[发明专利]一种PVC用稀土多功能复合稳定剂及其工艺方法

说明书

本发明涉及一种合成树脂用的稀土金属有机盐复合稳定剂。具体地说，本发明是用于聚氯乙烯类树脂的稀土多功能复合稳定剂及其工艺方法。

众所周知，PVC在加工温度条件下，易发生分解，必须加入稳定剂才能使其顺利加工，国内外对PVC稳定化已做了大量的研究工作，现今工业上应用广泛的稳定剂主要有盐基性铅盐、金属皂(Ba、Cd、Ca、Zn)，有机锡化合物以及它们的复合稳定剂品种；铅、镉化合物对人类健康毒害较大，且对环境造成污染；钙、锌类稳定剂则稳定性欠佳；有机锡类化合物价格昂贵，且气味差，仅少数品种属无毒。因为环境、健康和安全问题日益得到重视，有毒稳定剂的使用范围受到限制，PVC加工中有毒重金属稳定剂的取代和新型无毒高效、价格适宜的稳定剂的开发与应用已成为迫切的课题。稀土化合物作为PVC新型稳定剂，由于无毒、热、光稳定性优良，价格适宜近年来得到市场应用和推广，并表现出巨大的发展前景。

稀土元素为内过渡元素，其电子层结构特征是有较多的未被电子填充的空轨道(如4f、5d、6p轨道)，且能级相差较小，因此倾向于形成高配位的离子型化合物。它们的性质介于碱土金属和过渡金属元素之间。稀土PVC稳定剂的稳定机理主要是吸收HCl，抑制塑料降解，与其它金属皂类的稳定机理基本相同，但对HCl的吸收能力比碱土金属还要强，且又不表现出过渡金属皂那样的消稳定作用，因此具有较好的综合稳定性能。

目前专利文献报道及市场商品化的各类稀土稳定剂，主要是脂肪酸稀土、月桂酸稀土、硬脂酸稀土、油酸稀土、水杨酸稀土、辛基马来酸稀土、羧酸酯基稀土、硫醇酯稀土、氨基酸酯稀土、二乙基己酸稀土、癸二酸稀土等。不同品种的稀土稳定剂间的差别，主要在于有机酸或有机酸酯的品种和含量不同，稀土金属元素Re(Re＝La、Ce、Pr、Nd、……Lu、Y、Sc)的品种和含量不同，复配的稀土量及各种添加剂的品种和含量不同。而在合成工艺上却有共性，均以稀土金属Re的水溶性盐(如氯化稀土、硝酸稀土盐)为原料，采用间接法(即皂化法)合成技术。其代表性流程可归纳如下：

(a)稀土有机酸作为主体的稳定剂合成路线：

(b)以稀土酯基有机酸为主的稳定剂合成路线：

以上生产工艺共同缺点是：工艺流程长，中间环节多，产品质量不易控制，操作费用高。原料中使用稀土水溶性盐及皂化中使用碱带来的Na⁺及Cl^-等及颇具活性的非稀土杂质元素难以全部洗涤干净，残存在产品中，影响产品质量及稳定性，生产过程中排放大量废水，污染环境。

商品化稀土水溶性盐吸潮严重，给使用贮运带来困难，且杂质含量、稀土含量变化大，直接影响投料配比准确性，给后处理工艺带来难度，直接影响最终产品质量稳定性。若使用单一稀土元素作原料，合成产品质量较稳定，但价格昂贵市场竞争力不强，采用稀土混合物作原料，可大大降低成本，但混合物成份比例复杂多变，应用起来初期色相变化更大，且产品质量波动也大，难以控制稳定。

PVC稳定剂的发展历史表明：成份单一的稳定剂要逐步向复合的稳定剂体系发展，恰当的复合体系，会产生良好的协同效应。单一稀土化合物用作PVC稳定剂，其综合性能不能满足PVC制品的实际加工需要，须与其它助剂配合使用，而它们之间存在的协效关系现有文献上则记载不多。目前市售稀土稳定剂综合性能差于传统稳定剂，多作辅助稳定剂使用。

本发明的目的正是为了克服上述现有技术的不足之处，而提出一种PVC用稀土多功能复合稳定剂及其工艺方法。

本发明的目的是通过以下配方及其工艺方法达到的：

一种PVC用稀土多功能复合稳定剂，其特征在于它是一种稀土化合物与有效物质的复合物，其组成及含量如下：

稀土化合物，用量为15～65份(重量)，

PVC抗氧剂，用量为1～15份(重量)，

或/和硬脂酸钙，用量为0～22份(重量)，

或/和硬脂酸锌，用量为0～30份(重量)，

或/和硬脂酸钡，用量为0～15份(重量)，

或/和PVC用润滑剂，用量为0～35份(重量)，

或/和盐基性铅盐，用量为0～20份(重量)，

或/和硬脂酸铅，用量为0～20份(重量)。

上述的稀土化合物是指脂肪酸稀土、月桂酸稀土、硬脂酸稀土、油酸稀土、水杨酸稀土、辛基马来酸稀土、羧酸酯基稀土、硫醇酯稀土、氨基酸酯稀土、二乙基己酸稀土、癸二酸稀土等及其它们的混合物。

一种PVC用稀土多功能复合稳定剂的工艺方法，其特征在于其工艺方法包括以下步骤及其条件：