[发明专利]一种稀土三元配合物热稳定剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种稀土三元配合物热稳定剂及其制备方法和应用。本发明的稀土三元配合物热稳定剂由镧盐与吡啶羧酸和脂肪酸进行配位反应得到，其制备方法包括以下步骤：将镧盐、吡啶羧酸、脂肪酸和碱性催化剂分散在溶剂中，进行配位反应，即得稀土三元配合物热稳定剂。本发明的稀土三元配合物热稳定剂的抗老化着色性、长期热稳定性、动态加工性能和耐候性均十分优异，且制备工艺简单，生产成本低，适合进行工业化大规模生产。

技术领域

本发明涉及有机合成与功能材料技术领域，具体涉及一种稀土三元配合物热稳定剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)具有质地较轻、不易燃烧、力学性能优异、制造加工工艺成熟且简单等优点，广泛应用于工业、农业、机械、电子、建筑、药品和食品包装、日用包装、纺织、航天等领域。PVC在聚合过程中容易因为副反应而使分子链出现一些特殊的结构(例如：支链结构、富氯基团、不饱和端基、烯丙基氯、羰基烯丙基等)，造成PVC脱出氯化氢形成共轭多烯，进而导致PVC的颜色加深，分子链交联而降解。因此，需要加入热稳定剂来稳定PVC材料。

传统的热稳定剂主要包括以下几种：

1)铅盐类热稳定剂：稳定性优良，耐候性好，价格便宜，特别适用于高温加工，广泛用于各种不透明制品，其是通过吸收PVC降解时释放的HCl，抑制HCl引起的自催化反应，从而稳定PVC，但铅盐具有高毒性，易造成环境污染和操作人员中毒，且分散性差，在很多领域都被限制使用；

2)有机锡类热稳定剂：主要为甲基锡、丁基锡、辛基锡等金属有机物，具有良好的热稳定性和耐候性，且本身无毒，其既能置换PVC中的不稳定氯，又能捕捉PVC降解的氯化氢使其与双键加成，可以全面抑制PVC降解，但有机锡稳定剂在加工过程中会生成对人类中枢神经有较大毒性的锡烷基氯化物，操作人员存在有机锡中毒的风险，且有机锡类热稳定剂的价格也比较昂贵；

3)金属皂类热稳定剂：通常为C₈～C₁₆的高级脂肪酸金属盐，主要包括钙、锌、钡和镉的硬脂酸、环烷烃酸及月桂酸等脂肪酸盐，其可以吸收PVC裂解产生的HCl并与之反应，置换掉PVC分子链上的不稳定氯原子，阻止共轭多烯链的形成和增长，但锌皂类热稳定剂容易出现“锌烧”现象，导致PVC制品在短时间内迅速黑化，镉皂类热稳定剂的毒性较高，会一定程度上引起疼痛病，且易造成硫化污染，钡皂类热稳定剂对人体的中枢神经具有刺激性，对生态环境具有危害；

4)辅助类热稳定剂：主要包括环氧化合物、亚磷酸酯、有机酮类、多元醇类等，通常具有两种作用机理，一种是直接与不稳定的氯原子结合，另一种是与主稳定剂协同发挥作用，例如：硬脂酸锌和季戊四醇搭配使用，不仅可以提高长期热稳定性，而且协同作用可以避免“锌烧”现象，有机辅助类稳定剂可以改善PVC的加工性能，提高透明度，但单独使用时无热稳定剂效果或者热稳定效果很差，不能作为主稳定剂使用；

5)稀土类热稳定剂：稀土元素具有较多的轨道可以作为中心离子接受配位体的孤对电子，即可以与PVC中不稳定的氯原子配位，从而达到稳定的效果，稀土元素是IIIB族钪、钇和镧系元素的总称，其独特的结构使其具有良好的热稳定效果，但单一配体稀土稳定剂在使用时存在易初期着色、早期热稳定性较差等问题。

综上可知，现有的热稳定剂均存在明显的缺陷，有必要开发性能更加优异的热稳定剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土三元配合物热稳定剂及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种稀土三元配合物热稳定剂，其由镧盐与吡啶羧酸和脂肪酸进行配位反应得到。

优选的，所述吡啶羧酸、脂肪酸、镧盐的摩尔比为1～3:1～2:1。

优选的，所述镧盐为硝酸镧、氯化镧、硫酸镧中的至少一种。

进一步优选的，所述镧盐为硝酸镧。