一種PVC用尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種PVC用尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑及其制備方法。目前主流使用的環保液體鉀鋅發泡劑，大多含有大量的溶劑，且使用的有機酸大多數來自于石油資源。本發明專利技術的穩定劑包括以下組分：尿素脂/縮二脲基乳液30?50％，鉀鹽/鋅鹽溶液40?50％，抗氧化劑0?5％，β?二酮0?5％，亞磷酸酯0?10％；所述的尿素脂/縮二脲基乳液，其由以下組分制備而成：尿素20?30％，異辛酸5?20％，油酸10?40％，催化劑1?5％，溶劑30?50％；所述的鉀鹽/鋅鹽溶液，其由以下組分制備而成：氫氧化鉀0?15％，鋅化合物15?25％，異辛酸25?60％，油酸5?10％，溶劑10?40％。本發明專利技術的穩定劑具有使PVC制品熱穩定性佳，發泡倍率高，泡孔細膩致密的特點。

Urea formaldehyde / shrink two urea based liquid potassium zinc foam stabilizer for PVC and preparation method thereof

The invention discloses a urea formaldehyde / shrink two urea based liquid potassium zinc foam stabilizing agent for PVC and a preparation method thereof. At present, most of the environmentally friendly liquid potassium zinc foaming agents, most of which contain a large number of solvents, and the use of organic acids are mostly derived from petroleum resources. The stabilizer of the invention comprises the following components: urea grease / shrink two urea emulsion 30 50% potassium / zinc salt solution 40 50%, 0 5% antioxidant, beta ketone 0 two 5%, 0 10% phosphite; the urea grease / shrink two urea emulsion, which is composed of the following group prepared: urea 20 isooctanoate 5 30%, 20%, 10 oleic acid 40%, the catalyst 1 5%, 30 and 50% of the solvent; potassium / zinc salt solution, which consists of the following components prepared by KOH 0 15%, 15 25% different zinc compounds. 25 octanoic acid 60%, oleic acid 5 10%, 10 40% solvent. The stabilizer of the invention has the advantages of good thermal stability of the PVC product, high foaming rate and delicate and dense bubble hole.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及PVC中采用AC發泡劑發泡用的穩定劑，具體地說是一種PVC用尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑及其制備方法。
技術介紹
PVC(聚氯乙烯)是世界上僅次于PE(聚乙烯)的第二大合成樹脂，廣泛應用于建筑、交通、通訊、電子、化工、機械以及快速消費品等行業。在生產過程中PVC加工成型的通常溫度在160℃以上，然而，它的分解溫度卻在120℃，給加工帶來了很大難度。因此，在PVC配方中需要加入熱穩定劑來增加其加工過程中的熱穩定性。目前市場上穩定劑的種類繁多，主要有鉛鹽穩定劑、鈣鋅穩定劑、有機錫穩定劑等幾大類。鉛鹽和鋇鎘鹽等其它重金屬鹽類穩定劑因為其熱穩定性卓越、價格低廉、生產工藝簡單，占據了中國PVC熱穩定劑的主要市場。但隨著近幾年國家對于環保的重視，加大了對于鉛鹽等重金屬的使用限制。新型的稀土穩定劑由于綜合性能較好，有一段時間得到廣泛的應用；不過，稀土資源具有稀缺性，價格始終在上漲并且劇烈波動，使其推廣價值大大受到影響。