[发明专利]一种稀土配合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种稀土配合物及其制备方法和应用。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)塑料以其良好的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、气体水汽低渗透性、综合机械性能、制品透明性、电绝缘性、隔热隔音性等得到广泛应用。同时，PVC树脂也是一种热敏性树脂，在高温和高剪切强度下进行加工容易脱去HCl而导致降解，使其产品变色和机械性能等下降。因此在PVC加工过程中必需加入一定量的稳定剂，以提高PVC的分解温度。随着硬质PVC树脂在建筑行业的广泛应用，PVC树脂的生产和消费总量将进一步增加，热稳定剂是PVC树脂加工必不可少的添加剂，因此热稳定剂的生产和消费量也将逐渐增加，因此PVC热稳定剂的开发和应用具有重要的经济和社会效益。

我国目前使用的PVC热稳定剂主要有铅盐、金属皂、有机锡和稀土热稳定剂等4大类。铅盐类热稳定剂具有卓越的热稳定性和低廉的价格，但铅盐类稳定剂有毒，缺乏润滑性，并且遇硫会生成黑色PbS，不适宜于有硫污染的地方。大部分金属皂稳定剂无毒，有一定润滑作用，特别是钙锌复合皂，其使用范围正在逐步增加，但钙锌热稳定剂存在“锌烧”问题，且对PVC的稳定能力较差。有机锡稳定剂的热稳定性能优异，但其价格昂贵，目前产量较少。稀土类PVC热稳定剂具有出色的热稳定性和耐光耐候性，独特的偶联性，而且绿色、环保，我国是稀土储量大国，因此发展稀土热稳定剂在我国具有广阔的前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有出色的热稳定性和耐光耐候性以及独特的偶联性，而且绿色、环保的稀土配合物。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种稀土配合物，其特征在于，所述稀土配合物为N-烃基马来酰胺酸根稀土配合物，其化学分子式为R_E(OA)₃·nH₂O，式中：R_E为稀土元素，OA为N-烃基马来酰胺酸根，n＝1或2；所述N-烃基马来酰胺酸根稀土配合物的结构式为：

式中R为苄基、烯丙基、顺丁二烯甲基、正己烷基、辛烷基、癸烷基、十二烷基、十四烷基、十六烷基或十八烷基。

本发明还提供了上述稀土配合物的制备方法，其特征在于，该方法为：在N-烃基马来酰胺酸盐乙醇溶液中边搅拌边滴加可溶性稀土无机盐水溶液，在温度为20℃～50℃的条件下反应生成沉淀，将沉淀洗涤后真空干燥，得到N-烃基马来酰胺酸根稀土配合物；所述可溶性稀土无机盐与N-烃基马来酰胺酸盐的摩尔比为1∶2.5～3.5。

上述的方法，所述N-烃基马来酰胺酸盐乙醇溶液的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将马来酸酐与烃基胺按照1∶1的摩尔比在有机溶剂中搅拌反应至反应体系温度开始下降，过滤后真空干燥，得到N-烃基马来酰胺酸，具体反应过程如下：

步骤二、将步骤一中所述N-烃基马来酰胺酸与碱在乙醇中反应，得到N-烃基马来酰胺酸盐乙醇溶液；所述N-烃基马来酰胺酸与碱的摩尔比为1∶1。

上述的方法，步骤一中所述有机溶剂为分析纯的乙酸乙酯、乙醚或丙酮。

上述的方法，步骤二中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的一种或几种，所述乙醇为分析纯试剂。

上述的方法，所述可溶性稀土无机盐是指稀土元素的氯化物、硝酸盐或高氯酸盐，其中稀土元素为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的一种或几种。

另外，本发明还提供了上述稀土配合物在聚氯乙烯热稳定剂中的应用。

上述的应用，所述聚氯乙烯热稳定剂由以下重量份的原料组成：N-烃基马来酰胺酸根稀土配合物25～100份，硬脂酸钙0～75份，硬脂酸锌0～12份，β-二酮0～10份，季戊四醇0～10份，有机锡0～50份。

上述的应用，所述有机锡为二月桂酸二丁基锡。

上述的应用，所述聚氯乙烯热稳定剂的用量为聚氯乙烯质量的0.5％～3％。

本发明的稀土配合物在聚氯乙烯热稳定剂中的应用效果评价试验：

一、静态热稳定试验