[发明专利]一种乙二胺四乙酸酯类物质及其在制备聚氯乙烯防粘釜剂的应用

说明书

本发明公开了一种聚氯乙烯防粘釜剂，其由乙二胺衍生的羧酸酯类化合物作为前驱体，与甲醛反应得到。所述前驱体具有如下结构：本发明的防粘釜剂合成手段简单，原料易得，并且得到的产物对釜壁的粘附力更强，是一种有效的防粘釜剂化合物。

技术领域

本发明涉及有机复合材料技术领域，更具体地说，涉及一种PVC聚合过程中使用的防粘釜剂制品以及制备方法。

背景技术

聚氯乙烯是五大通用塑料之一，综合性能优良，价格低廉，在各个领域都有十分广泛的应用，其用量仅次于聚乙烯。聚氯乙烯为白色的无定型结构粉末，可以通过不同的添加剂，用以制备片材、管材、型材、电线电缆、密封塑料，制备各类食品包装、建筑耗材。

根据聚合方法，聚氯乙烯可分为四类：悬浮法聚氯乙烯、乳液法聚氯乙烯、本体法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。悬浮法聚氯乙烯产量最大，约占聚氯乙烯总产量的80％左右。悬浮聚合法将单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用油溶性引发剂溶于单体之中，在分散液滴中进行引发，通过聚合得到最终PVC产品。

悬浮法聚氯乙烯在生产过程中需要加入各类添加剂辅助，包括防粘釜剂、分散剂、消泡剂以及引发剂，整个聚合过程为自由基过程。自由基反应过程中会产生自由基单电子，一方面单电子具有极高的反应活性，与同样具和有高活性的铁反应造成粘釜现象；另一方面，自由基单电子与釜壁之间形成配位键，同样造成粘釜问题。这两个因素的叠加，导致粘釜现象更加严重。粘釜现象导致PVC在生产过程中受到极大的限制，导致需要不断进行清釜。同时釜壁清理不干净同样导致在产品中出现大量的杂质粒子以及“鱼眼”等问题，造成产品质量下降，利润损失。

当下各类聚氯乙烯厂家生产聚氯乙烯所使用的防粘釜剂主要为以下三种：“美国红”、“欧洲蓝”、“意大利黄”，其中以“意大利黄”使用效果最佳。意大利黄本质上是以甲醛与稠环酚类化合物经过分子间缩合得到的聚合物，其主要特征在于使用氧元素作为配体，与釜壁之间的金属离子形成配位键，在釜壁表面形成一层有机薄膜，覆盖在釜壁表面。由于釜壁表面的介质具备有疏水性，使得悬浮液不能够与釜壁直接接触，达到防粘釜的作用。但是，氧元素作为电负性极大的化合物，由于其对自身周边电子较强的束缚力，依然使得防粘釜剂与釜壁粘结不牢，导致产生杂质与外来粒子以及“鱼眼”等问题。

为了能够更好的解决防粘釜剂与釜壁黏着不牢固的问题，开发新型防粘釜剂，以便更好的应用于实际生产中。

发明内容

本发明目的主要是为了解决现有悬浮法聚氯乙烯在生产过程中使用的防粘釜剂与釜壁黏着不牢固的问题，提供一种新型防粘釜剂，本发明的防粘釜剂由包括乙二胺四乙酸类化合物与甲醛反应得到。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，首先提供一种乙二胺四乙酸酯类化合物，具有如下式(I)所示结构

其中，式(I)中，R¹基团可以为H、C1-C3的烷氧基、C1-C3的酰胺基、C1-C4的氨基，优选H、甲氧基、甲氨基、二甲氨基、乙酰氨基，R¹基团可以处在酯基的对位或者间位。

本发明还涉及上述乙二胺四乙酸酯类化合物在制备聚氯乙烯防粘釜剂中的应用，其作为防粘釜剂的前驱体，与甲醛反应得到所述防粘釜剂。

本发明还涉及一种聚氯乙烯防粘釜剂的制备方法，包括：

a)向反应器中加入乙二胺，随后加入碱溶液，将羟基乙腈缓慢加入该反应器中反应，待乙二胺反应完全即停止反应，酸化处理，得到包含乙二胺四乙酸的反应液；

b)将式(II)的化合物加入到a)步骤得到的反应液中，缓慢补加一定量的酸反应，反应完成后自然冷却至室温，利用碱液将其中和，得到包含有乙二胺四乙酸酯类的水溶液；

其中R¹的定义如前所述；