在軟質PVC生產發泡材料的工藝中大量用到了AC(偶氮爾甲酰胺)發泡劑。為了配合其發泡原理，國內主流使用的是環保液體鉀鋅發泡劑，但其中大多含有大量的溶劑，且使用的有機酸大多數來自于石油資源。石油價格上漲，穩定劑也勢必隨之波動。尿素廣泛應用于農業、醫療、工業等領域，而我國作為農業大國，據統計去年我國的尿素產量達到3446.49萬噸。尿素兼具價格低廉，安全環保，資源可再生，并且尿素及其衍生物均對AC發泡劑起到催化發泡的作用。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種環保、無毒、價格低廉的PVC用尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑，其不僅具有良好的熱穩定性，而且催化AC發泡劑的效率高，相比較于現有的國內發泡用穩定劑，具有性價比高的優勢。為此，本專利技術采用如下的技術方案：一種PVC用尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑，其包括以下重量百分比含量的組分：尿素脂/縮二脲基乳液30-50％，鉀鹽/鋅鹽溶液40-50％，抗氧化劑0-5％，β-二酮0-5％，亞磷酸酯0-10％；所述的尿素脂/縮二脲基乳液，其由以下重量百分比含量的組分采用縮合反應制備而成：尿素20-30％，異辛酸5-20％，油酸10-40％，催化劑1-5％，溶劑30-50％；所述的鉀鹽/鋅鹽溶液，其由以下重量百分比含量的組分制備而成：氫氧化鉀0-15％，鋅化合物15-25％，異辛酸25-60％，油酸5-10％，溶劑10-40％。上述尿素脂/縮二脲基乳液制備的反應式如下：2CO(NH2)2＝NH2CONHCONH2+NH3，NH3+RCOOH＝RCOONH4，CO(NH2)2+RCOOH＝RCOONHCONH2+H2O。在反應過程需要保持在較高的溫度和壓力下進行，尿素在反應溶液中呈現弱堿性，可與長鏈羧酸緩慢反應生成尿素脂，并且能夠控制反應體系始終維持在一個較低的pH值，催化進一步反應；在較低的pH值下，兩個尿素分子在高溫高壓下縮合而成，形成縮二脲結構，同時釋放出一個氨分子，呈現中強堿性，可迅速被有機酸吸收，繼續維持縮合反應條件。反應得到的產物分別可對PVC起到潤滑，增塑的作用，并且對AC發泡劑起到優異的催化作用；并且所得的產物流動性佳，可減少液體穩定劑中溶劑的使用。上述鉀鹽/鋅鹽溶液制備的反應式如下：KOH+RCOOH＝RCOOK+H2O，ZnO+2RCOOH＝(RCOO)2Zn+H2O。(R可以是7～18碳的長鏈結構)將上述兩種反應中間體按比例混合可以得到所需的尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑。本專利技術以尿素為起始原料，開發出尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑，從資源選擇、突出性能和生產成本等方面來說，具有重要的市場價值。進一步地，所述的催化劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、磷酸二氫鉀中的一種或幾種組成的混合物。進一步地，當所述的催化劑為磷酸二氫鉀或/和碳酸氫鉀時，所述氫氧化鉀的含量可以為0。進一步地，所述的溶劑為脫芳烴溶劑油D80、脫芳烴溶劑油D100、環氧大豆油、二乙二醇、二乙二醇單丁醚、二丙二醇甲醚中的一種或幾種組成的混合物。進一步地，所述的鋅化合物為氧化鋅、堿式碳酸鋅中的一種或兩種組成的混合物。進一步地，所述的抗氧化劑為抗氧劑1076、抗氧劑1010中的一種或兩種組成的混合物。進一步地，所述的β-二酮為二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、乙酰丙酮、脫氫乙酸中的一種或幾種組成的混合物。進一步地，所述的亞磷酸酯為亞磷酸一苯二異辛酯、二亞磷酸雙酚A四C12-15酯中的一種或兩種組成的混合物。本專利技術還提供上述PVC用尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑的制備方法，其包括如下步驟：第一步，尿素脂/縮二脲基乳液的制備：將尿素、異辛酸、油酸、催化劑和溶劑進行混合反應，反應溫度在140-160℃，反應壓力在0.5-1.0MPa，反應時間維持在120-180分鐘；第二步，鉀鹽/鋅鹽溶液的制備：將氫氧化鉀0-15％、鋅化合物15-25％、異辛酸25-60％、油酸5-10％和溶劑10-40％混合攪拌，反應溫度在80-90℃；第三步，復配：尿素脂/縮二脲基乳液30-50％、鉀鹽/鋅鹽溶液40-50％、抗氧化劑0-5％、β-二酮0-5％和亞磷酸酯0-10％復配，復配溫度為90-110℃，降溫過濾即得PVC用尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑。