一种长效延缓热降解的塑料加工助剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及塑料加工助剂技术领域，具体涉及一种长效延缓热降解的塑料加工助剂及其应用，所述塑料加工助剂由主剂和辅剂组成，主剂的重量百分比为60wt%～80wt%，余下为辅剂，其中以重量份计，主剂由咪唑类化合物10～40份、金属锌化合物30～50份和硬脂酸钙30～50份组成，辅助热稳定剂由多元醇30~50份、β‑二酮20~40份、环氧化合物20~40份和长链脂肪酸5~20份组成。与现有助剂相比，避免了聚氯乙烯热加工过程中锌烧的发生，并吸收聚氯乙烯产生的HCl分子，提高了聚氯乙烯树脂热加工及后期产品的热稳定性，聚氯乙烯产品的初期白度高，而且降低了初期着色性能，可广泛应用于含氯树脂的热加工。

A long-term processing agent for retarding thermal degradation of plastics and its application

The invention relates to the technical field of plastic processing aids, in particular to a plastic processing aids for long-term delaying thermal degradation and its application. The plastic processing aids are composed of a main agent and an auxiliary agent. The weight percentage of the main agent is 60wt%-80wt%, and the remainder is an auxiliary agent. The main agent is composed of 10-40 parts of imidazole compounds by weight. The auxiliary heat stabilizer consists of 30-50 parts of polyols, 20-40 parts of beta-dione, 20-40 parts of epoxides and 5-20 parts of long chain fatty acids. Compared with the existing auxiliaries, it avoids the occurrence of zinc burning in the hot-working process of PVC and absorbs the HCl molecule produced by PVC. It improves the thermal stability of PVC resin during hot-working and later products. The initial whiteness of PVC products is high, and the initial coloring performance is reduced. It can be widely used in chlorinated resins. Hot working.

【技术实现步骤摘要】
一种长效延缓热降解的塑料加工助剂及其应用
本专利技术涉及塑料加工助剂
，具体涉及一种长效延缓热降解的塑料加工助剂及其应用。
技术介绍
