专利名称：一种钠锌pvc稳定剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于PVC热稳定剂制备技术领域，特别是无毒、透明性高的钠锌PVC稳定剂
的制备。
背景技术：
近年来，世界对PVC的总需求量仍出现增长的趋势，由于聚氯乙烯塑料具有自熄、 阻燃，耐磨、强度较高、电绝缘性和化学稳定性好等优点，且价格低廉，应用十分广泛，但是 PVC结构的特殊性，在加工的过程中热稳定性较差，在使用的过程中会产生变色、热降解等
劣化现象，在加工时需加入一定量的热稳定剂以抑制其降解，增加其热稳定性。 目前，我国钠锌稳定剂还处于研发阶段，大多数PVC在加工的过程中使用的都是 钙锌稳定剂。国产的钙皂锌皂复配稳定剂其稳定性相对较差，与PVC的相容性也不好，而且 钙皂用量大时透明度差，易喷霜。正因为国内无成熟产品，而进口产品售价高制约着中国禁 铅、锡的推广力度，形成了国产PVC制品基本不考虑环保，出口制品和一些较高档次的PVC
制品只好用进口热稳定剂的局面。在一些特别要求的场所，钙锌稳定剂的应用受到了很大
的限制。所以对新型的PVC稳定级的需求有很大的市场前景。 在传统的钙锌稳定剂中加入各种辅助的其他的助剂，克服已有的在实际应用的问 题也有所报道。公开号为CN101041729A的专利中，采用一步合成熔融法脂肪酸钙和脂肪酸 锌，再加入水滑石、双酚A等生产出来的一种无毒钙锌热稳定剂，可以提高制品的稳定性， 降低成本。在公开号为CN101092492A中，提出了一种适用于电缆行业应用的PVC稳定剂的 制备方法，用金属的有机液体与有机稳定齐U、协同稳定剂反应得到的稳定剂，组方合理、方 法简单等优点。但是加入钙锌稳定剂的PVC制品会出现锌烧现象。 我们采用自主设计制备的Na/Zn稳定剂具有传统的稳定剂的优点，而且可以克服 传统的钙锌稳定剂在使用的过程中出现的锌烧现象(锌烧金属镉与锌盐具有较强的抑 制PVC的变色能力，因此初期制品的色相好，但是后期因为生成的CdCl2， ZnCl2具有极强的 脱HC1作用，因而使得长期耐烧性很差，在后期PVC剧烈变色，尤其为锌皂非常容易急剧变 黑。)。在使用的过程中，与煤油的复配使用，可以延长制品的锌烧现象的延迟。到目前为 止，未见有关于钠锌稳定剂的的制备方法的报导。 钠锌复合热稳定剂是PVC热稳定剂，其稳定效果好。最大优点是无毒，符合当今经 济、社会发展对环境的要求。这是因为纳是一种无毒金属，锌是构成生物体不可缺少的一种 微量元素。克服了传统的钙锌稳定剂的锌皂的初期耐热性好而长期耐热性差，钙皂长期耐 热性好而初期耐热性差的缺点。我们自主设计的钠锌稳定剂的制备方法，适当改变主稳定 剂和无机辅助稳定剂的配比，研制出一种新型的长效的热稳定剂。
发明内容
本发明制备的过程简单，工艺安全，且能大量的生产Na/Zn稳定剂。钠锌稳定剂的 制备方法主要采用溶液皂液法，即将异辛酸在氢氧化钠溶液中经复分解得到相应的盐，再与相应的锌中间体进行皂化反应，得到钠锌复合热稳定剂。 本发明的第一 目的是提供一种高效无毒、稳定性能、环保性很好且能克服传统稳 定剂缺点的一种新型的钠锌PVC稳定剂。 钠锌PVC稳定剂，组分按重量百分比计算，组成如下锌中间体20 38%、钠中间 体41 91%、亚磷酸酯1.3 1.4%和丙烯酸树脂0. 1 0. 2%。 其中，锌中间体，组分按重量百分比计算，组成如下氧化锌18 35%、异辛酸
30 63%、抗氧剂11 23%、消泡剂0. 0029 0. 0031%和过滤助剂0. 34 0. 46% ; 钠中间体，组分按重量百分比计算，组成如下氢氧化钠10 20%、异辛酸33
74%、顺-丁烯二酸二丁酯10 20%、煤油8 15%和过滤助剂0. 42%。 上述的抗氧剂为四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、2，6-三级丁
