新型pvc用熱穩定劑及其製備方法

2023-05-30 02:34:26 1

新型pvc用熱穩定劑及其製備方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
[0002] 本發明涉及PVC領域，特別涉及一種新型PVC用熱穩定劑及其製備方法。
[0003]
【背景技術】
[0004] 聚氯乙烯(PVC)是產量僅次於聚乙烯的第二大通用塑料，具有高強度、耐腐蝕、難 燃以及絕緣性、透明性等優點，廣泛應用於工業建築、農業、日用品、包裝、典禮、公用事業等 領域。但是由於(PVC)高分子鏈上含有不穩定氯原子，在100°C時即開始分解脫出HC1，分子 鏈上隨即形成具有生澀的共輒多烯結構，製品變色。HC1對PVC的降解具有催化作用，HC1的 積累大大加速PVC的降解，使得材料驗收急劇加深，物理機械性能下降，甚至碳化喪失使用 價值。因此，熱穩定劑是PVC材料中的必須添加劑，但是現有的PVC熱穩定劑往往對HC1的吸 附較差，因此亟需可發出一種新型的能夠有效吸附HC1的熱穩定劑。
[0005]

【發明內容】

[0006] 本發明所要解決的技術問題是提供一種新型PVC用熱穩定劑。
[0007] 本發明的另一個目的在於提供上述新型PVC用熱穩定劑的製備方法。
[0008] 新型PVC用熱穩定劑，該熱穩定劑化學式為(C^H^feS) (C4H4〇4)Zn，其中，C4H4O4為琥 珀酸，C12H12N2S為二(啦啶-4-基甲基)硫烷，所述熱穩定劑為三斜晶系，P-1空間群，晶胞參數 為a=12.631(2) A，b=9.341(4) A，c=11.983(2) A，a=82.73(l) 。，0=76.33(1) 。，丫=77.37 (2) 0，V=1413.82 (8) A3。
[0009] 上述的新型PVC用熱穩定劑的製備方法為：將有機化合物二（吡啶-4-基甲基）硫 烷、琥珀酸和硝酸鋅溶於二甲基甲醯胺和乙醇的混合溶劑當中，其中二甲基甲醯胺和乙醇 的體積比為2:1，在室溫下攪拌形成混合液A，然後將所述混合液A在55°C下反應回流36小時 得到混合液B，最後將所述混合液B在水熱條件下加熱反應後緩慢降溫得到所述新型PVC用 熱穩定劑。
[0010] 其中，二（P比啶-4-基甲基）硫燒英文為:bis(pyridin-4_ylmethyl)sulfane〇
[0011] 進一步的，所述的加熱溫度為160°0180°C，加熱反應時間為24~48小時。
[0012] 進一步的，所述的降溫為2°C/小時~5°C/小時降至室溫。
[0013] 進一步的，所述二(吡啶-4-基甲基)硫烷、琥珀酸和硝酸鋅的摩爾比為1:1: 1。
[0014] 上述的熱穩定劑在PVC中的應用。
[0015]本發明具有如下有益效果： 本發明的新型PVC用熱穩定劑合成方法簡單，穩定性好，不含任何重金屬，無毒、環保， 其特殊的結構能夠有效吸附游離的HC1，具有非常優異的熱穩性能。
[0016]
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發明的熱穩定劑以金屬中心Zn的配位環境圖。
[0018]
【具體實施方式】
[0019] 下面結合實施例對本發明進行詳細的說明，實施例僅是本發明的優選實施方式， 不是對本發明的限定。
[0020] 實施例1 將0. lmmol二(R比啶-4-基甲基)硫燒、0. lmmol琥J白酸和0. lmmol硝酸鋅溶於10mL二甲基 甲醯胺和5mL乙醇的混合溶劑當中，在室溫下攪拌溶解後形成混合液A，然後將所述混合液A 在55°C下反應回流36小時得到混合液B，隨後將混合液B轉移到聚四氟乙烯高壓反應釜中， 將其放在170°C烘箱中反應36小時，之後以5°C/小時降至室溫過濾得到所述PVC用熱穩定 劑，產率為69.3%(基於鋅）。
[0021 ]然後將上述熱穩定劑進行結構表徵。
[0022] 該熱穩定劑的X射線衍射數據是在Bruker Smart Apex (XD面探衍射儀上，用MoKa 輻射(A = 0.71073 A)，以《掃描方式收集並進行Lp因子校正，吸收校正使用SADABS程序。 用直接法解結構，然後用差值傅立葉法求出全部非氫原子坐標，並用理論加氫法得到氫原 子位置(C-H 1.083 A)，用最小二乘法對結構進行修正。計算工作在PC機上用SHELXTL程序 包完成。該熱穩定劑結構見圖1。
[0023] 經測試解析可知，該熱穩定劑化學式為(C^H^NsS) (C4H4〇4)Zn，其中，C4H4O4為琥珀 酸，C12H12N2S為二(啦啶-4-基甲基)硫烷，所述熱穩定劑為三斜晶系，P-1空間群，晶胞參數為 a=12.631(2) A,b=9.341(4) A,c=ll.983(2) A,a=82.73(l) °,0=76.33(1) °, y=77.37 (2) 0，V=1413.82 (8) A3，Z=4。
[0024] 從晶體結構來看，該熱穩定劑屬於三斜晶系，P-1空間群，該不對稱單元中含有一 個Zn原子、一個二(吡啶-4-基甲基)硫烷和一個其中琥珀酸，Zn原子採取6配位八面體的模 式與4個0原子配位和2個N原子配位，其中4個0原子採取螯合配位的模式，而2個N原子採取 單齒配位的模式，如圖1所示；二（吡啶-4-基甲基)硫烷用兩頭的吡啶基上的N原子，而琥珀 酸用兩頭氧原子，採用2頭連接的方式將Zn原子延伸連接成一種特殊的三維結構，而這種特 殊的三維結構有利於HC1的吸收，使得本發明的熱穩定劑具有良好的性能。
[0025] 實施例2 將0. lmmol二(R比啶-4-基甲基)硫燒、0. lmmol琥J白酸和0. lmmol硝酸鋅溶於10mL二甲基 甲醯胺和5mL乙醇的混合溶劑當中，在室溫下攪拌溶解後形成混合液A，然後將所述混合液A 在55°C下反應回流36小時得到混合液B，隨後將混合液B轉移到聚四氟乙烯高壓反應釜中， 將其放在160°C烘箱中反應48小時，之後以2°C/小時降至室溫過濾得到所述PVC用熱穩定 劑，產率為48.9%(基於鋅）。
[0026] 實施例3 將0. lmmol二(R比啶-4-基甲基)硫燒、0. lmmol琥J白酸和0. lmmol硝酸鋅溶於10mL二甲基 甲醯胺和5mL乙醇的混合溶劑當中，在室溫下攪拌溶解後形成混合液A，然後將所述混合液A 在55°C下反應回流36小時得到混合液B，隨後將混合液B轉移到聚四氟乙烯高壓反應釜中， 將其放在180°C烘箱中反應24小時，之後以:TC/小時降至室溫過濾得到所述PVC用熱穩定 劑，產率為64.5%(基於鋅）。
[0027]然後將上述實施例所得的熱穩定劑按添加量為重量分數的3%製備PVC材料。該PVC 材料的製備方法採用為本技術領域的常用方法，在本發明中不再詳細描述。
[0028]其中，下面性能測試中的對比例PVC材料為採用市面常見的熱穩定劑代替本發明 的熱穩定劑，其在PVC材料中的用量與本發明一致。
[0029] 然後將上述所得的？7(：材料按照68/^ 2917.1-2002規定的剛果紅法，在200°(：進 行熱穩定性測試。表1為測試性能表。
[0030] 表1剛果紅法測試表

