[发明专利]一种PVC环保液体热稳定剂的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及精细化工领域，尤其是一种PVC环保液体热稳定剂的生产工艺。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)是世界上用量最大的五大合成树脂之一，广泛应用于建材、化工、包装、电气及其他行业，但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，在加工过程中加入热稳定剂可以解决其热降解问题。

世界发达国家特别是欧美等国充分认识到铅、镉等引起的环境问题日益严重，纷纷制定各项法律，限制有毒的重金属类在PVC加工中的应用，特别是食品包装、医疗卫生器械等安全性问题，使得产品结构的调整任务较重。欧洲PVC热稳定剂生产商已做出承诺，即Vinyl 2010计划，到2010年含铅热稳定剂用量将减半，到2015年全面实现无铅化。目前，欧洲许多国家使用有机锡或钙锌系列稳定剂作为替代品。

一般在传统PVC热稳定剂加入环氧大豆油辅助稳定剂，但这仅是机械混合来实现其协同效应，环氧脂肪酸盐为环氧基与金属皂产生分子内协同效应，其将环氧基引入金属皂中，合成环氧金属皂，增强金属皂的稳定性，同时减少环氧大豆油在PVC稳定剂中的用量，从而降低稳定剂成本。

环氧金属皂的传统制备方法有两种：

（1） 环氧化反应-复分解反应

脂肪酸与双氧水在甲酸（或乙酸）的催化作用下先合成环氧脂肪酸，然后环氧脂肪酸再与金属化合物进行复分解反应生成环氧脂肪酸盐。但是这个合成工艺有诸多问题：（a）甲酸或者乙酸会带来环境的污染，（b）反应后处理甲酸或乙酸较为困难，难以清除完毕，（c）环氧化反应工艺流程繁杂，难以完全反应。

（2） 皂化反应-复分解反应

用片碱将环氧油脂进行皂化反应，生成环氧脂肪酸钠，然后与金属氢氧化物进行复分解反应生成环氧脂肪酸盐。但是这个合成工艺有诸多问题：（a）皂化反应反应工艺流程繁杂，难以完全反应，（b）环氧脂肪酸钠进行复分解反应需要大量的水，工业化不实际。

此外，上述二种传统工艺的产品收率低。

利用上述二种传统工艺合成得到的环氧脂肪酸盐品质较差、纯度较低、色度高，将其与其他组分复配得到的PVC液体热稳定剂透明性差，无法适用于透明性要求高的软制品中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种生产PVC环保液体热稳定剂的改进工艺，其采用特殊的催化剂合成环氧脂肪酸，以及在捏合机中进行复分解反应合成品质好、纯度高、色度低的环氧脂肪酸盐，实现绿色环保与节能减排；利用本发明合成得到的环氧脂肪酸盐与其他组分复配得到的PVC环保液体热稳定剂透明性好。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种PVC环保液体热稳定剂的生产工艺，其步骤如下：

脂肪酸和双氧水在催化剂作用下得到中间产品环氧脂肪酸；然后，环氧脂肪酸与金属氢氧化物或金属氧化物于50-80℃下在捏合机中进行复分解反应，得到环氧脂肪酸盐；最后，环氧脂肪酸盐与亚磷酸酯、抗氧剂、辅助热稳定剂以及溶剂复配得到PVC环保液体热稳定剂；

所述的催化剂为杂多酸催化剂或有机铼氧化物催化剂；所述的有机铼氧化物催化剂中，其活性成分为RReO₃，其中R选自H、C₁-C₁₈直链或支链的烷基、环烷基、苄基中的任一种；催化剂用量为脂肪酸和双氧水两者总质量的0.1-2%。

本发明的复分解反应是在捏合机中进行，促进了反应进行，保证反应完全。环氧脂肪酸的合成工艺采用新型催化剂，不是甲酸（乙酸），工艺流程比传统简单，绿色环保。

上述生产工艺的路线如下：

所述的脂肪酸是烷基为C₄-C₂₄的脂肪酸，其碳链为直链或支链，碘值为70-150I₂/100g。

所述双氧水的质量百分比浓度优选为30-50%。

所述金属氧化物或金属氢氧化物中的金属优选为钙或锌。

所述的脂肪酸与双氧水的摩尔比优选为1:1-6，所述的金属氧化物或金属氢氧化物与脂肪酸的摩尔比优选为1:2-3。

复配时的各组分及其质量百分比如下：环氧脂肪酸钙30-50%，环氧脂肪酸锌8-15%，抗氧剂1-10%，亚磷酸酯10-20%，辅助热稳定剂1-5%，溶剂10-30%。