聚氯乙烯是五大通用塑料之一，产量仅次于聚乙烯，其制品具有优良的机械性、耐腐蚀性和抗化学药品性能，并且还具有绝缘性好、难燃和透明性高等优点，能广泛用于工业建筑、农业、包装、电子、纺织、日用品、航空、机械、运输及公共事业等领域。但是聚氯乙烯树脂的热稳定性能差，在100℃时即开始热降解释放氯化氢气体，分子链上随即形成具有生色的共扼多烯结构，限制了聚氯乙烯树脂的应用。长期以来，用于延缓聚氯乙烯热解的热加工助剂主要有铅盐类、金属皂类、有机锡类及稀土类等。从20世纪60年代中期开始，由于发生了一系列的公害问题，铅盐类助剂的使用受到限制。现在，应用最广泛的是有机锡和复合钙/锌类助剂。有机锡助剂有着卓越的稳定性和透明性，但成本高，从而使它的应用受到很大的限制，尤其在管材和型材领域应用很少。而钙/锌皂类成本低廉，但存在长期热稳定性不理想的不足，且树脂的初期着色性大，聚氯乙烯产品的初期白度差。同时钙/锌皂类助剂的制备过程较为复杂，制备过程需要大量的溶剂，容易对环境造成污染以及资源浪费。另外，现在也开发了了以有机化合物为主的热加工助剂，这类助剂中不含金属离子而逐渐成为研发热点。但这类有机助剂的单独使用效果不理想，而与其他助剂复配使用时则能产生良好的协调热稳定效果。中国专利CN201210203290.0，专利名称硬质聚氯乙烯多功能助剂，申请日期2012年6月20日，公开了由甲基丙烯酸单体、丙烯酸丁酯单体、硬脂酸稀土、硬脂酸、石蜡、碳酸钙、二氧化硅等制备的硬质聚氯乙烯助剂，具有润滑性、热加工改性、低温抗冲击性、光稳定性与热稳定性等功能，但该助剂适用于硬质聚氯乙烯，热稳定性作用不能满足聚氯乙烯热加工的广泛用。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种长效延缓热降解的塑料加工助剂，由有机化合物与金属锌化合物制成，制备工艺简单，而且可以实现聚氯乙烯产品的长效热稳定，并且可广泛应用于各类聚氯乙烯产品及含氯树脂的塑料热加工。本专利技术的另一目的在于提供上述塑料加工助剂在聚氯乙烯热加工中的应用。本专利技术提供如下的技术方案：一种长效延缓热降解的塑料加工助剂，所述塑料加工助剂由主剂和辅剂组成，主剂的重量百分比为60wt％～80wt％，余下为辅剂，其中以重量份计，主剂由咪唑类化合物10～40份、金属锌化合物30～50份和硬脂酸钙30～50份组成，辅剂由多元醇30～50份、β-二酮20～40份、环氧化合物20～40份和长链脂肪酸5～20份组成。作为本专利技术的一种改进，主剂的重量百分比为65wt％～75wt％，余下为辅剂，其中主剂由重量份的咪唑类化合物25～35份、金属锌化合物35～45份和硬脂酸钙35～45份组成，辅剂由重量份的多元醇35～45份、β-二酮25～35份、环氧化合物25～35份和长链脂肪酸8～15份组成。作为本专利技术的一种改进，主剂的重量百分比为70wt％，辅剂为30wt％，其中主剂由重量份的咪唑类化合物30份、金属锌化合物40份和硬脂酸钙40份组成，辅剂由重量份的多元醇40份、β-二酮30份、环氧化合物30份和长链脂肪酸10份组成。作为本专利技术的一种改进，咪唑类化合物为咪唑、组胺、2-巯基咪唑、1-乙酰基咪唑、咪唑-4,5-二羧酸和咪唑-1-乙酸中的一种或多种。作为本专利技术的一种改进，金属锌化合物为乙酸锌、硝酸锌和硫酸锌中的一种，或是它们各自的水合物中的一种。作为本专利技术的一种改进，多元醇为季戊四醇、双季戊四醇或丙三醇。作为本专利技术的一种改进，β-二酮为硬脂酰苯甲酰甲烷或二苯甲酰甲烷。作为本专利技术的一种改进，环氧化合物为环氧大豆油、环氧葵花油或环氧脂肪酸甲酯。作为本专利技术的一种改进，长链脂肪酸为硬脂酸或软脂酸。本专利技术的塑料加工助剂由主剂和辅剂组成，其中主剂为咪唑类化合物、金属锌化合物与硬质酸钙，辅剂为多元醇、β-二酮、环氧化合物和长链脂肪酸。主剂中的金属锌化合物上的阴离子基团能够取代聚氯乙烯树脂分子链上的不稳定氯，从而有效的抑制聚氯乙烯的热降解，但是同时锌与聚氯乙烯树脂中的氯也极易形成ZnCl2，ZnCl2能够催化聚氯乙烯的降解，从而产生“锌烧”。因此本专利技术的塑料加工助剂中选择咪唑类化合物、硬质酸钙与金属锌化合物配合使用。咪唑类化合物主要为咪唑、组胺、2-巯基咪唑、1-乙酰基咪唑、咪唑-4,5-二羧酸和咪唑-1-乙酸中的一种或多种，其结构式如下。咪唑类化合物的咪唑环中的1-位氮原子的未共用电子对参与环状共轭，能够取代聚氯乙烯树脂分子链上的不稳定的氯，减少聚氯乙烯分子链上共轭双键的形成，抑制聚氯乙烯的热降解并赋予聚氯乙烯制品较好的初期白度，同时与金属锌化合物抢夺氯，抑制ZnCl2的产生。更重要的是咪唑类化合物上的游离电子基团具有强大的配位能力，能够络合金属锌化合物形成的ZnCl2，防止其催化聚氯乙烯的降解，从而有效的抑制“锌烧”，另一方面吸收聚氯乙烯产生的HCl分子，提高聚氯乙烯树脂制品的长期热稳定性能。