[发明专利]一种改性氯化石蜡及其制备方法和其在PVC制品中的应用

说明书

本发明公开了一种改性氯化石蜡及其制备方法和其在PVC制品中的应用，涉及PVC加工助剂技术领域，所述改性氯化石蜡的结构式为：其中，R₁为‑C_nH_2n+2‑xCl_x‑1，n＝12‑24，x＝6‑7；R₂O为低分子量聚醚多元醇参与酯化反应后的基团。本发明采用亲核取代将间苯二甲酸结构引入氯化石蜡中，再采用低分子量聚醚多元醇与间苯二甲酸上的羧基发生酯化反应，从而将聚醚多元醇中的柔性分子链引入到氯化石蜡中，且该柔性分子链还带有一定的极性，易进入PVC分子链中，从而增强分子链的运动性，进而降低储能模量，所得PVC材料的动态力学性能和抗冲减震性能提高显著。

技术领域

本发明涉及PVC加工助剂技术领域，尤其涉及一种改性氯化石蜡及其制备方法和其在PVC制品中的应用。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)是最早实现工业化的树脂，曾是产量最大的通用树脂，应用非常广泛，在材料工程中占据着重要的地位。PVC物理性能优良，同时又具有良好的化学稳定性和阻燃性，耐磨损性和耐腐蚀性能也比一般的树脂高，此外PVC的综合力学性能也比较优良，重要的是其价格低廉、原材料来源广泛，这些优点使得PVC具有广泛的应用。然而，如特种缓冲垫等这些处于循环应力场作用下的PVC制件，其在应用中往往要承受较大的冲击载荷，而处于循环应力场和处于静态应力场环境下，材料的动态力学性能完全不同。因此，提高PVC制品的动态力学性能以延长制品使用寿命、扩大PVC应用范围是十分有必要的。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种改性氯化石蜡及其制备方法和其在PVC制品中的应用，通过将间苯二甲酸酯结构引入氯化石蜡中，将其作为助剂用于PVC加工，显著提高PVC材料的动态力学性能。

本发明提出的一种改性氯化石蜡，其结构式如式(Ⅰ)所示：

其中，R₁为-C_nH_2n+2-xCl_x-1，n＝12-24，x＝6-7；R₂O为低分子量聚醚多元醇参与酯化反应后的基团。

优选地，所述低分子聚醚多元醇的分子量为1000-2000。

本发明还提出了上述改性氯化石蜡的制备方法，其合成路线为：

包括以下步骤：

(1)5-巯基间苯二甲酸的合成：以式(Ⅱ)化合物为原料，在惰性气体保护下与硫氢化盐反应生成5-巯基间苯二甲酸(Ⅲ)，简称为SDA；其中，式(Ⅱ)化合物中，R₃为-NO₂、-F、-Cl、-Br；

(2)5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡：以叔丁醇为催化剂，将5-巯基间苯二甲酸(Ⅲ)在惰性气体保护下与氯化石蜡进行取代反应，生成式(Ⅳ)，简称为CP-SDA；

(3)酯化反应：将5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡(Ⅳ)在惰性气体保护下与低分子量聚醚多元醇进行酯化反应，即得改性氯化石蜡(Ⅰ)，简称为CP-SDE。

优选地，具体包括以下步骤：

(1)5-巯基间苯二甲酸的合成：将甲醇和硫氢化盐加入到反应器中，升温至50-55℃，滴加式(Ⅱ)化合物，在惰性气体保护下反应10-14h；待反应结束后，在90-100℃下真空干燥2-3h，得浅黄色液体产物SDA(Ⅲ)；

(2)5-巯基间苯二甲酸接枝氯化石蜡：将丙酮和氯化石蜡加入到反应器中，搅拌，加入SDA(Ⅲ)和叔丁醇钾，升温至60-65℃，在惰性气体保护下反应10-14h；待反应结束后，在90-100℃下真空干燥2-3h，得淡黄色液体产物CP-SDA(Ⅳ)；