[发明专利]PVC的热稳定剂硬脂酸镧的制备方法及其应用

说明书

本发明就是要提供一种PVC的热稳定剂硬脂酸镧的制备方法及其应用，属于PVC树脂合成领域。以硬脂酸、氧化镧及水为原料，经纯化硬脂酸、制备氢氧化镧、制备硬脂酸镧、除杂工序生产主产品硬脂酸镧。制备的硬脂酸镧具有优异的热稳定性能，促进熔融作用，加工型能好，优良的透明性，无毒环保，价格较便宜等等优势。

技术领域：

本发明属于PVC树脂合成领域，主要是PVC用的硬脂酸镧的制备与应用，特别是要提供一种硬脂酸镧的制备方法及其应用。

背景技术：

PVC(聚氯乙烯)是使用最广泛的塑料材料之一，但其热稳定性较差，在外界因素如热、光、氧及力的作用下易发生降解反应，致使加工和使用困难。传统的PVC热稳定剂大多是铅、钡、镉、钙、锡及锑的金属化合物，它们不仅污染环境，而且危害人体健康。硬脂酸稀土稳定剂在这方面能很好解决这些问题，硬脂酸稀土是一种环保无毒无害的热稳定剂，近年来因其对PVC的长期热稳定性能优于普通的金属皂热稳定剂而得到广泛的研究和开发。稀土元素镧由于丰度高，产量高，价格较便宜，使得硬脂酸镧在PVC中的应用成为了研究的重点。如优异的热稳定性能，促进熔融作用，加工型能好，优良的透明性，无毒环保等等。其中稀土元素镧由于丰度高，产量高，价格较便宜，并且硬脂酸镧在PVC成型过程中所展现的有热稳定性、着色或光稳定性及润滑性等多种功能性，使得硬脂酸镧在PVC中的应用成为了重点。

目前常见的硬脂酸镧的合成方法有复分解法、直接熔融法和直接皂化法。

(1)复分解工艺的基本工艺过程是：以硝酸镧为例，反应原理可用下面的反应式表达：

C₁₇H₃₅COOH+NaOH→C₁₇H₃₅COONa+H₂O

C₁₇H₃₅COONa+La(No₃)₃→(C₁₇H₃₅COO)₃La↓+3NaNO₃

复分解工艺，反应条件温和，不易导致硬脂酸镧氧化变色，因而色泽好；在适当的工艺条件下，可以获得产品纯度高的硬脂酸镧产品；产品呈细粉状，比表面积大。易于分散。这些优点有利于其在聚乙烯中的应用。但是复分解工艺的生产效率较低；需要用大量水洗涤，产生含盐有机废水，环保处置压力大；滤饼湿度高，干燥能耗大；产品堆积密度较小，包装储运成本高；容易形成粉尘，对个人防护和除尘设施的要求较高。

(2)直接熔融工艺的基本过程是：将硬脂酸和氧化镧混合加热至硬脂酸镧熔点以上的温度(一般为120～200℃)搅拌反应，熔融态产物经冷却粉碎或造粒得到产品。反应原理可用下面的表达式表述：

6C₁₇H₃₅COOH+La₂O₃→2(C₁₇H₃₅COO)₃La+3H₂O

与复分解工艺对比，直接熔融工艺的主要优点时：不产生废水，工艺流程短，生产成本低。但同时也存在下列缺点：反应进行不完全，所得产物含有硬脂酸和氧化镧；有催化剂残留；反应产物会因高温氧化等原因而带有一定颜色；经过研磨粉碎工序才能得到细粉末状产品。

(3)直接皂化工艺的基本过程是：在水介质中，加入硬脂酸加热搅拌使之融化，然后加入镧盐溶液、氢氧化钠溶液，反应一段时间后，过滤，水洗，烘干，研磨得到硬脂酸镧粉末。以硝酸镧为例，反应原理可用如下表达式表述：