同或不同，分别独立的选自H、C1-C10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、C3-C6的环烷基、C6-C12的芳香基或C6-C12的芳烷基。2.一种中间体，其特征在于，所述中间体为硫脲改性的哌啶胺类化合物，所述中间体具有如下结构式(I)：其中，式(I)中的取代基R1和R2相同或不同，R1和R2分别独立的选自H或C1-C3的烷基；取代基R3、R4、R5、R6和R7相同或不同，分别独立的选自H、C1-C10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、C3-C6的环烷基、C6-C12的芳香基或C6-C12的芳烷基。3.权利要求1所述的环氧大豆油增韧剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将硫脲改性的哌啶胺类化合物与环氧大豆油接触进行接枝反应，制得所述环氧大豆油增韧剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述硫脲改性的哌啶胺类化合物为硫脲和哌啶胺类化合物进行缩合反应制得。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，用于与硫脲进行缩合反应的哌啶胺类化合物为含有伯胺的哌啶胺类化合物，优选具有如下结构式(II)：其中，式(II)中的取代基R1和R2相同或不同，R1和R2分别独立的选自H或C1-C3的烷基；取代基R3、R4、R5、R6和R7相同或不同，分别独立的选自H、C1-C10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、C3-C6的环烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春，刘赵兴，方璞，孙玲玉，曹善健，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37