專(zhuān)利名稱(chēng)：一種復(fù)配型熱穩(wěn)定劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工助劑，尤其是涉及一種PVC電纜料適用的復(fù)配型熱穩(wěn)定劑。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)的環(huán)保型穩(wěn)定劑還處于研發(fā)階段，大多數(shù)商品化的鈣、鋅固體穩(wěn)定劑都是硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、堿式碳酸鋁、鎂(給稱(chēng)水滑石)、β-二酮等簡(jiǎn)單混合，以上各組分都是外購(gòu)的普通、傳統(tǒng)商品化產(chǎn)品，并無(wú)新技術(shù)、新材料出現(xiàn)、最大的缺陷有部分產(chǎn)品還添加鉛成分(當(dāng)然都是控制在限量以?xún)?nèi)的)；而液體的鈣、鋅產(chǎn)品基本上是本世紀(jì)80年代的技術(shù)，都使用2-乙基己酸、油酸、苯甲酸等有機(jī)羧酸作原料采用傳統(tǒng)的皂化-復(fù)反解工藝或直接氫化工藝和鈣、鎂、鋅反應(yīng)生成單組分加亞磷酸—苯二異辛酯、環(huán)氧大豆油、β-二酮等復(fù)配而成，這類(lèi)產(chǎn)品金屬含量低，其中鈣≤6％、鋅≤12％、鎂≤5％、鋇≤16％，導(dǎo)致熱穩(wěn)定效應(yīng)極差，用于PVC塑料制品對(duì)其通明度等性能均不理想，而且由于電纜料對(duì)體積電阻率、200℃剛果紅檢測(cè)、銅芯氧化等有很?chē)?yán)格的要求，所以迄今為止，全球未見(jiàn)有報(bào)道能在PVC電纜料加工上應(yīng)用的液體熱穩(wěn)定劑。
美國(guó)、日本、歐洲早在上世紀(jì)60年代開(kāi)始對(duì)環(huán)保型熱穩(wěn)定劑的研發(fā)，到70年代已有針對(duì)過(guò)堿基性鈣、鋅、鋇研發(fā)的大量研究論文和專(zhuān)利發(fā)道，如美國(guó)專(zhuān)利號(hào)為2.616，904、2.767，164、2.798，852、3.027，325、3.031，28k等。但這些專(zhuān)利技術(shù)在實(shí)施時(shí)具有同樣的問(wèn)題一是工藝過(guò)繁雜、操作技極難控制；二是雖然可以制備高含量、高純度的單組分，但成本太高，無(wú)法進(jìn)行工業(yè)化實(shí)施，因此無(wú)實(shí)際使用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決熱穩(wěn)定劑存在的上述問(wèn)題，提供一種成本適中，工藝簡(jiǎn)便，熱穩(wěn)定性好的液體穩(wěn)定劑。
本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的熱穩(wěn)定劑的配方是以重量份數(shù)計(jì)，鈣金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)40～60、鋅金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)5～20、鎂金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)5～20、鋇金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)15～40，有機(jī)穩(wěn)定劑5～20，協(xié)同穩(wěn)定劑5～8；其中所述的有機(jī)穩(wěn)定劑是二苯基硫脲或硬脂酰苯烷，所述的協(xié)同穩(wěn)定劑是亞磷酸酯類(lèi)物質(zhì)。
所述有機(jī)液體單組分物質(zhì)是鈣、鋅、鎂、鋇金屬的有機(jī)鹽的混合物，這里有機(jī)鹽是指過(guò)堿羧酸鹽、過(guò)堿碳酸鹽、過(guò)堿酚鹽任意一種或混合物。所述鈣金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)中鈣金屬的含量為4％～12％；所述鋅金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)中鋅金屬的含量為10％～20％；所述鎂金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)中鎂金屬的含量為4％～12％；所述鋇金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)中鋇金屬的含量為28％～50％。
作為優(yōu)選，所述有機(jī)穩(wěn)定劑也可以是硬脂酰-苯甲酰-甲烷或β-氨基丁烯酸酯；作為優(yōu)選，所述協(xié)同穩(wěn)定劑也可以是包括環(huán)氧大豆油、妥兒油脂肪酸在內(nèi)的環(huán)氧化合物，或者是多元醇和二氫吡啶、β-氧化羧酸酯、1-3-二酮、三羥基甲基丙烷的任意一種。