基-4-甲基苯酚或双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚；消泡剂为聚二甲基硅氧烷；过滤
助剂为硅藻土。 本发明的第二目的是提供上述钠锌PVC稳定剂的制备方法，具体为
(1)按配比加入异辛酸，抗氧剂、消泡剂、氧化锌和过滤助剂，搅拌10 20min，升 温至110 13(TC，抽真空后加入用以补充抽出的蒸馏水分重量的异辛酸，继续搅拌得到锌 中间体； (2)按配比加入异辛酸、煤油、氢氧化钠、顺-丁烯二酸二丁酯和过滤助剂，搅拌 10 20min，升温至110 130°C ，抽真空后加入用以补充蒸馏水分重量的煤油，继续搅拌得 到钠中间体； (3)将制备得到的锌中间体和钠中间体按比例，再配以亚磷酸酯和丙烯酸树脂，升 温至100 ll(TC，搅拌10 20min，降温得到钠锌稳定剂。 步骤1的抽真空指维持在120°C、-0. 9MPa，直至抽出的蒸馏水分重量达到总物质 重量的3. 5%。 步骤2的抽真空指维持在120°C 、-0. 9Mpa，直至抽出的蒸馏水分重量达总物质重 量的6. 6%。 本发明的理论创新点在于钠元素的结构，克服了传统的钙锌稳定级的锌烧现象。 在配方中锌中间体的的主要功能是(1)捕捉PVC释放的HC1，因而对PVC有长期的稳定性 作用；(2)锌化合物通过置换烯丙基氯抑制多烯烃链的生长，使PVC稳定。而钠中间体中的 钠元素属于第一主族，与钙元素的性质相近。但是钠元素的最外层电子为l，原子核中质子 对最外层电子的束缚力较小，不能与PVC树脂的不稳定氯原子形成配位键，因而抑制了 PVC 的降解。
具体实施例方式
实施例一 钠锌稳定剂的制备
1、锌中间体(CZ-109)的制备 在反应槽中加入389kg异辛酸、144kg抗氧剂、0. 018kg消泡剂、116kg氧化锌和 2. 16kg过滤助剂。搅拌反应二十分钟后。降低搅拌的速度，缓慢升温至115 125t:，开始 抽真空，维持在120°C、-0. 9MPa，直至抽出的蒸馏水分重量达到22. 8kg。加入用以补充蒸馏 水分重量的异辛酸，搅拌十分钟。空气加压，将反应槽中的物质打至排放槽中。过滤至滤液完全澄清时，得到锌中间体。 2、钠中间体(CA-106)的制备 在反应槽中加入819kg异辛酸、313kg煤油、213kg氢氧化钠、313kg顺-丁烯二酸 二丁酯和6. 69kg过滤助剂，开始搅拌，反应二十分钟。以蒸汽加温至115 125°C，开始抽 真空，维持在120°C、 -0. 9MPa、5分钟，停止抽真空、加热并消除真空。保证抽出的蒸馏水分 重量达109.9kg。加入用以补充蒸馏水分重量的煤油，继续搅拌十分钟。以空气加压，将反 应槽中的物质打至排放槽中。过滤滤液完全澄清时，得到钠中间体。
3、钠锌稳定剂(CRV-809)的制备 依顺序加入620kgCZ-109、1570kgCA-106、28kg亚磷酸酯于反应槽中，开始搅拌。 加入2kg丙烯酸树脂。升温至10(TC，搅拌20分钟。停止加热，降温至6(TC 65t:，得到钠 锌稳定剂。 实施例二 钠锌稳定剂的制备
1、锌中间体(CZ-109)的制备 在反应槽中加入395kg异辛酸，148kg抗氧剂、0. 029kg消泡剂、120kg氧化锌和 2.88kg过滤助剂。开始搅拌，反应二十分钟。降低搅拌的速度，缓慢升温至115 125°C， 开始抽真空，维持在120°C、 -0. 9MPa，直至抽出的蒸馏水分重量达到23. 30kg。加入用以补 充蒸馏水分重量的异辛酸，搅拌十分钟。空气加压，将反应槽中的物质打至排放槽中。过滤 至滤液完全澄清时，得到锌中间体。
