專利名稱：淡色過堿堿土金屬烷基酚鹽的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及穩(wěn)定劑過堿堿土金屬酚鹽的制備，具體地說是一種淡色過堿堿土金屬烷基酚鹽的制備方法。
背景技術(shù)：
幾乎所有的液體穩(wěn)定劑都是復(fù)合產(chǎn)品，由各種不同功能的成分物質(zhì)復(fù)合而成，如將具有熱穩(wěn)定性、潤滑性、抗氧性等性能的組分和幾種共穩(wěn)定劑復(fù)合而成，以求PVC樹脂加工和使用達到較為完美的水平。一個重要的事實就是穩(wěn)定劑的使用量是有限的，用量太大反而會影響PVC制品的加工性能和使用性能，經(jīng)濟上也不合算。抗氧劑和光穩(wěn)定劑等的用量本來就很少，在特定配方中幾乎沒有減少的余地；只有含金屬的化合物能提高有效金屬含量，熱穩(wěn)定性能提高后才有不增加復(fù)合穩(wěn)定劑用量的可能性。過堿堿土金屬烷基酚鹽可制成高金屬含量的穩(wěn)定劑成分，往往在配制復(fù)合穩(wěn)定劑時起著重要作用。制備過堿堿土金屬烷基酚鹽的一個重要原料就是烷基酚，可以使用的酚從苯酚開始到十二烷基酚都可以用來制備過堿堿土金屬烷基酚鹽。如苯酚、甲酚、乙基酚、丙基酚、丁基酚、戊基酚、己基酚、庚基酚、辛基酚、壬基酚、癸基酚、十一烷基酚和十二烷基酚等。苯酚又名石炭酸，PKa值為10. 0(pKa值為離解常數(shù)負對數(shù)，數(shù)值較小的酸性較強)。由于甲基是斥電子基團，甲酚的酸性比苯酚稍弱。鄰甲苯酚PKa值為10. 2，間甲苯酚pKa值為10. 17， 對甲苯酚PKa值為10.01。隨著烷基碳數(shù)的增加，甲基對酸性的影響越來越小，因此烷基苯酚都有弱酸性(25°CpKa值)。苯酚、甲酚毒性較大，隨著碳鏈的增加，毒性減弱，一般認為壬基酚己基本無毒。用烷基酚、有機羧酸與過量堿土金屬氧化物或氫氧化物反應(yīng)，通入二氧化碳制成烷基酚鹽/羧酸鹽/碳酸鹽復(fù)合鹽，堿土金屬氧化物或氫氧化物可以是鈣、鍶、鋇的氧化物或氫氧化物。這方面的技術(shù)有很多報導(dǎo)，美國一直處于領(lǐng)先水平，其他國家報導(dǎo)較少。在我國尚未見到真正有建樹的使用二氧化碳制成淡色的高金屬含量的過堿液體酚鹽的報導(dǎo)。在上世紀60年代初，美國已出現(xiàn)了礦物油作溶劑，油酸與過量的氫氧化鋇反應(yīng)， 在有中碳醇(如辛醇)作介質(zhì)時與二氧化碳反應(yīng)生成過堿鋇鹽的報導(dǎo)。美國專利文獻 US3274135就披露了用庚基酚、油酸、白油，異辛醇、氧化鎘、氫氧化鋇反應(yīng)，通入二氧化碳制成液體鋇鎘，再與亞磷酸酯復(fù)配的技術(shù)，但沒有涉及到如何避免酚類氧化使液體穩(wěn)定劑本身著色的問題。此后出現(xiàn)的技術(shù)大多數(shù)都是制備含烷基酚的過堿鋇鹽或過堿鈣鹽的方法。如美國專利文獻US4，159，973，披露了用壬基酚、氫氧化鋇和礦物油，加熱到175°C 225°C，通入二氧化碳制成鋇含量在26. 4 27. 3%的液體，然后與液體鎘和液體鋅等復(fù)配而成液體穩(wěn)定劑的技術(shù)。但后來的專利文獻在論述中都認為這篇專利也沒有涉及到如何使液體鋇組分保持淡色論述。烷基酚在碳酸化時起促進劑作用，有利于形成較高金屬含量的鋇組分。只是到了 80年代后期，在美國專利文獻US4661544說明書中才出現(xiàn)消除鋇組分中烷基酚被氧化顏色變深的方法。在用高碳醇、壬基酚、油酸、礦物油和氫氧化鋇為原料，加熱到150°C 155°C，通入二氧化碳制成液體鋇組分，反應(yīng)完畢后，再用環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷來處理，防止壬基酚在反應(yīng)結(jié)束后著色。這份專利說明書對處理過程沒有清楚明確的描述。 除了壬基酚會消耗環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷外，高碳醇(因為有羥基)也會消耗環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷。美國專利文獻US4665117中對用環(huán)氧丙烷進行后處理有較為明確的描述，但是物料已經(jīng)經(jīng)受了 150 155°C較長時間的高溫反應(yīng)，不可避免地有氧化著色的情況發(fā)生。以后還出現(xiàn)了用其它的環(huán)氧化合物處理烷基酚的技術(shù)，但都不十分完美(有的處理費用很高)。一般都在較長時間150°c高溫下完成反應(yīng)之后再來處理，實際上氧化著色已經(jīng)有所發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種改進的淡色過堿堿土金屬烷基酚鹽的制備方法，其事先在烷基酚的羥基上接上一個環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷，從而在很大程度上避免烷基酚被氧化著色。為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下淡色過堿堿土金屬烷基酚鹽的制備方法，采用烷基酚和有機羧酸與過量的堿土金屬氧化物或氫氧化物反應(yīng)，其特征在于在制備反應(yīng)進行之前，采用環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷對烷基酚上的羥基進行保護，使烷基酚只接上1個環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷，采用烴類化合物作為溶劑；該保護反應(yīng)的溫度控制在120-130°c，且須在壓力反應(yīng)容器中進行，所述壓力反應(yīng)容器的壓力控制在0. 