一种透明无酚糊膏状热稳定剂及其制备方法_2

文档序号:9927627阅读:来源:国知局
酯、双(十八胺 基亚磷酸)季戊四醇酯和二亚磷酸二(十六醇)季戊四醇酯为C16~C18链的多元醇磷酸酯。
[0021] 本发明利用了该类螯合化合物具有高磷含量2%),弥补了耐热不足的 缺陷;其中C16~C18多元醇磷酸酯螯合化合物,采用了食品级C16~C18天然椰子醇为原料, 几乎无味,稳定效果更佳;而且靶向碳链结构(C7~C10和C16~C18)的多元醇酯皆采用亚磷 酸三乙酯、三氯化磷作为主反应原料,产品不含苯酚和游离酚,使得使用该热稳定剂的产品 完全符合无酚要求。
[0022] 其中,季戊四醇往往与锌基稳定剂并用有协同效应,其可以置换烯丙基氯使PVC稳 定,但其较高的熔点262°C,无法在PVC加工成型温度(120-210°C)条件下熔融,同时其在透 明PVC加工时也被限制使用。而季戊四醇因含有多羟基结构,空间位阻较大,与PVC相容性 差,有极大的喷霜风险。本发明采用的螯合化合物为季戊四醇酯衍生的双亚磷酸酯类,有效 磷含量高、分解过氧化氢能力强、耐热性好;同时该类螯合化合物,固态熔融范围在42~60 °C,与PVC相容性良好,不析出。
[0023]此外,本发明选取的靶向碳链结构的螯合化合物,如双(十八胺基亚磷酸)季戊四 醇酯,由于其分子内含有季戊四醇、次磷酸根和脂肪胺,把主抗氧剂的自由基捕获作用、辅 助抗氧剂的氢过氧化物分解作用以及金属离子螯合作用复合在一个分子内,是一种分子内 复合型抗氧剂和热稳定剂;其与金属离子螯合时,除亚磷酸的氧原子参与螯合外,胺中的氮 原子也参与螯合,从而使螯合物更稳定,因此抗氧性能和稳定性都明显增强。
[0024]所述降粘剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯、二苯甲酸二甘醇酯、4,5-环 氧己烷-1,2-二甲酸二辛酯、白油的一种或一种以上按任意比例混合的混合物。其中,白油 以直馏馏份油、加氢裂化馏份油或低硫直馏航煤为原料,经深度加氢精制后分馏而制成。现 有技术条件下的糊状和半流质固-液相复合热稳定剂产品,或因粘度较大,分散流动性不 佳;或因粘度较小,短时间会出现固-液相分层,有品质不稳定风险,不适合长时间储存。本 发明采用降粘剂介入固-液相体系,其分子两端的不同基团分别对两相具有亲和性,使两相 均将其看作本相的成分,即分子排列在两相之间,使两相的表面相当于融入分子内部,从而 降低表面自由能。也就是说,由于两相都将其看作本相的一个组分,通过这种方式淡化了两 个相的界面,使得表面张力和表面自由能得以降低,从而降低了固-液相体系的粘度,使得 分散流动性好,并保持粘度的稳定,抑制了固-液相分层现象。此外,本发明采用的4,5-环氧 己烷-1,2-二甲酸二辛酯,因其分子结构为特殊的环氧结构,其对树脂深加工具有一定的耐 热补偿性能。
[0025]所述环氧化合物为环氧大豆油、不饱和脂肪酸环氧酯、环氧油酸丁酯、环氧油酸辛 酯、环氧油酸癸酯的一种或一种以上按任意比例混合的混合物。其中,所述的环氧化合物及 其衍生物的性能指标范围:环氧乙烷氧含量4.5-6.6%,碘值< 6.0。
[0026] 所述水滑石为镁铝二元水滑石、锌铝二元水滑石和镁铝锌三元水滑石的一种或一 种以上按任意比例混合的混合物;所述镁铝二元水滑石中MgO/Al2〇3的浓度比为(4.0~ 4.5): 1,所述锌铝二元水滑石中ZnO/Al2〇3的浓度比为(0.5~1.0): 1,所述镁铝锌三元水滑 石中MgO/ZnO/Al2〇3的浓度比为(1 ? 0~2 ? 5): (0 ? 25~0 ? 5): 1。
[0027] 所述二酮为二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、异戊酰苯甲酰甲烷、辛苯甲酰甲 烷、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的一种或一种以上按任意比例混合的混合物。二酮与钙锌 主稳定剂协同发挥作用,可明显提高PVC的热稳定性,且对PVC具有增强和增韧的效果。
[0028] 所述抗氧剂为受阻酚类抗氧化剂,所述受阻酚类抗氧化剂为0-(3,5_二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和四[0-(3,5_二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的一 种或两种任意比例的混合物。受阻酚类抗氧化剂和螯合化合物协同作用,有效地解决了制 品工艺初期着色(透明度)和后期老化(耐热性)的问题。
[0029] 优选的,一种透明无酚糊膏状热稳定剂,包括以下按重量份计的组成: 钙盐主稳定剂 2-8份 锌盐主稳定剂 10-20份 水滑石 10-20份 (3 -二酮 3-1Q 份
