一种改性氯化石蜡及其制备方法和其在PVC制品中的应用技术

本发明专利技术公开了一种改性氯化石蜡及其制备方法和其在PVC制品中的应用，涉及PVC加工助剂技术领域，所述改性氯化石蜡的结构式为：

【技术实现步骤摘要】
一种改性氯化石蜡及其制备方法和其在PVC制品中的应用
本专利技术涉及PVC加工助剂
，尤其涉及一种改性氯化石蜡及其制备方法和其在PVC制品中的应用。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)是最早实现工业化的树脂，曾是产量最大的通用树脂，应用非常广泛，在材料工程中占据着重要的地位。PVC物理性能优良，同时又具有良好的化学稳定性和阻燃性，耐磨损性和耐腐蚀性能也比一般的树脂高，此外PVC的综合力学性能也比较优良，重要的是其价格低廉、原材料来源广泛，这些优点使得PVC具有广泛的应用。然而，如特种缓冲垫等这些处于循环应力场作用下的PVC制件，其在应用中往往要承受较大的冲击载荷，而处于循环应力场和处于静态应力场环境下，材料的动态力学性能完全不同。因此，提高PVC制品的动态力学性能以延长制品使用寿命、扩大PVC应用范围是十分有必要的。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种改性氯化石蜡及其制备方法和其在PVC制品中的应用，通过将间苯二甲酸酯结构引入氯化石蜡中，将其作为助剂用于PVC加工，显著提高PVC材料的动态力学性能。本专利技术提出的一种改性氯化石蜡，其结构式如式(Ⅰ)所示：其中，R1为-CnH2n+2-xClx-1，n＝12-24，x＝6-7；R2O为低分子量聚醚多元醇参与酯化反应后的基团。优选地，所述低分子聚醚多元醇的分子量为1000-2000。本专利技术还提出了上述改性氯化石蜡的制备方法，其合成路线为：包括以下步骤：(1)5-巯基间苯二甲酸的合成：以式(Ⅱ)化合物为原料，在惰性气体保护下与硫氢化盐反应生成5-巯基间苯二甲酸(Ⅲ)，简称为SDA；其中，式(Ⅱ)化合物中，R3为-NO2、-F、-Cl、-Br；(2)5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡：以叔丁醇为催化剂，将5-巯基间苯二甲酸(Ⅲ)在惰性气体保护下与氯化石蜡进行取代反应，生成式(Ⅳ)，简称为CP-SDA；(3)酯化反应：将5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡(Ⅳ)在惰性气体保护下与低分子量聚醚多元醇进行酯化反应，即得改性氯化石蜡(Ⅰ)，简称为CP-SDE。优选地，具体包括以下步骤：(1)5-巯基间苯二甲酸的合成：将甲醇和硫氢化盐加入到反应器中，升温至50-55℃，滴加式(Ⅱ)化合物，在惰性气体保护下反应10-14h；待反应结束后，在90-100℃下真空干燥2-3h，得浅黄色液体产物SDA(Ⅲ)；(2)5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡：将丙酮和氯化石蜡加入到反应器中，搅拌，加入SDA(Ⅲ)和叔丁醇钾，升温至60-65℃，在惰性气体保护下反应10-14h；待反应结束后，在90-100℃下真空干燥2-3h，得淡黄色液体产物CP-SDA(Ⅳ)；(3)酯化反应：将CP-SDA(Ⅳ)加入到反应器中，再加入低分子聚醚多元醇，升温至60-70℃，在惰性气体保护下反应3-6h；待反应结束后，在90-100℃下真空干燥2-3h，得淡黄色液体产物CP-SDE(Ⅰ)。优选地，步骤(1)中，还包括萃取提纯，是将浅黄色液体产物SDA加入到乙醇中进行萃取，然后分离，再在90-100℃下真空干燥2-3h；优选地，步骤(2)中，反应结束后还包括萃取提纯，是将反应产物采用乙醇进行萃取，分离，在90-100℃下真空干燥2-3h，得淡黄色液体；然后将淡黄色液体加入到四氢呋喃中，用盐酸调节pH值至4，再加入到乙醇中进行萃取，分离，在90-100℃下真空干燥2-3h，即得淡黄色液体产物CP-SDA；优选地，步骤(3)中，反应结束后还包括萃取提纯，是将反应产物采用乙醇进行萃取，分离，然后在90-100℃下真空干燥2-3h，即得淡黄色液体产物CP-SDE。优选地，步骤(1)中，甲醇和硫氢化钠的摩尔份比为9-11：1；优选地，硫氢化钠和5-氯间苯二甲酸的摩尔份比为1-1.2：1。优选地，步骤(2)中，丙酮和氯化石蜡的摩尔份比为9-11：1；优选地，氯化石蜡和SDA的摩尔份比为1-1.2：1；优选地，叔丁醇钾和氯化石蜡的摩尔份比为1.8-2.2：1。优选地，步骤(3)中，CP-SDA和低分子聚醚多元醇的摩尔份比为1：3-5。本专利技术还提出了上述改性氯化石蜡在PVC制品中的应用。上述改性氯化石蜡作为加工助剂用于PVC制品加工中，尤其适用于特种缓冲垫等处于循环应力场作用下的PVC制件。优选地，以PVC基料重量计，改性氯化石蜡添加量为PVC基料的1-3％。有益效果：本专利技术提出了一种改性氯化石蜡，采用亲核取代将间苯二甲酸结构引入氯化石蜡中，再采用低分子量聚醚多元醇与间苯二甲酸上的羧基发生酯化反应，从而将聚醚多元醇中的柔性分子链引入到氯化石蜡中。将改性氯化石蜡添加到PVC材料后，能够有效降低PVC材料的储能模量，增加材料的减震缓冲效果，动态力学性能提高显著。这是由于向增塑剂氯化石蜡引入苯环结构，并且带有醚键，在增加增塑效果的同时提高了增塑剂和PVC材料的相容性，PVC分子链活动能力增强，使材料在收到交变应力场作用时更容易产生形变，储能模量有所降低，当PVC材料受到外部冲击能量后，能量不会以势能的形式大量存储在材料内部，而是通过分子链段运动的动能和分子链段相对位移时产生热能等形式被耗散掉，从而提高材料的减震缓冲作用。另外，由于含有苯环结构且分子量较大，添加后材料的硬度不会有较大幅度下降。附图说明图1为本专利技术实施例1中制备的SDA的红外谱图；图2为本专利技术实施例1中制备的CP-SDA的红外谱图。具体实施方式本专利技术提出的一种改性氯化石蜡，其合成路线为：包括以下步骤：(1)5-巯基间苯二甲酸的合成：以式(Ⅱ)化合物为原料，在惰性气体保护下与硫氢化盐反应生成5-巯基间苯二甲酸(Ⅲ)，简称为SDA；其中，式(Ⅱ)化合物中，R3为-NO2、-F、-Cl、-Br；(2)5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡：以叔丁醇为催化剂，将5-巯基间苯二甲酸(Ⅲ)在惰性气体保护下与氯化石蜡进行取代反应，生成式(Ⅳ)，简称为CP-SDA；(3)酯化反应：将5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡(Ⅳ)在惰性气体保护下与低分子量聚醚多元醇进行酯化反应，即得改性氯化石蜡(Ⅰ)，简称为CP-SDE。下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种改性氯化石蜡，包括以下步骤：(1)5-巯基间苯二甲酸的合成在反应器中加入100份(摩尔份，下同)甲醇和10份硫氢化钠，升温至50℃后，缓慢滴加10份5-氯间苯二甲酸，氮气保护下反应12h。待反应结束后，100℃真空干燥2h。得到浅黄色液体，倒入乙醇中萃取，100℃真空干燥2h，得到浅黄色液体产物SDA。(2)5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡在反应器中加入100份丙酮和10份氯化石蜡CP，搅拌溶解后加入10份第一步反应产物SDA和20份叔丁醇钾，在氮气保护、60℃条件下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性氯化石蜡，其特征在于，其结构式如式(Ⅰ)所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种改性氯化石蜡，其特征在于，其结构式如式(Ⅰ)所示：



