[发明专利]一种含氮杂环稀土稳定剂

说明书

本发明属于PVC加工助剂领域。本发明涉及一种含氮杂环稀土稳定剂，该方法以1H‑吡咯‑2,3,4,5‑四甲酸乙酯、脂肪胺、镧系物作为原料，经过取代、酯化等多步骤反应得到了一种含氮杂环稀土稳定剂材料。该新型氮杂环稀土稳定剂不仅有效解决目前常用PVC稀土稳定剂热稳定性不理想的问题，具有高效热稳定的同时，还具有光稳定、润滑等性能，亦可与其他热稳定剂复配使用，该材料可广泛用于PVC各类制品中。

技术领域

本发明涉及一种含氮杂环稀土稳定剂。本发明属于PVC加工助剂领域。

背景技术

PVC是世界五大通用塑料之一，世界产量仅次于聚乙烯。聚氯乙烯由于具有各种优异的性能，如较好的力学性能、阻燃性、耐腐蚀性和低廉的价格被广泛应用到化学工业、建筑、轻工业、包装和电缆等各个领域当中。然而，在PVC的合成过程中，会产生大量结构缺陷，如烯丙基氯、叔氯等。因为这些不稳定缺陷的存在，使得PVC在加工过程中容易发生脱氯化氢反应而降解，严重影响PVC加工性能和力学性能，因此必须向PVC树脂中添加热稳定剂。

目前，主要的热稳定剂包括铅盐类稳定剂、金属皂类稳定剂和有机锡化合物。但是这些稳定剂存在有毒、环境污染或者高成本方面的缺点。因此，无毒环保型热稳定剂逐渐成为研究的焦点。稀土稳定剂是一种新型的稳定剂，具有高效、无毒等优点，并且与其他稳定剂有良好的协同作用。稀土热稳定剂的这些特点使它成为少数满足环保要求的热稳定剂种类之一。近年来，掀起了稀土稳定剂研究的热潮。有以苹果酸、肉豆蔻酸、氰尿酸、N-直链烷基马来酰胺酸、一元羧酸、二元羧酸等有机酸为配体的轻稀土稳定剂，但大多数单独使用效果不理想。

此外，含氮类化合物稳定剂主要是含氮有机物，常见的有硫脲类，巴比妥酸类，尿嘧啶等。其中，尿嘧啶具有高效的HCl吸收能力，作为单一主稳定剂长期热稳定效果不佳，但可以作为辅助类热稳定剂可发挥出更加出色的性能。且可与ZnCl₂络合，抑制烧锌现象，发展潜力巨大。

鉴于上述因素，考虑到稀土热稳定剂与含氮有机物在PVC热稳定性的优势，开发一种具有综合性能及成本优势的有机稀土热稳定剂就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中PVC稀土稳定剂单一使用热稳定性不理想的问题，提供了一种含氮杂环稀土稳定剂，其使用1H-吡咯-2,3,4,5-四甲酸乙酯、脂肪胺、镧系物作为原料，经过取代、酯化等多步骤反应得到了一种含氮杂环稀土稳定剂材料，在具有高效热稳定的同时，还具有光稳定、润滑等性能，亦可与其他热稳定剂复配使用，该材料可广泛用于PVC各类制品中。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种含氮杂环稀土稳定剂，其结构式如下所示：

其中，-R为C₁₆H₃₃或C₁₈H₃₇。

一种含氮杂环稀土稳定剂的制备方法，包含以下步骤：

(1)将1mol 1H-吡咯-2,3,4,5-四甲酸乙酯溶入含有1mol氢氧化钾的30mol乙醇中，搅拌加热回流12-16h，过滤，减压蒸馏，溶于10mol去离子水，加入1mol盐酸，搅拌0.5h，加入15mol乙醚后震荡，分液，取有机相，减压蒸馏，得到中间产物I；

(2)将1mol I加入5mol醋酸酐中，搅拌加热回流3-5h，反应结束后，减压蒸馏，得到中间产物II；

(3)将1mol II溶于20mol乙腈中，加入2.2-2.5mol脂肪胺，室温下搅拌10-20h，反应结束后，减压蒸馏、晾干，即得中间产物III；