一种含氮杂环稀土稳定剂制造技术

本发明专利技术属于PVC加工助剂领域。本发明专利技术涉及一种含氮杂环稀土稳定剂，该方法以1H‑吡咯‑2,3,4,5‑四甲酸乙酯、脂肪胺、镧系物作为原料，经过取代、酯化等多步骤反应得到了一种含氮杂环稀土稳定剂材料。该新型氮杂环稀土稳定剂不仅有效解决目前常用PVC稀土稳定剂热稳定性不理想的问题，具有高效热稳定的同时，还具有光稳定、润滑等性能，亦可与其他热稳定剂复配使用，该材料可广泛用于PVC各类制品中。

【技术实现步骤摘要】
一种含氮杂环稀土稳定剂
本专利技术涉及一种含氮杂环稀土稳定剂。本专利技术属于PVC加工助剂领域。
技术介绍
PVC是世界五大通用塑料之一，世界产量仅次于聚乙烯。聚氯乙烯由于具有各种优异的性能，如较好的力学性能、阻燃性、耐腐蚀性和低廉的价格被广泛应用到化学工业、建筑、轻工业、包装和电缆等各个领域当中。然而，在PVC的合成过程中，会产生大量结构缺陷，如烯丙基氯、叔氯等。因为这些不稳定缺陷的存在，使得PVC在加工过程中容易发生脱氯化氢反应而降解，严重影响PVC加工性能和力学性能，因此必须向PVC树脂中添加热稳定剂。目前，主要的热稳定剂包括铅盐类稳定剂、金属皂类稳定剂和有机锡化合物。但是这些稳定剂存在有毒、环境污染或者高成本方面的缺点。因此，无毒环保型热稳定剂逐渐成为研究的焦点。稀土稳定剂是一种新型的稳定剂，具有高效、无毒等优点，并且与其他稳定剂有良好的协同作用。稀土热稳定剂的这些特点使它成为少数满足环保要求的热稳定剂种类之一。近年来，掀起了稀土稳定剂研究的热潮。有以苹果酸、肉豆蔻酸、氰尿酸、N-直链烷基马来酰胺酸、一元羧酸、二元羧酸等有机酸为配体的轻稀土稳定剂，但大多数单独使用效果不理想。此外，含氮类化合物稳定剂主要是含氮有机物，常见的有硫脲类，巴比妥酸类，尿嘧啶等。其中，尿嘧啶具有高效的HCl吸收能力，作为单一主稳定剂长期热稳定效果不佳，但可以作为辅助类热稳定剂可发挥出更加出色的性能。且可与ZnCl2络合，抑制烧锌现象，发展潜力巨大。鉴于上述因素，考虑到稀土热稳定剂与含氮有机物在PVC热稳定性的优势，开发一种具有综合性能及成本优势的有机稀土热稳定剂就显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中PVC稀土稳定剂单一使用热稳定性不理想的问题，提供了一种含氮杂环稀土稳定剂，其使用1H-吡咯-2,3,4,5-四甲酸乙酯、脂肪胺、镧系物作为原料，经过取代、酯化等多步骤反应得到了一种含氮杂环稀土稳定剂材料，在具有高效热稳定的同时，还具有光稳定、润滑等性能，亦可与其他热稳定剂复配使用，该材料可广泛用于PVC各类制品中。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含氮杂环稀土稳定剂，其结构式如下所示：其中，-R为C16H33或C18H37。一种含氮杂环稀土稳定剂的制备方法，包含以下步骤：(1)将1mol1H-吡咯-2,3,4,5-四甲酸乙酯溶入含有1mol氢氧化钾的30mol乙醇中，搅拌加热回流12-16h，过滤，减压蒸馏，溶于10mol去离子水，加入1mol盐酸，搅拌0.5h，加入15mol乙醚后震荡，分液，取有机相，减压蒸馏，得到中间产物I；(2)将1molI加入5mol醋酸酐中，搅拌加热回流3-5h，反应结束后，减压蒸馏，得到中间产物II；(3)将1molII溶于20mol乙腈中，加入2.2-2.5mol脂肪胺，室温下搅拌10-20h，反应结束后，减压蒸馏、晾干，即得中间产物III；(4)将1molIII、20mol无水乙醇加入到三口瓶中，放入恒温槽，加热到55-80℃，然后加入0.6-0.7mol镧系物，充分搅拌均匀，用滴液漏斗逐滴加入适量的碱性溶液，缓慢滴加，调节PH为5-7，恒温搅拌6h，静置，待冷却至室温，用真空泵进行抽滤，用去离子水洗涤3次，将所得物放入恒温干燥箱中，设置温度为75℃进行烘干，得目标产物IV。作为优选，所述脂肪胺为十六胺或十八胺。作为优选，所述镧系物为氯化镧或硝酸镧。作为优选，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或稀氨水溶液。本专利技术的提供的新型含氮杂环稀土稳定剂，其制备流程如下：本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供了一种含氮杂环稀土稳定剂，分子结构中含有双分子吡咯环、羧基、酰胺、脂肪长链、镧素结构。