[发明专利]巯酯酸及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种巯酯酸及其制备方法，以及将该巯酯酸与轻质氧化镁进行复合作为交联剂使用，用于制备热可逆离子交联聚氯乙烯。

背景技术

具有热塑性的聚氯乙烯（PVC）经交联后其力学性能和热变形温度会明显提高，现有文献中报道了很多交联技术，如文献（《PVC交联技术的研究进展》，聚氯乙烯，2005，3：7）。传统的交联技术多使线形的聚合物分子连接成稳固的立体网络，致使原有的热塑性丧失。近年来被称作热可逆的交联新技术越来越被受到重视。应用热可逆的交联技术得到的热可逆交联聚合物，在常温下被使用时表现为交联聚合物的特性，在热加工时又可解交联再现线形聚合物的可塑特性。

将氯乙烯与少量的丙烯酸进行共聚，再于共聚物的加工塑炼过程中添加碱土金属的氧化物、氢氧化物或者碳酸盐，形成受热可熔化-遇冷可凝聚再结晶的羧酸-碱土金属盐的离子簇，从而可实现PVC的热可逆离子交联（《离子交联聚氯乙烯的结构与性能》，高等学校化学学报，1999，20（2）：299）。

共聚制备热可逆离子交联型PVC树脂，虽然是一条可行的途径，却难于工业化。在聚氯乙烯的塑炼加工过程中添加具有类似功能的助剂仍是人们期待的首选方法。

由于硫醇的碱土金属盐可以在PVC的塑炼加工温度下取代PVC分子链的侧基-Cl原子、将有机硫接枝到PVC链上；因而含有多巯基的有机物常作为PVC的不可逆型交联剂。其中三巯基均三嗪及其衍生物与氧化镁复合作为交联剂已获得深入的研究和有效应用（Application of Dithiol-s-triazine Derivatives to PVC，Macromol.Sci.，A12(2)：209；添加助剂复合浆料的聚氯乙烯热塑性弹性体及其制备方法，201210084515.5）。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一端为巯基、另一端为羧基的巯酯酸。

本发明的目的之二在于提供一种巯酯酸的制备方法。

本发明的目的之三在于提供以巯酯酸与轻质氧化镁为交联剂的复合浆料，用于制备热可逆离子交联聚氯乙烯。

本发明的巯酯酸在与碱土金属氧化物协同使用制备热可逆离子交联聚氯乙烯时，兼具取代PVC分子链的侧基的氯原子和与碱土金属形成离子簇的双重功能。

本发明的巯酯酸的分子式为：HOOC-R₁-COO-R₂-SH。

其中：R₁为苯撑或链烷基（-CH₂-）_n，n为4～10；R₂为链烷基（-CH₂-）_n，n为2～6。

本发明的巯酯酸的制备方法为：在无氧且惰性气体保护下，将二元羧酸与巯基醇按照投料摩尔比为1：1的比例溶解在二甲苯：甲苯的质量比为3～5：1的混合溶剂中及加入催化剂，在无氧且惰性气体保护及催化剂的作用下于温度为120～140℃下进行酯化反应和充分去除生成的水，酯化反应完成后蒸除混合溶剂，得到巯酯酸。所得巯酯酸加干燥剂（如无水硫酸钠或者无水硫酸镁）保存备用。

所述的酯化反应的时间为4～8小时。

所述的二甲苯与二元羧酸的投料质量比优选为1.5～3：1。

所述的催化剂为市售产品，如：对甲苯磺酸，其投料量优选为二元羧酸的质量的0.5～1%。

所述二元羧酸的分子式为HOOC-R₁-COOH，R₁为苯撑或链烷基（-CH₂-）_n，n为4～10。

所述巯基醇的分子式为HS-R₂-OH，R₂为链烷基（-CH₂-）_n，n为2～6。

本发明的巯酯酸可与轻质氧化镁协同作为交联剂使用，用于制备复合浆料，所得复合浆料在制备热可逆离子交联聚氯乙烯中进行应用。

本发明的热可逆离子交联聚氯乙烯的制备方法为：将增塑剂和轻质氧化镁加入到均质机中(可先加入5～40质量份的增塑剂中的一部分，以利于研磨成浆料，在研磨成浆料后再加入剩余的增塑剂)，在室温下研磨成浆料后再加入巯酯酸及无铅的稳定剂，于室温下搅拌混合（可在高速混合机中进行搅拌混合），得到复合浆料；将得到的复合浆料与聚氯乙烯树脂在温度为20～100℃下进行高速混合，经冷却得到聚氯乙烯干混料；所得聚氯乙烯干混料再经塑炼机械进行塑炼，经成型机械进行加工成型（加工制成一定的形状），冷却定型后制备得到热可逆离子交联聚氯乙烯。