本發(fā)明的理論依據(jù)為PVC制品加工技術(shù)中可以涉及到的金屬，我們按照金屬化合物的穩(wěn)定功能可分為兩大類(lèi)，即Cd、Zn類(lèi)和Ba、Ca、Mg類(lèi)。Cd化合物和Zn化合物的主要功能是(1)捕捉PVC釋放的HCL，因而對(duì)PVC有長(zhǎng)期穩(wěn)定作用；(2)Cd化合物和Zn化合物通過(guò)置換烯丙基氯抑制多烯鏈的生長(zhǎng)，使PVC穩(wěn)定。Ba、Ca、Mg類(lèi)同樣能捕捉PVC釋放的HCl，但不能置換烯丙基氯，因此，它們單獨(dú)使用時(shí)，缺乏阻止多烯鏈成長(zhǎng)的能力，不能抑制初期著色。兩大類(lèi)金屬化合物的穩(wěn)定機(jī)理各不相同，若將它們配合使用，則可顯示協(xié)同效應(yīng)，大幅度提高效能，達(dá)到對(duì)PVC良好的熱穩(wěn)定效果。Mg化合物的性質(zhì)與Ca化合物很相似(初期著色性嚴(yán)重，但長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性較好)，而Al化合物與Zn化合物很相似(優(yōu)良的初期色相及嚴(yán)重的“鋅燒”現(xiàn)象)；Mg、Ca、Ba均屬元素周期中第二主族元素，它們性質(zhì)相似，好理解，但Al是第三主族元素，而Zn、Cd是第二副族元素，它們的化學(xué)性質(zhì)為何很相似呢？當(dāng)然元素周期律中有對(duì)角線原理可以說(shuō)明這一現(xiàn)象，但本發(fā)明人認(rèn)為元素化學(xué)性質(zhì)的異同，其根本原因是其原子結(jié)構(gòu)的異同，其外在表征是原子核中質(zhì)子對(duì)外層電子的束搏力異同性，這個(gè)差異性很復(fù)雜，但最簡(jiǎn)便的似近方法是比較元素的電負(fù)性，下面列了一些元素的電負(fù)性，如表1所示表1一些元素的電負(fù)性

由上表可知，第二主族元素Mg到Ba的電負(fù)性比較小并且很接近，說(shuō)明它們吸引電子能力近似并比較弱，它們不能與PVC樹(shù)脂中不穩(wěn)定氯原子(ClΘ)形成配位鍵，因而不能使金屬皂的陰離子取代不穩(wěn)定氯原子從而使PVC脫HCl并形成雙鍵；當(dāng)PVC體系有相當(dāng)數(shù)量的HCl以后，它們只能吸收HCl，所以它們的有機(jī)酸鹽作為熱穩(wěn)定劑，初期著色較重；而Zn、Cd、Al、Pb、Sn、Sb的電負(fù)性較大(約大50％以上)吸引電子能力較強(qiáng)，能與PVC樹(shù)脂中不穩(wěn)定氯原子形成配位鍵，因而能使金屬皂的陰離子取代不穩(wěn)定氯原子，能預(yù)防PVC分解HCl形成雙鍵反應(yīng)，所以它們的有機(jī)酸鹽作為熱穩(wěn)定劑都有較好的初期色相，當(dāng)然前面提到的有機(jī)陽(yáng)離子與PVC中不穩(wěn)定氯原子相對(duì)應(yīng)的碳原子形成配鍵的能力的大小亦影響初期著色性。
現(xiàn)代量子化學(xué)指出Zn原子有4p6個(gè)空能級(jí)，Al原子有3p5個(gè)空能級(jí)，Cd有5p6個(gè)空能級(jí)，Pb有6p4個(gè)空能級(jí)，Sn有5p4個(gè)空能級(jí)，這些元素的離子在外力作用下(熱、光、極性化合物誘導(dǎo)效應(yīng)等)能形成sp雜化軌道，可以與相應(yīng)的碳原子結(jié)合不穩(wěn)定氯原子形成配位鍵，穩(wěn)定劑的陰離子進(jìn)而取代不穩(wěn)定氯原子，預(yù)防PVC因分解HCl形成雙鍵，所以用這些原子為陽(yáng)離子的熱穩(wěn)定劑初期著色相均較淺。
由此得知，第二副族元素的金屬加工而成的產(chǎn)品都有極好的熱穩(wěn)定效應(yīng)，但由于環(huán)保的要求，除鋅外Pb、Cd等重金屬都在禁(限)用之列。為使穩(wěn)定劑既能保持良好的熱穩(wěn)定性能、透明性又能符合環(huán)保的要求，只有選擇以Ca、Zn、Mg等得到全球行業(yè)公認(rèn)的達(dá)到環(huán)保要求的金屬來(lái)設(shè)計(jì)配方。而為了克服Ca、Zn、Ba(少量環(huán)保法規(guī)許可的范圍內(nèi))等金屬不能置換丙基氯無(wú)法和氯原子(ClO)形成配位因而初期著色差等缺點(diǎn)，本發(fā)明人在配方中添加了有機(jī)類(lèi)物質(zhì)(簡(jiǎn)稱(chēng)OBS)同時(shí)為了提高熱穩(wěn)定效應(yīng)和滿(mǎn)足PVC電線電纜料特殊的電性能，化學(xué)，物理，力學(xué)性能，最終的穩(wěn)定劑是由過(guò)堿Ca、Zn、Mg、Ba羧酸、過(guò)堿Ca、Zn、Mg、Ba碳酸、過(guò)堿Ca、Zn、Mg、Ba酚鹽復(fù)配而成。
因此，本發(fā)明具有組方合理、方法簡(jiǎn)便，對(duì)PVC制品熱穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，宜于推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖
，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
實(shí)施例1以重量份數(shù)計(jì)，分別取二(對(duì)—壬基酚鈣)45份，二(對(duì)—壬基酚鋅)15份，羧酸鎂10.0％，碳酸鋇15份，氨基尿嘧啶5份，季戊四醇5份，亞磷酸苯二異辛酯5份，復(fù)配而成。
實(shí)施例2以重量份數(shù)計(jì)，分別取二(對(duì)—壬基酚鈣)50份，二(對(duì)—壬基酚鋅)5份，羧酸鎂10份，碳酸鋇15份，氨基尿嘧啶5份，二苯基硫脲5份，亞磷酸苯二異辛酯10份，復(fù)配而成。