15-0. 25MPa，保護反應(yīng)中采用堿土金屬氧化物或氫氧化物作催化劑(堿土金屬氫氧化物相對于堿土金屬氧化物來說，更加容易被分散)，其與制備過堿堿土金屬烷基酚鹽反應(yīng)中所用的原料堿土金屬氧化物或氫氧化物為同一種物質(zhì)。以烷基酚和有機羧酸的摩爾數(shù)計算，堿土金屬氧化物或氫氧化物至少過量0. 1摩爾，最高可過量10摩爾，通常不超過5摩爾。因為過量太多時粘度會升高，給制備帶來不便。上述的烴類化合物為烷烴或烷芳烴，所述的烷烴優(yōu)選為白油或液體石蠟，烷芳烴優(yōu)選為輕烷基苯、十二烷基苯或重烷基苯。烷基酚是很容易被氧化著色的化合物，特別是在加熱以后。如果用氮氣保護，排除空氣中的氧，在長時間高溫過程中也不能完全防止氧化著色。本發(fā)明將烷基酚的羥基保護在先，使烷基酚在制備過堿堿土金屬烷基酚鹽時能更有效地減輕著色程度，從而達到制成淡色的液體穩(wěn)定劑的目的；本發(fā)明使烷基酚上只接上1個環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷，使它不致失去促進劑功能。烷基酚上接上很多環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷，雖然加熱時不易著色，但會失去酸性，從而失去促進作用。用本發(fā)明的方法可以制成近似于沒有使用烷基酚、顏色很淡的液體穩(wěn)定劑，用于PVC加工時有良好的防初期著色性，透明性好，不析出。烷基酚與環(huán)氧乙烷的反應(yīng)可以用下式表示
權(quán)利要求
1.淡色過堿堿土金屬烷基酚鹽的制備方法，采用烷基酚和有機羧酸與過量的堿土金屬氧化物或氫氧化物反應(yīng)，其特征在于在制備反應(yīng)進行之前，采用環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷對烷基酚上的羥基進行保護，使烷基酚只接上1個環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷，采用烴類化合物作為溶劑；該保護反應(yīng)的溫度控制在120-130°c，且須在壓力反應(yīng)容器中進行，所述壓力反應(yīng)容器的壓力控制在0. 15-0. 25MPa，保護反應(yīng)中采用堿土金屬氧化物或氫氧化物作催化劑，其與制備過堿堿土金屬烷基酚鹽反應(yīng)中所用的原料堿土金屬氧化物或氫氧化物為同一種物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淡色過堿堿土金屬烷基酚鹽的制備方法，其特征在于所述催化劑的用量為烷基酚重量的0. 5-1. 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的淡色過堿堿土金屬烷基酚鹽的制備方法，其特征在于所述的堿土金屬氧化物或氫氧化物為鈣、鍶或鋇的氧化物或氫氧化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的淡色過堿堿土金屬烷基酚鹽的制備方法，其特征在于所述的酚類化合物為苯酚或烷基取代苯酚，烷基取代苯酚的取代烷基為C1-C12烷基。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的淡色過堿堿土金屬烷基酚鹽的制備方法，其特征在于苯酚上的取代烷基為辛基或壬基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的淡色過堿堿土金屬烷基酚鹽的制備方法，其特征在于，所述的烴類化合物為烷烴或烷芳烴。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的淡色過堿堿土金屬烷基酚鹽的制備方法，其特征在于，所述的烷烴為白油或液體石蠟，烷芳烴為輕烷基苯、十二烷基苯或重烷基苯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種淡色過堿堿土金屬烷基酚鹽的制備方法?，F(xiàn)有采用烷基酚制備液體穩(wěn)定劑時，都無法使液體穩(wěn)定劑保持淡色。本發(fā)明的特征在于在制備反應(yīng)進行之前，采用環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷對烷基酚上的羥基進行保護，使烷基酚只接上1個環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷，采用烴類化合物作為溶劑；該保護反應(yīng)的溫度控制在120-130℃，且須在壓力反應(yīng)容器中進行，所述壓力反應(yīng)容器的壓力控制在0.15-0.25MPa，保護反應(yīng)中采用堿土金屬氧化物或氫氧化物作催化劑，其與制備過堿堿土金屬烷基酚鹽反應(yīng)中所用的原料堿土金屬氧化物或氫氧化物為同一種物質(zhì)。本發(fā)明在很大程度上避免了烷基酚被氧化著色，達到制成淡色液體穩(wěn)定劑的目的。
文檔編號C08K5/098GK102516602SQ20111038799
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者胡奮奮, 黃鐵農(nóng) 申請人:浙江傳化華洋化工有限公司