[发明专利]一种尿嘧啶羧酸锌PVC稳定剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种尿嘧啶羧酸锌PVC稳定剂的制备方法，本发明涉及尿嘧啶羧酸锌盐及其衍生物在PVC热稳定性能方面的新用途。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)性能优越，是一种应用十分广泛的热塑性塑料，但其热稳定性能差，必须加入一定量的热稳定剂才能加工成型。目前常用PVC热稳定剂以铅盐类、金属皂类、有机锡类等含有金属离子的热稳定剂为主。随着人类环保意识的增强，国内外正掀起研究开发环保热稳定剂以取代传统非环保品种的热潮。纯有机热稳定剂不含金属元素，是目前新型环保热稳定剂研发热点。

近年来，随着铅盐热稳定剂因为危害健康和污染环境等原因逐渐淡出市场，对能够取代铅盐热稳定剂的新型热稳定剂的研发和应用是近年来的热点。其中对稀土热稳定剂、水滑石热稳定剂及有机热稳定剂的报道较多。

PVC热稳定剂的功能当中，取代不稳定氯原子的能力才是最关键的。吸收HCl等能力只能延缓PVC的降解，而取代不稳定氯原子能一开始就消去引起PVC降解因素以阻止PVC降解。所以主稳定剂必须拥有取代PVC链中不稳定氯原子的能力。含氮类的有机热稳定剂就是一类具有取代不稳定氯原子能力的热稳定剂，虽然目前己开发的含氮类热稳定剂取代不稳定氯原子的能力较弱，还无法作为主稳定剂使用，但是它仍然是有机热稳定剂中最有潜力发展成为主稳定剂的品种。

有研究表明，中国专利CN105295218A提供了一种PVC用水滑石蓖麻油酸镧复合环保稳定剂，以改性镁铝水滑石、二月桂酸锡、蓖麻油酸镧、磷酸三乙酯、硬脂酸钡、环氧大豆油、癸二酸丙二醇聚酯、硬脂酸锌、4-苯甲酰氧基，2,6,6-四甲基哌啶、乙撑双硬脂酰胺、钾长石粉为原料制备了热稳定性良好的PVC稳定剂，虽然稳定剂在PVC的加工过程中塑化性好、并可降低平衡扭矩，透光性好，但制备过程耗能较大，消耗的人力较多，不利于工业化生产。钙锌热稳定剂是聚氯乙烯(PVC)产业中无毒害助剂的典型代表。并且，与有机锡热稳定剂相比，钙锌通常无味，成本较低优点。因而，成为PVC助剂工业的重要研究领域。钙锌热稳定剂的研究内容之一是同时改善其对PVC两方面的热稳定性能:初期着色性能和后期的急剧老化(“锌烧”)。

有研究表明采用脂肪酸锌以外的含锌化合物可以提高PVC热稳定性能。例如:采用环氧油酸锌(郭立新，万庆红，崔艳艳，橡塑技术与装备，2006, 32 (12):6-9)，氨基酸锌等(李钟宝，刘秀梅，塑料助剂，2010, No. 2 :1-8)等。

本发明描述一种以尿嘧啶羧酸盐衍生物和锌形成的化合物为含锌原料用以改善PVC热稳定性能，这种应用方案未见有关文献披露。

发明内容

一种尿嘧啶羧酸锌PVC稳定剂的制备方法，其分子式为Zn(Lco)₂(NH₃)₂其中Lco为尿嘧啶羧酸盐的分子式为：

本发明制备了一种尿嘧啶羧酸锌PVC稳定剂，其制备方法按照下述步骤进行：向四口烧瓶中加入适量的尿嘧啶和去离子水，加热并充分搅拌，直至尿嘧啶完全溶解，向上述尿嘧啶溶液中加入适量的氨水，溶液冷却至室温；在搅拌状态下，顺次向此溶液中加入适量的吡咯烷酮羧酸锌和丙三醇，得到白色沉淀。再用吸率分离白色沉淀，并用少量乙醇洗涤，烘干得目的产物尿嘧啶羧酸锌PVC稳定剂。

所述的一种尿嘧啶羧酸锌PVC稳定剂的制备方法，其特征在于所述的尿嘧啶用量为30~60g。

所述的一种尿嘧啶羧酸锌PVC稳定剂的制备方法，其特征在于所述的去离子水用量为100~300mL。

所述的一种尿嘧啶羧酸锌PVC稳定剂的制备方法，其特征在于所述的氨水用量为50~100mL。

所述的一种尿嘧啶羧酸锌PVC稳定剂的制备方法，其特征在于所述的吡咯烷酮羧酸锌用量为20~40g。

所述的一种尿嘧啶羧酸锌PVC稳定剂的制备方法，其特征在于所述的丙三醇用量为50~100mL。

所述的一种尿嘧啶羧酸锌PVC稳定剂的制备方法，其特征在于所述的氨水浓度为15~35%。

所述的一种尿嘧啶羧酸锌PVC稳定剂的制备方法，其特征在于所述的反应温度为60~80℃。

有益效果：

尿嘧啶羧酸锌是一种含锌的有机碱化合物，既可以发生碳-烷氧基化反应置换烯丙基氯原子，将不稳定的氯原子从PVC大分子主链上消去;也可以中和吸收PVC因热降解而释放的HCl，起到抑制PVC热分解作用。本发明提供的这种尿嘧啶羧酸锌化合能够有效地同时改善PVC的初期着色性和长期热稳定性能。