最后，應(yīng)當(dāng)指出，以上實(shí)施例僅是本發(fā)明較有代表性的例子。顯然，本發(fā)明的技術(shù)方案并不限于上述實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)配型熱穩(wěn)定劑，其特征在于所述熱穩(wěn)定劑的配方是以重量份數(shù)計(jì)，鈣金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)40～60、鋅金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)5～20、鎂金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)5～20、鋇金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)15～40，有機(jī)穩(wěn)定劑5～20，協(xié)同穩(wěn)定劑5～8；所述有機(jī)穩(wěn)定劑是二苯基硫脲或硬脂酰苯烷，所述協(xié)同穩(wěn)定劑是亞磷酸酯類(lèi)物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)配型熱穩(wěn)定劑，其特征在于所述鈣金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)是鈣金屬的過(guò)堿羧酸鹽、過(guò)堿碳酸鹽、過(guò)堿酚鹽任意一種或混合物；所述鋅金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)是鋅金屬的過(guò)堿羧酸鹽、過(guò)堿碳酸鹽、過(guò)堿酚鹽任意一種或混合物；所述鎂金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)是鎂金屬的過(guò)堿羧酸鹽、過(guò)堿碳酸鹽、過(guò)堿酚鹽任意一種或混合物；所述鋇金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)是鋇金屬的過(guò)堿羧酸鹽、過(guò)堿碳酸鹽、過(guò)堿酚鹽任意一種或混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種復(fù)配型熱穩(wěn)定劑，其特征在于所述鈣金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)中鈣金屬的含量為4％～12％；所述鋅金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)中鋅金屬的含量為10％～20％；所述鎂金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)中鎂金屬的含量為4％～12％；所述鋇金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)中鋇金屬的含量為28％～50％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種復(fù)配型熱穩(wěn)定劑，其特征在于有機(jī)穩(wěn)定劑還可以是硬脂酰-苯甲酰-甲烷或β-氨基丁烯酸酯；所述硬脂酰-苯甲酰-甲烷為 所述β-氨基丁烯酸酯
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種復(fù)配型熱穩(wěn)定劑，其特征在于所述協(xié)同穩(wěn)定劑還可以是包括環(huán)氧大豆油、妥兒油脂肪酸在內(nèi)的環(huán)氧化合物，其典型結(jié)構(gòu)為 ；所述協(xié)同穩(wěn)定劑還可以是多元醇和二氫吡啶、β-氧化羧酸酯、1-3-二酮、三羥基甲基丙烷的任意一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種PVC電纜料適用的復(fù)配型熱穩(wěn)定劑。熱穩(wěn)定劑的配方是以重量份數(shù)計(jì)，鈣金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)40～60、鋅金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)5～20、鎂金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)5～20、鋇金屬的有機(jī)液體單組分物質(zhì)15～40，有機(jī)穩(wěn)定劑5～20，協(xié)同穩(wěn)定劑5～8；其中所述的有機(jī)穩(wěn)定劑是二苯基硫脲或硬脂酰苯烷，所述的協(xié)同穩(wěn)定劑是亞磷酸酯類(lèi)物質(zhì)，具有組方合理、方法簡(jiǎn)便，對(duì)PVC制品熱穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，宜于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)C08L27/00GK101092492SQ200710069728
公開(kāi)日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者施珣若, 胡奮奮 申請(qǐng)人:杭州新新塑料助劑科研有限公司