一種PVC用三唑基復合熱穩定劑的制作方法

(一)技術領域

本發明屬于高分子材料加工領域，具體涉及一種熱穩定性能優良的三唑基復合熱穩定劑在聚氯乙烯加工領域中的應用。

(二)

背景技術：

聚氯乙烯(pvc)是應用最廣泛的熱塑性樹脂，也是世界第二大通用樹脂，其產量僅次于聚乙烯。pvc具有優良的機械性、耐腐蝕性和抗化學藥品性能，并且還具有絕緣性好、難燃和透明性高等優點，能廣泛用于工業建筑、農業、包裝、電子、紡織、日用品、航空、機械、運輸及公共事業等領域。但是，pvc熱穩定性能差，加工時必須加入熱穩定劑防止其降解。目前常用的pvc穩定劑有鉛鹽類、有機錫類、金屬皂類、有機穩定劑等，這其中鉛鹽類因為有毒，對環境有污染已漸漸被禁止使用；而有機錫類熱穩定劑雖然效果好，但價格貴、有異味等缺點也大大限制了它的推廣；有機穩定劑則是由于穩定效果差，無法單獨使用，只能用做輔助穩定劑。鈣-鋅穩定劑作為最常用的金屬皂類穩定劑是目前pvc加工行業公認的無毒無污染、最具發展前景的穩定劑。但是它也存在著一些缺點,比如熱穩定效果沒有傳統的鉛鹽穩定劑好,容易發生鋅燒，初期著色性也欠佳等。

三唑基化合物(如式(i)、式(ii)或式(iii)所示)是一種具有廣泛用途的高氮雜環化合物，它具有含氮量高、熱焓高、結構致密等特點，且含有能配位的氨基n以及雜環n。它被廣泛應用于醫藥合成、催化、吸附、含能材料等方面。中國專利cn101029032a公開了一種苯并三哇類光穩定劑的制備方法，苯并三唑是一種三唑基化合物，它常常被直接用作光穩定劑或者被用于合成光穩定劑的原料。雖然三唑基化合物用途廣泛，但是卻從未在pvc熱穩定劑中被應用，關于這方面的報道也鮮有人知。

本發明首次將三唑基化合物(如式(i)、式(ii)或式(iii)所示)應用于pvc的加工中，發現其具有良好的熱穩定性能。本發明又利用三唑基化合物(如式(i)、式(ii)或式(iii)所示)的高氮雜環結構與金屬的強配位能力，故設計了其與硬脂酸鋅復配來作為pvc熱穩定劑，能夠有效的改善pvc的初期白度，并且具有優良的抑制鋅燒的效果。本發明還研究了該復合熱穩定劑與β-二酮、環氧化合物、多元醇等輔助穩定劑的協同穩定作用，設計開發了高效的三唑類復合熱穩定劑。

(三)

技術實現要素：

為解決現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種無毒、環保、高效、低成本的三唑基/鋅復合熱穩定劑。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種pvc用三唑基/鋅復合熱穩定劑，其特征在于：所述的三唑基/鋅復合熱穩定劑由主穩定劑和輔助穩定劑組成：所述主穩定劑為三唑基化合物和硬脂酸鋅，輔助熱穩定劑為多元醇、β-二酮、環氧化合物、長鏈脂肪酸的一種或其混合物；所述主穩定劑的質量分數為40.0％～80％，輔助穩定劑的質量分數為20％～60.0％；

所述的主穩定劑中各組分按如下質量配比構成：三唑基化合物10.0～70.0份、硬脂酸鋅30.0～90.0份；所述的輔助熱穩定劑中各組分按如下質量配比構成：多元醇20.0份～40.0份、β-二酮20.0～40.0份、環氧化合物30.0～50.0份、長鏈脂肪酸10.0～20.0份。

進一步，所述的三唑基化合物為下列之一：式(i)所示的3-氨基-1,2,4-三唑、式(ii)所示的4-氨基-1,2,4-三唑或式(iii)所示的3、5-二氨基-1,2,4-三唑，

進一步，所述的多元醇為季戊四醇、雙季戊四醇、丙三醇或山梨糖醇。

進一步，所述的β-二酮為硬脂酰苯甲酰甲烷或二苯甲酰甲烷。

進一步，所述的環氧化合物為環氧大豆油、環氧葵花油或環氧脂肪酸甲酯。

進一步，所述的長鏈脂肪酸為硬脂酸或軟脂酸。

再進一步，本發明所述的三唑基/鋅復合熱穩定劑由主穩定劑和輔助穩定劑組成：所述的三唑基/鋅復合熱穩定劑由主穩定劑和輔助穩定劑組成：所述主穩定劑為三唑基化合物和硬脂酸鋅，輔助熱穩定劑為多元醇、β-二酮、環氧化合物、長鏈脂肪酸的一種或其混合物；所述主穩定劑的質量分數為40.0％，輔助穩定劑的質量分數為60.0％；所述的主穩定劑中各組分按如下質量配比構成：三唑基化合物45.0～55.0份、硬脂酸鋅45.0～60.0份；所述的輔助熱穩定劑中各組分所占質量百分比為多元醇25.0～35.0份、β-二酮25.0～35.0份、環氧化合物35.0～45.0份、長鏈脂肪酸12.0～18.0份；所述的三唑基化合物為式(i)所示的3-氨基-1,2,4-三唑、式(ii)所示的4-氨基-1,2,4-三唑或式(iii)所示的3、5-二氨基-1,2,4-三唑，