其中，R1为-CnH2n+2-xClx-1，n＝12-24，x＝6-7；R2O为低分子量聚醚多元醇参与酯化反应后的基团。


2.根据权利要求1所述的改性氯化石蜡，其特征在于，所述低分子聚醚多元醇的分子量为1000-2000。


3.一种如权利要求1或2所述的改性氯化石蜡的制备方法，其特征在于，其合成路线为：



包括以下步骤：
(1)5-巯基间苯二甲酸的合成：以式(Ⅱ)化合物为原料，在惰性气体保护下与硫氢化盐反应生成5-巯基间苯二甲酸(Ⅲ)，简称为SDA；其中，式(Ⅱ)化合物中，R3为-NO2、-F、-Cl、-Br；
(2)5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡：以叔丁醇为催化剂，将5-巯基间苯二甲酸(Ⅲ)在惰性气体保护下与氯化石蜡进行取代反应，生成式(Ⅳ)，简称为CP-SDA；
(3)酯化反应：将5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡(Ⅳ)在惰性气体保护下与低分子量聚醚多元醇进行酯化反应，即得改性氯化石蜡(Ⅰ)，简称为CP-SDE。


4.根据权利要求3所述的改性氯化石蜡的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)5-巯基间苯二甲酸的合成：将甲醇和硫氢化盐加入到反应器中，升温至50-55℃，滴加式(Ⅱ)化合物，在惰性气体保护下反应10-14h；待反应结束后，在90-100℃下真空干燥2-3h，得浅黄色液体产物SDA(Ⅲ)；
(2)5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡：将丙酮和氯化石蜡加入到反应器中，搅拌，加入SDA(Ⅲ)和叔丁醇钾，升温至60-65℃，在惰性气体保护下反应10-14h；待反应结束后，在90-100℃下真空干燥2-3h，得淡黄色液体产物CP-SDA(Ⅳ)；
(3)酯化反应：将CP-SDA(Ⅳ)加入到反应器中，再加入低分子聚醚多元醇，升温至60-70℃，在惰性气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中立，程家丰，王西弱，姚尚群，王文本，王西宇，
申请(专利权)人：安徽星鑫化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34