由表1數據可以看出，添加了本發明熱穩定劑的PVC材料由於其能夠有效吸附游離的 HC1，因此具有很好的熱穩定效果，其效果遠遠強於現有常用的PVC熱穩定劑。
[0031] 然後將上述所得的PVC材料按照GB/T 15595-2008規定的白度法進行測試。表2為 測試性能表。
[0032] 表2白度法測試表

由表2數據可以看出，採用本發明熱穩定劑的PVC材料24h、48h、72h和120h時的樣品白 度均高於對比例PVC材料的樣品白度。隨著時間的延長，對比例的樣品白度減小的比較明 顯，在120h時對比例的樣品白度為62.3%，而採用本發明熱穩定劑的PVC材料白度為85.3%， 這說明本發明的熱穩定劑也一樣具有良好的耐候性。
[0033]以上所述實施例僅表達了本發明的實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能 因此而理解為對本發明專利範圍的限制，但凡採用等同替換或等效變換的形式所獲得的技 術方案，均應落在本發明的保護範圍之內。
【主權項】
1. 新型PVC用熱穩定劑，其特徵在於:該熱穩定劑化學式為(C12H12N2S) (C4H4〇4)Zn，其中， C4H4O4為琥珀酸，C12H12N2S為二(吡啶-4-基甲基)硫烷。2. 根據權利要求1所述新型PVC用熱穩定劑，其特徵在於，所述熱穩定劑為三斜晶系，P-1 空間群，晶胞參數為a=12.631(2) A，b=9.341(4) A，c=11.983(2) Α，α=82·73(1) 0，β= 76.33(1) 〇，γ=77·37(2) 0，V=1413.82 (8) A3。3. 權利要求1所述的新型PVC用熱穩定劑的製備方法，其特徵在於:將有機化合物二(吡 啶-4-基甲基)硫烷、琥珀酸和硝酸鋅溶於二甲基甲醯胺和乙醇的混合溶劑當中，其中二甲 基甲醯胺和乙醇的體積比為2:1，在室溫下攪拌形成混合液A，然後將所述混合液A在55°C下 反應回流36小時得到混合液B，最後將所述混合液B在水熱條件下加熱反應後緩慢降溫得到 所述新型PVC用熱穩定劑。4. 根據權利要求3所述的新型PVC用熱穩定劑的製備方法，其特徵在於:所述的加熱溫 度為160°0180°C，加熱反應時間為24~48小時。5. 根據權利要求3所述的新型PVC用熱穩定劑的製備方法，其特徵在於:所述的降溫為2 °C /小時~5 °C /小時降至室溫。6. 根據權利要求3所述的新型PVC用熱穩定劑的製備方法，其特徵在於:所述二（吡啶- 4-基甲基)硫烷、琥珀酸和硝酸鋅的摩爾比為1:1:1。7. 權利要求1所述的熱穩定劑在PVC中的應用。
【專利摘要】本發明涉及PVC領域，特別涉及一種新型PVC用熱穩定劑及其製備方法。本發明的新型PVC用熱穩定劑合成方法簡單，穩定性好，不含任何重金屬，無毒、環保，其特殊的結構能夠有效吸附游離的HCl，具有非常優異的熱穩性能。
【IPC分類】C07F3/06, C08K5/00, C08L27/06
【公開號】CN105713320
【申請號】CN201610246253
【發明人】賴樹興
【申請人】賴樹興