所述的多元醇為季戊四醇、雙季戊四醇、丙三醇或山梨糖醇；所述的β-二酮為硬脂酰苯甲酰甲烷或二苯甲酰甲烷；所述的環氧化合物為環氧大豆油、環氧葵花油或環氧脂肪酸甲酯；所述的長鏈脂肪酸為硬脂酸或軟脂酸。

在常溫常壓下，將三唑基化合物和硬脂酸鋅、輔助熱穩定劑按照上述配比混合均勻即得三唑基/鋅復合熱穩定劑。

本發明所述的復合熱穩定劑在制備pvc片時作為穩定劑，所述復合熱穩定劑的添加量與pvc粉料的質量比為2～4：100。

本發明所述復合熱穩定劑對pvc的熱穩定性能的測試可通過如下方式進行：三唑基/鋅復合熱穩定劑鄰苯二甲酸二辛酯、pvc粉料在雙輥塑煉機上塑煉成片，將制得的pvc片裁剪成30mm×20mm的小樣條后置于鋁板上。將鋁板放入180℃的鼓風烘箱中加熱，每隔10分鐘取出用掃描儀記錄顏色變化直到樣條完全變黑來測定復合熱穩定劑的熱穩定性能。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

1、本發明利用三唑基化合物與硬脂酸鋅的協同穩定效果，所制備的pvc片具有良好的初期白度和長期穩定效果，與市場上硬脂酸鋅與硬脂酸鈣的復配相比，其長期穩定性能大大提高。

2、三唑類化合物作為具有強配位能力物質，能夠有效的絡合鋅離子，具有絡合氯化鋅抑制鋅燒的功能，相對于普通的鈣鋅熱穩定劑具有更高效的穩定功能，鋅燒現象大大延遲。

3、多元醇因其絡合氯化鋅抑制鋅燒的功能，從而作為輔助穩定劑用于三唑基/鋅穩定劑中。通過多元醇與硬脂酸鋅協同穩定作用，有效抑制了鋅燒現象。通過加入硬脂酸長鏈烷酸，保證了產品高效的同時擴大了產品使用范圍。

(四)附圖說明

圖1是實施例1～4的熱穩定性能圖；

圖2是對比例的熱穩定性能圖。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明的技術方案作進一步具體說明，但本發明的保護范圍不限于此。

實施例1～4：

將pvc粉料100.00g，3-氨基-1,2,4-三唑/鋅復合熱穩定劑(實例1、2)2.00g，鄰苯二甲酸二辛酯10.00g，硬脂酸3.00g，碳酸鈣20.00g。在輥溫180℃、輥距1mm的雙輥塑煉機上塑煉成pvc片。

將pvc粉料100.00g，4-氨基-1,2,4-三唑/鋅復合熱穩定劑(實例3)4.00g，鄰苯二甲酸二辛酯10.00g，硬脂酸3.00g，碳酸鈣20.00g。在輥溫180℃、輥距1mm的雙輥塑煉機上塑煉成pvc片。

將pvc粉料100.00g，3、5-二氨基-1,2,4-三唑/鋅復合熱穩定劑(實例4)4.00g，鄰苯二甲酸二辛酯10.00g，硬脂酸3.00g，碳酸鈣20.00g。在輥溫180℃、輥距1mm的雙輥塑煉機上塑煉成pvc片。

其三唑基/鋅熱穩定劑的原料投料量具體配方如表1所示。

表1實施例1～4三唑基/鋅熱穩定劑的原料投料量

將制得的pvc片裁剪成30mm×20mm的小樣條后置于鋁板上。將鋁板放入180℃的鼓風烘箱中加熱，每隔10分鐘取出用掃描儀記錄顏色變化直到樣條完全變黑來測定復合熱穩定劑的熱穩定性能，其結果如圖1所示。

對比例：

取市售鈣-鋅熱穩定劑(hcz1086f，浙江海普頓新材料股份有限公司)4.00g與100.00gpvc粉料(sg-5)，20.00g碳酸鈣、3.00g硬脂酸、10.00g潤滑劑在高混機中混合均勻，并在輥溫180℃，輥距1mm雙輥混煉機上塑煉成片，制得的pvc片裁剪成30mm×20mm的小樣條后置于鋁板上。將鋁板放入180℃的鼓風烘箱中加熱，每隔10分鐘取出用掃描儀記錄顏色變化直到樣條完全變黑,結果見圖2。

以上實施例僅是本發明較有代表性的例子。顯然，本發明的技術方案并不限于上述實施例，還可以有許多變化。本領域的普通技術人員從本發明公開的內容直接導出的變化，均應認為是本發明的保護范圍。