一种PVC稳定剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种PVC稳定剂及其制备方法，本发明专利技术的PVC稳定剂结构中包含和PVC结构相似的氢化聚丁二烯片段，大大提高了整体结构在PVC中的相容性，是一种低析出的稳定剂。本发明专利技术的稳定剂不含金属盐，能够直接与氯化氢反应，吸收氯离子的方式非常牢固，不会导致氯化氢的二次析出，稳定性好，且成本低，易于合成。易于合成。易于合成。

【技术实现步骤摘要】
一种PVC稳定剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及PVC稳定剂领域，具体涉及一种PVC稳定剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及ABS并称五大热塑性合成树脂。在世界范围内，在几大通用合成树脂中，PVC的产量仅低于聚乙烯，居第二位。PVC是由聚乙烯聚合而成，具有优秀的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阻燃性和力学性能，且兼具质量轻、强度高、成本低等优点，广泛应用于工农业、建筑、电子电气及生活日用品等领域。
[0003]PVC在热加工过程中结构易变化，稳定性差。PVC的热加工温度为180℃左右，在不加助剂的情况下，PVC在100℃
‑
120℃就会分解，在200℃时会迅速脱去HCl。这是因为在制造PVC的过程中，由于自动氧化反应、链终止反应与微量氧的共聚反应及一些尚未明确的副反应产生了不稳定的C
‑
Cl键，受热分解释放出HCl，而HCl又会对PVC的继续分解起到催化作用，使PVC最后转变成含有不饱和的共轭双键结构(多烯序列)，这样的连串反应，最后导致了大分子链上出现长的多烯序列，当大分子链上的双键数大于6时，PVC会变色，由正常的无色透明状逐渐转变为淡黄、黄色、黄橙色、橙红色、直至棕褐色。如果继续受热就会发生聚合物链的断裂，导致机械性能和耐化学性逐步下降。所以，聚氯乙烯加工中必须加入一定量的热稳定剂，以防止和抑制树脂的变色、降解。
[0004]作为PVC的热稳定剂应具备预防功能和钝化作用。其中预防功能包括两个方面，一方面是吸收PVC热降解释放出的HCl，另一方面是消除PVC不稳定的氯原子，从而防止HCl的产生。
[0005]热稳定剂种类繁多，常用的主要有铅盐类稳定剂、金属皂类稳定剂、有机锡类稳定剂、复合稳定剂等四大类，其中铅盐类稳定剂曾是PVC最常用的热稳定剂，价格低廉，热稳定性好，但其毒性大，易对环境造成污染。有机锡类和金属皂类是目前常用的无毒稳定剂。有机锡类价格高昂，考虑经济成本效益，其应用受到限制。金属皂类单独使用效果差，通常将主、辅金属皂和辅助稳定剂进行复配，获得复合热稳定剂。其中钙锌类热稳定剂不但可以取代铅镉盐类有毒稳定剂，而且具有相当好的热稳定性、光稳定性和透明性及着色力，是一种良好的无毒稳定剂。但由于钙锌稳定剂与PVC发生稳定反应后生成的产物是氯化锌，这种物质对PVC降解具有强烈的催化作用，PVC会在短时间内发生恶性降解而变黑焦化，称为“锌烧”现象。并且钙锌稳定剂在使用的过程中会出现析出，易结垢，长期稳定性不好的特点。正是由于这些特点，在一定程度上限制了钙锌稳定剂的使用。
[0006]传统稳定剂和PVC并不完全相容，是否相容很大程度上影响PVC的稳定性。不相容部分会在加工过程中或是在后续使用过程中慢慢从PVC中析出，从而在规整的PVC结构中引入一些小的断点，进而影响PVC的整体力学强度和寿命。
[0007]同时，当稳定剂的相容性不良时，会从制品内部向外部表面移动，最后留在制品表面上。如果喷出物是粉状的固体物质，则称为喷霜；如果喷出的是液体则称为“出汗”。一般说来，某些金属皂、润滑剂和马来酸酯类有机锡，容易引起喷霜；亚磷酸酯、磷酸酯等PVC稳
定剂也会使喷霜增多。
[0008]因此，开发出一种能解决上述问题的PVC稳定剂是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0009]专利技术目的：为解决以上现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种相容性好、成本低、稳定性好的PVC稳定剂。
[0010]技术方案：
[0011]本专利技术提供一种式I所示的PVC稳定剂：
[0012][0013]其中，
[0014]n1、n2和n3各自独立地表示0
‑
200(例如0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、112、114、116、118、120、122、124、126、128、130、132、134、136、138、140、142、144、146、148、150、152、154、156、158、160、162、164、166、168、170、172、174、176、178、180、182、184、186、188、190、192、194、196、198、200，或其中的任意点值)的整数；
[0015]R1、R2和R3各自独立地表示各自独立地表示其中，中的一个或更多个
‑
CH2‑
可被
‑
O
‑
替代，一个或更多个环中单键可被双键替代，其中替代，一个或更多个环中单键可被双键替代，其中中的一个或更多个
‑
H可分别独立地被
‑
F或
‑
Cl取代，一个或更多个环中
‑
CH＝可被
‑
N＝替代；以及
[0016]Z1和Z2各自独立地表示单键、
‑
CH2‑
、
‑
CH2O
‑
、
‑
OCH2‑
、
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CH2CH2‑
、
‑
CF2CF2‑
、
‑
(CH2)4‑
、
‑
CF2O
‑
或
‑
OCF2‑
。
[0017]在本专利技术的一些实施方案中，优选地，n1、n2和n3各自独立地表示50、100、150或200。
[0018]在本专利技术中，通式I的化合物与HCl的反应原理为：
[0019][0020]本专利技术还提供上述通式I化合物的制备方法，包括如下步骤：
[0021]1)将异氰酸酯三聚体在溶剂中充分溶解，在氮气环境下，加入有机锡催化剂，控温0℃
‑
10℃(例如0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃)，匀速滴加氢化聚丁二烯二元醇，滴加时间为2h
‑
12h(2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h)；
[0022]2)控温40℃
‑
120℃，加入丁二酸酐，通过酸值控制反应进度；
[0023]3)将1,3
‑
双(4,5
‑
二氢
‑2‑
恶唑基)苯加入反应体系中，反应完全后，离心、干燥，得产物。
[0024]在本专利技术的一些实施方案中，在步骤1)中，异氰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通式I的PVC稳定剂：其中，n1、n2和n3各自独立地表示0
‑
200的整数；R1、R2和R3各自独立地表示各自独立地表示其中，中的一个或更多个
‑
CH2‑
可被
‑
O
‑
替代，一个或更多个环中单键可被双键替代，其中替代，一个或更多个环中单键可被双键替代，其中中的一个或更多个
‑
H可分别独立地被
‑
F或
‑
Cl取代，一个或更多个环中
‑
CH＝可被
‑
N＝替代；以及Z1和Z2各自独立地表示单键、
‑
CH2‑
、
‑
CH2O
‑
、
‑
OCH2‑
、
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CH2CH2‑
、
‑
CF2CF2‑
、
‑
(CH2)4‑
、
‑
CF2O
‑
或
‑
OCF2‑
。2.根据权利要求1所述的PVC稳定剂，其特征在于，所述n1、n2和n3各自独立地表示50、100、150或200。3.一种权利要求1或2所述通式I化合物的制备方法，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙殿波，武爱民，
申请(专利权)人：山东利凯塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：