2、钠中间体(CA-106)的制备 在反应槽中加入843kg异辛酸、333kg煤油、240kg氢氧化钠、333kg顺-丁烯二酸 二丁酯和6.69kg过滤助剂。开始搅拌，反应二十分钟。以蒸汽加温至115 125t:，开始抽 真空，维持在120°C、 -0. 9MPa、5分钟，停止抽真空、加热并消除真空。直至抽出的蒸馏水分 重量达到115.88kg。加入用以补充蒸馏水分重量的煤油，继续搅拌十分钟。以空气加压，将 反应槽中的物质打至排放槽中。过滤滤液完全澄清时，得到钠中间体。
3、钠锌稳定剂(CRV-809)的制备 依顺序加入765kgCZ-109、1970kgCA-106、40kg亚磷酸酯于反应槽中，开始搅拌。 加入5kg丙烯酸树脂。升温至11(TC，搅拌20分钟。停止加热，降温至6(TC 65t:，得到钠 锌稳定剂。
权利要求
一种钠锌PVC稳定剂，组分按重量百分比计算，组成如下锌中间体20～38％、钠中间体41～91％、亚磷酸酯1.3～1.4％和丙烯酸树脂0.1～0.2％；其中，锌中间体，组分按重量百分比计算，组成如下氧化锌18～35％、异辛酸30～63％、抗氧剂11～23％、消泡剂0.0029～0.0031％和过滤助剂0.34～0.46％；钠中间体，组分按重量百分比计算，组成如下氢氧化钠10～20％、异辛酸33～74％、顺-丁烯二酸二丁酯10～20％、煤油8～15％和过滤助剂0.42％。
2. 权利要求1所述的一种钠锌PVC稳定剂，其特征在于上述的抗氧剂为四(3，5-二叔 丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚或双(3，5-三级丁基-4-羟 基苯基)硫醚；消泡剂为聚二甲基硅氧烷；过滤助剂为硅藻土。
3. 权利要求1所述的钠锌PVC稳定剂的制备方法为(1) 按配比加入异辛酸，抗氧剂、消泡剂、氧化锌和过滤助剂，搅拌10 20min，升温至 110 13(TC，抽真空后加入用以补充抽出的蒸馏水分重量的异辛酸，继续搅拌得到锌中间 体；(2) 按配比加入异辛酸、煤油、氢氧化钠、顺-丁烯二酸二丁酯和过滤助剂，搅拌10 20min，升温至110 130°C ，抽真空后加入用以补充蒸馏水分重量的煤油，继续搅拌得到钠 中间体；(3) 将制备得到的锌中间体和钠中间体按比例，再配以亚磷酸酯和丙烯酸树脂，升温至 100 ll(TC，搅拌10 20min，降温得到钠锌稳定剂。
4. 权利要求3所述的钠锌PVC稳定剂的制备方法，其特征在于步骤1的抽真空指维持在120°C、-0. 9MPa，直至抽出的蒸馏水分重量达到总物质重量的3. 5%。
5. 权利要求3所述的钠锌PVC稳定剂的制备方法，其特征在于步骤2的抽真空指维 持在120°C 、 -0. 9Mpa，直至抽出的蒸馏水分重量达总物质重量的6. 6% 。
全文摘要
一种钠锌PVC稳定剂及其制备方法，属于PVC热稳定剂制备技术领域。按配比加入异辛酸，抗氧剂、消泡剂、氧化锌和过滤助剂，搅拌10～20min，升温至110～130℃，抽真空后加入用以补充抽出的蒸馏水分重量的异辛酸，继续搅拌得到锌中间体；按配比加入异辛酸、煤油、氢氧化钠、顺-丁烯二酸二丁酯和过滤助剂，搅拌10～20min，升温至110～130℃，抽真空后加入用以补充蒸馏水分重量的煤油，继续搅拌得到钠中间体；将制备得到的锌中间体和钠中间体按比例，再配以亚磷酸酯和丙烯酸树脂，升温至100～110℃，搅拌10～20min，降温得到钠锌稳定剂。本发明制备的过程简单，工艺安全，且能大量的生产Na/Zn稳定剂。
文档编号C08K5/098GK101712771SQ200910036070
公开日2010年5月26日 申请日期2009年10月16日 优先权日2009年10月16日
发明者沈卫锋 申请人:常州嘉仁禾化学有限公司