[0030] 抗氧剂 5-10份 螯合化合物 8-18份 降粘剂 8-15份 环氧化合物 35-45份。
[0031] 优选的,一种透明无酚糊膏状热稳定剂,包括以下按重量份计的组成: 钙盐主稳定剂 3-5份
[0032] 锌盐主稳定剂 10-15份 水滑石 15-20份 (3 -二酮 3-8 份 抗氧剂 5-8份
[0033] 螯合化合物 12-18份 降粘剂 8-12份 环氧化合物 35-40份。
[0034] 优选的,一种透明无酚糊膏状热稳定剂,包括以下按重量份计的组成: 钙盐主稳定剂 3份 锌盐主稳定剂 10份 水滑石 17份 P -二酾 5份
[0035] 抗氧剂 6份 螯合化合物 13份 降粘剂 8份 环氧化合物 38份。
[0036] 所述的透明无酚糊膏状热稳定剂的制备方法包括以下步骤:
[0037] 步骤一、按照上述配方计量,将环氧化合物、降粘剂、螯合化合物依次投放到防爆 高速混合反应釜,在55-62°C条件下混合5-8min;
[0038] 步骤二、然后按顺序投放上述配方计量的钙盐主稳定剂、锌盐主稳定剂、水滑石, 在55-62°C条件下混合15-20min;
[0039]步骤三、最后将二酮以及抗氧剂投放到高速反应釜,在55-62°C条件下混合25-35min后,再静置消泡10-15min,冷却物料至35±2°C,即制得透明无酚糊膏状热稳定剂。 [0040]优选的,所述步骤一和步骤二的温度分别控制在58-62°C。
[0041 ] 优选的,所述步骤一和步骤二的高速混合反应釜的转速分别为600-1200r/min。
[0042] 本发明与现有技术相比,有益效果在于:
[0043] 1)本发明一种透明无酚糊膏状热稳定剂,包括以下按重量份计的组成:钙盐主稳 定剂2-10份,锌盐主稳定剂10-25份,水滑石12-25份,二酮3-12份,抗氧剂3-10份,螯合化 合物8-20份,降粘剂5-15份,环氧化合物32-55份,由于遴选无酸工艺合成的祀向碳链结构 的多元醇酯螯合化合物,塑料加工过程没有苯酚及苯酚衍生物出现,使得使用该热稳定剂 的产品完全符合无酚要求;并利用了该类物质具有高磷含量,弥补了耐热不足的缺陷,可以 使PVC制品存放时间大大延长,制品不变红;同时使得PVC制品透明度高、耐热性能优良;
[0044] 2)本发明采用的螯合化合物为季戊四醇酯衍生的双亚磷酸酯类,其与锌基稳定剂 并用有协同效应,该类螯合化合物有效磷含量高、分解过氧化氢能力强、耐热性好;同时该 类螯合化合物,固态熔融范围在42~60 °C,与PVC相容性良好,不析出;
[0045] 3)本发明采用降粘剂介入固-液相体系,其分子两端的不同基团分别对两相具有 亲和性,使两相均将其看作本相的成分,通过这种方式淡化了两个相的界面,使得表面张力 和表面自由能得以降低,从而降低了固-液相体系的粘度,使其分散流动性好,并保持粘度 的稳定,抑制了固 -液相分层现象;
[0046] 4)本发明制备方法简单,生产成本低,有较高的市场应用价值。
【具体实施方式】
[0047] 下面将结合具体实施例对本发明及其有益效果作进一步详细说明,但是,本发明 的【具体实施方式】并不局限于此。
[0048] 实施例1
[0049]称取4kg二亚磷酸二硬脂基季戊四醇酯、8kg二亚磷酸二异葵酯基季戊四醇酯、7kg 2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯、40kg环氧大豆油,依次投放到防爆高速混合反应釜 中,混合转速设为600r/min,在58°C条件下混合7min;然后按顺序投放2kg硬脂酸妈、12kg硬 脂酸锌、18kg镁铝二元水滑石,同时将混合转速提升至800r/min,在58°C条件下混合15min; 最后往混合反应釜投放5kg二苯甲酰甲烷、4kgP-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八 碳醇酯,在相同转速和温度条件下混合30min,在58°C条件下静置消泡15min,冷却物料至35 °C,即可获得本发明所述透明无酚糊膏状热稳定剂。
[0050] 实施例2
[0051]称取6kg双(十八胺基亚磷酸)季戊四醇酯、8kg二亚磷酸二异葵酯基季戊四醇酯、 8kg的2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯、37kg不饱和脂肪酸环氧酯,依次投放到防爆 高速混合反应爸中,混合转速设为600r/min,在58°C条件下混合8min;然后按顺序投放10kg 硬脂酸
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