这样通过咪唑类化合物与金属锌化合物的复配，将有机助剂与无机助剂相结合，达到协同效果。而硬脂酸钙能够吸收聚氯乙烯树脂热加工过程中因降解而释放的HCl分子，有效增强咪唑类化合物吸收HCl的能力。并且硬脂酸钙与含锌化合物复配使用时存在着一种“交换再生”的机理，使得它们不仅能够互补双方的缺陷，还能够产生协同作用大幅提升热稳定效果。辅剂中的环氧化合物具有吸收HCl的能力，当环氧化合物与由咪唑类化合物/金属锌化合物/硬脂酸钙组成的主剂复配使用时，能够在金属离子的催化作用下取代不稳定氯，还能与共轭多烯链段加成，抑制聚氯乙烯制品的着色。长链脂肪酸、多元醇与β-二酮具有较强的络合ZnCl2的能力，它们与含锌化合物并用时，能够有效的络合其发挥热稳定作用后产生的ZnCl2，从而有效的抑制“锌烧”，增强咪唑类化合物抑制“锌烧”的效果。这样通过主剂与辅剂中各组分的合理配置并相互协同，形成金属锌化合物与咪唑类化合物抑制聚氯乙烯树脂热降解，咪唑类化合物、硬脂酸钙抑制“锌烧”，环氧化合物强化咪唑类化合物吸收HCl的能力，而长链脂肪酸、多元醇与β-二酮强化抑制“锌烧”的复配体系，实现聚氯乙烯产品热加工的长效的热稳定，并且可广泛应用于各类聚氯乙烯产品及含氯树脂的塑料热加工。上述的塑料加工助剂在聚氯乙烯树脂热加工中的应用，塑料加工助剂与聚氯乙烯树脂的质量比为2～5:100。通过塑料加工助剂与聚氯乙烯树脂的合理配比，提高聚氯乙烯热加工过程的热稳定性，并降低聚氯乙烯产品初期的着色能力，使其具有长期热稳定的能力。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的塑料加工助剂主剂与辅剂中各组分合理配置，与现有的有机助剂和钙/锌复合助剂相比，避免了聚氯乙烯热加工过程中的“锌烧”，并吸收聚氯乙烯产生的HCl分子，提高了聚氯乙烯树脂热加工及后期产品的热稳定性，聚氯乙烯产品的初期白度高，而且降低了初期着色性能，可广泛应用于含氯树脂的产品热加工。附图说明图1为实施例1～5所得的塑料加工助剂的应用效果图。图2为对比例的塑料加工助剂的应用效果图。具体实施方式下面就本专利技术的具体实施方式作进一步说明。如无特别说明，本专利技术中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长效延缓热降解的塑料加工助剂，其特征在于，所述塑料加工助剂由主剂和辅剂组成，主剂的重量百分比为60wt%～80wt%，余下为辅剂，其中以重量份计，主剂由咪唑类化合物10～40份、金属锌化合物30～50份和硬脂酸钙30～50份组成，辅剂由多元醇30~50份、β‑二酮20 ~40份、环氧化合物20~40份和长链脂肪酸5~20份组成。

【技术特征摘要】
1.一种长效延缓热降解的塑料加工助剂，其特征在于，所述塑料加工助剂由主剂和辅剂组成，主剂的重量百分比为60wt%～80wt%，余下为辅剂，其中以重量份计，主剂由咪唑类化合物10～40份、金属锌化合物30～50份和硬脂酸钙30～50份组成，辅剂由多元醇30~50份、β-二酮20~40份、环氧化合物20~40份和长链脂肪酸5~20份组成。2.根据权利要求1所述的长效延缓热降解的塑料加工助剂，其特征在于，主剂的重量百分比为65wt%～75wt%，余下为辅剂，其中主剂由重量份的咪唑类化合物25～35份、金属锌化合物35～45份和硬脂酸钙35～45份组成，辅剂由重量份的多元醇35~45份、β-二酮25~35份、环氧化合物25~35份和长链脂肪酸8～15份组成。3.根据权利要求1所述的长效延缓热降解的塑料加工助剂，其特征在于，主剂的重量百分比为70wt%，辅剂为30wt%，其中主剂由重量份的咪唑类化合物30份、金属锌化合物40份和硬脂酸钙40份组成，辅剂由重量份的多元醇40份、β-二酮30份、环氧化合物30份和长链脂肪酸10份组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思，王旭，王亚停，马猛，施燕琴，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33