首先、稀土镧提供空轨道可供氯自由基络合，捕捉氯离子和HCl；第二、仲氨基可提供活性自由基，与氯自由基反应终止；第三、酯基酰胺基中的O、N可与稀土镧形成配位键且有吸附HCl的作用；第四、长脂肪链可提供增塑作用，降低PVC的加工温度；第五、吡咯环中的共轭双键可与PVC分解过程中形成的双键发成加成反应，可终止PVC分子链的降解，抑制变色，且可提高PVC的力学强度。(2)本专利技术提供了一种含氮杂环稀土稳定剂，目标产物的稀土元素可吸收230-320mm的紫外线，可减缓老化，提高耐候性，具有光稳定性。(3)本专利技术提供了一种含氮杂环稀土稳定剂，目标产物的长脂肪链结构可分散于PVC分子链间，弱化PVC的分子间作用力，具有增塑润滑性。(4)本专利技术提供了一种含氮杂环稀土稳定剂，具有从PVC初期脱氯自由基、HCl到后期形成双键的整个降解过程起热稳定剂作用，具有高效的热稳定作用；且具有光稳定、增塑润滑性；同时无毒环保、透明、提升力学性能。具体实施方式：以下结合实施例对本专利技术进行详细说明。但应理解，以下实施例仅是对本专利技术实施方式的举例说明，而非是对本专利技术的范围限定。实施例1一种含氮杂环稀土稳定剂的制备方法，包含以下步骤：(1)将1mol1H-吡咯-2,3,4,5-四甲酸乙酯溶入含有1mol氢氧化钾的30mol乙醇中，搅拌加热回流12h，过滤，减压蒸馏，溶于10mol去离子水，加入1mol盐酸，搅拌0.5h，加入15mol乙醚后震荡，分液，取有机相，减压蒸馏，得到中间产物I；(2)将1molI加入5mol醋酸酐中，搅拌加热回流4h，反应结束后，减压蒸馏，得到中间产物II；(3)将1molII溶于20mol乙腈中，加入2.2mol十六胺，室温下搅拌20h，反应结束后，减压蒸馏、晾干，即得中间产物III；(4)将1molIII、20mol无水乙醇加入到三口瓶中，放入恒温槽，加热到60℃，然后加入0.7mol氯化镧，充分搅拌均匀，用滴液漏斗逐滴加入适量的氢氧化钠溶液，缓慢滴加，调节PH为6，恒温搅拌6h，静置，待冷却至室温，用真空泵进行抽滤，用去离子水洗涤3次，将所得物放入恒温干燥箱中，设置温度为75℃进行烘干，得目标产物IV。其红外数据如下：3417cm-1：-OH存在；3121cm-1：-NH-存在；1673cm-1：-C＝O存在；1614cm-1：-C＝C-存在；1485cm-1、1580cm-1：酰胺N-H存在并减弱；1350cm-1：C-N存在；1382cm-1、1427cm-1：羧酸盐存在；793cm-1：O-La存在。实施例2一种含氮杂环稀土稳定剂的制备方法，包含以下步骤：(1)将1mol1H-吡咯-2,3,4,5-四甲酸乙酯溶入含有1mol氢氧化钾的30mol乙醇中，搅拌加热回流16h，过滤，减压蒸馏，溶于10mol去离子水，加入1mol盐酸，搅拌0.5h，加入15mol乙醚后震荡，分液，取有机相，减压蒸馏，得到中间产物I；(2)将1molI加入5mol醋酸酐中，搅拌加热回流3h，反应结束后，减压蒸馏，得到中间产物II；(3)将1molII溶于20mol乙腈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氮杂环稀土稳定剂，其特征在于，其结构式如下所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种含氮杂环稀土稳定剂，其特征在于，其结构式如下所示：



其中，-R为C16H33或C18H37。


2.一种含氮杂环稀土稳定剂的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：
(1)将1mol1H-吡咯-2,3,4,5-四甲酸乙酯溶入含有1mol氢氧化钾的30mol乙醇中，搅拌加热回流12-16h，过滤，减压蒸馏，溶于10mol去离子水，加入1mol盐酸，搅拌0.5h，加入15mol乙醚后震荡，分液，取有机相，减压蒸馏，得到中间产物I；
(2)将1molI加入5mol醋酸酐中，搅拌加热回流3-5h，反应结束后，减压蒸馏，得到中间产物II；
(3)将1molII溶于20mol乙腈中，加入2.2-2.5mol脂肪胺，室温下搅拌10-20h，反应结束后，减压蒸馏、晾干，即得中...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，
申请(专利权)人：常州佑佳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32