進一步地，第二步反應結束后升溫到120-130℃進行負壓脫水；或在第三步中，將復配用的其他原料(指尿素脂/縮二脲基乳液、抗氧化劑、β-二酮0-5％和亞磷酸酯)加入第二步得到的反應溶液中，再升溫到120-130℃進行負壓脫水。本專利技術具有的有益效果如下：1.本專利技術的穩定劑組分中，有機酸及其鹽類、尿素、尿素脂、縮二脲、鋅鹽類等均可對AC發泡劑起到活化作用；尤其是含氮化合物的存在能夠非常高效地提高AC發泡劑的發泡速度和發泡倍率。2.本專利技術的穩定劑流動性佳，尤其在PVC發泡糊料的生產工藝中，與PVC糊料的相容性佳，特別是在組分中的含氮化合物，更加利于AC發泡劑在體系中的分散，尿素脂本身對PVC加工過程中起到潤滑增塑的作用，在發泡是尤其可以充當泡孔整理劑的作用，最終使發泡均勻，泡孔細膩致密，制品表面光潔平整；并且基本無毒，環保，性價比高，具有廣闊的市場價值。3.本專利技術的穩定劑相對于國內的同類穩定劑，減少了對石油原料的依賴，減少了PVC加工過程中對于環境的破壞，順應了現今對于可持續發展的要求。4.本專利技術的穩定劑采用了亞磷酸酯的復合體系，在生產過程減少了初期著色，并且延長了其制品的后期熱穩定時間。5.相對于現有的制備方法，本專利技術減少了溶劑的使用量。具體實施方式為了對本專利技術再作進一步的說明，對本專利技術的具體操作方法在實施例中描述，但本專利技術不受下述實施例的限定。實施例1(1)第一步，所使用的原料組分為：二乙二醇325kg、油酸337kg、異辛酸165kg、尿素302kg；所使用的催化劑為碳酸鈉，占前述原料總量的3％。反應維持在0.4-0.6MPa的壓力下，攪拌并加熱直至140℃，維持反應狀態2小時。反應結束后冷卻，調整pH值至7，得到尿素脂/縮二脲基乳液。(2)第二步，所使用的原料組分為：二乙二醇100kg、二乙二醇單丁醚62kg、異辛酸355kg、油酸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種PVC用尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑，其包括以下重量百分比含量的組分：尿素脂/縮二脲基乳液30?50％，鉀鹽/鋅鹽溶液40?50％，抗氧化劑0?5％，β?二酮0?5％，亞磷酸酯0?10％；所述的尿素脂/縮二脲基乳液，其由以下重量百分比含量的組分采用縮合反應制備而成：尿素20?30％，異辛酸5?20％，油酸10?40％，催化劑1?5％，溶劑30?50％；所述的鉀鹽/鋅鹽溶液，其由以下重量百分比含量的組分制備而成：氫氧化鉀0?15％，鋅化合物15?25％，異辛酸25?60％，油酸5?10％，溶劑10?40％。

【技術特征摘要】
1.一種PVC用尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑，其包括以下重量百分比含量的組分：尿素脂/縮二脲基乳液30-50％，鉀鹽/鋅鹽溶液40-50％，抗氧化劑0-5％，β-二酮0-5％，亞磷酸酯0-10％；所述的尿素脂/縮二脲基乳液，其由以下重量百分比含量的組分采用縮合反應制備而成：尿素20-30％，異辛酸5-20％，油酸10-40％，催化劑1-5％，溶劑30-50％；所述的鉀鹽/鋅鹽溶液，其由以下重量百分比含量的組分制備而成：氫氧化鉀0-15％，鋅化合物15-25％，異辛酸25-60％，油酸5-10％，溶劑10-40％。2.根據權利要求1所述的PVC用尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑，其特征在于，所述的催化劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、磷酸二氫鉀中的一種或幾種組成的混合物。3.根據權利要求2所述的PVC用尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑，其特征在于，當所述的催化劑為磷酸二氫鉀或/和碳酸氫鉀時，所述氫氧化鉀的含量為0。4.根據權利要求1所述的PVC用尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑，其特征在于，所述的溶劑為脫芳烴溶劑油D80、脫芳烴溶劑油D100、環氧大豆油、二乙二醇、二乙二醇單丁醚或二丙二醇甲醚其中的一種或幾種組成的混合物。5.根據權利要求1所述的PVC用尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑，其特征在于，所述的鋅化合物為氧化鋅、氫氧化鋅、堿式碳酸鋅中的一種或兩種組成的混合物。6.根據權利要求1所述的PVC用尿素脂/縮二脲基液體鉀鋅催發泡穩定劑，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：丁禮源，陳旻，童敏偉，程媛媛，
申請(專利權)人：浙江傳化華洋化工有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33