[发明专利]植物油基液体热稳定剂专用金属盐单体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明对传统金属盐工艺进行改进，发明了一种直接固液一步反应法，此方法工艺简单，金属原子利用率高；利用无毒、价廉的植物油基为原料制备了具有金属离子含量高、透明性和耐热性优良的液体热稳定剂专用金属盐单体。制备的单体具有无毒、无重金属、环保、价格低廉等优点，具体涉及到液体多元复合热稳定剂的复配和应用，本发明属于精细合成和高分子材料应用技术领域。

背景技术

热稳定剂是伴随着PVC树脂的诞生而出现，并随着PVC的应用扩展而不断延伸的塑料助剂之一。PVC由于其结构的特殊性，在加工温度中不可避免地会发生分解，致使颜色加深，物理机械性能下降，甚至丧失使用价值，因此，必须在PVC加工过程中加入热稳定剂。

聚氯乙烯的稳定剂可分为铅盐类、金属皂类、有机锡类、复合稳定剂及其它辅助稳定剂等。世界上产量最多的热稳定剂是铅盐类与金属皂类，我国热稳定剂也以铅盐类系列及金属皂类为主。铅盐或镉盐虽具有良好的稳定效果，但毒性较大；以Ca、Mg和Zn元素为基础的热稳定剂已成为展趋势。由于具有无粉尘污染，计量简单，环保低价，工艺简单等优势，液体金属皂复合热稳定剂已经成为未来高分子材料热稳定剂的发展方向。

液体金属皂复合热稳定剂在我国还处于研发阶段，目前研究尚不成熟，市场上的产品具有成本高，不够环保，稳定性不好，工艺复杂等缺点。申请号为200610154753.3的专利将一元脂肪酸、一元酚和高碳醇与钙锌钡的金属氧化物在高温反应，最后通入酸性气体CO₂反应3~6h制得过碱金属盐。该方法用的壬基酚等一元酚具有一定的毒性，不够环保，且反应需要高温下通入CO_2, 反应工艺复杂，成本较高。申请号为201010517144.6的专利将脂肪族羧酸、芳香族羧酸和油酸与钙镁锌的氢氧化物反应，最后通N₂排出油酸，得到液体三元钙镁锌热稳定剂，该方法通N₂排出油酸，需要高温排出油酸，工艺复杂，工业化生产较为困难。

本发明采用直接法制备金属盐单体，改进了过去的复分解法制备造成的大量污水，采用环保价格低廉的植物油酸，和透明性稳定性好的异辛酸和对叔丁基苯甲酸制备金属盐。所得液体单体可以加入各种有机助剂进行多元复配，复配后的液体复合热稳定剂具有优良的热稳定性和透明性。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物油基液体热稳定剂专用金属盐单体及其制备方法，专门用于液体热稳定剂的无毒环保低价金属盐单体，具有成本低，无毒，环保，工艺简单，金属盐单体具有金属离子含量高、透明性和耐热性优良。经复配后的液体多元复合热稳定剂具有优良的热稳定性和加工性能。

本发明的技术方案：一种植物油基液体热稳定剂专用金属盐单体，金属盐是脂肪酸羧酸盐或芳香族羧酸盐，采用的脂肪酸为植物油酸或异辛酸，金属为非重金属的钙，镁或锌；

所述金属盐单体为下述以重量份计的复配物：

（a）植物油酸钙单体：

植物油酸         25~35

氢氧化钙         3~5

脂肪醇醚         4~12

溶剂油          10~30；

（b）植物油酸镁单体：

植物油酸：       25~35

氢氧化镁         2~4

脂肪醇醚         4~12

溶剂油           12~26；

（c）混合酸锌单体：

植物油酸         6~25

异辛酸           5~18

芳香酸           7~15

氧化锌           3~5

脂肪醇醚         4~16

溶剂油           15~35；

所述芳香酸选用苯甲酸，甲基苯甲酸，对氨基苯甲酸，对叔丁基苯甲酸的任意一种或多种混合物；

所述脂肪醇醚选用乙二醇甲醚，二乙二醇甲醚，二丙二醇甲醚，乙二醇丁醚，二乙二醇丁醚，乙二醇苯醚，二乙二醇乙醚中的任意一种或多种混合物；

所述溶剂油选用白油，25#变压器油，无味煤油，液体石蜡，200#溶剂油中任意一种或多种混合物。

所述金属盐单体的优选配方为下述以重量份计的复配物：

（a）植物油酸钙单体：

植物油酸           28.0~34.0  

氢氧化钙           3.6~4.0