浅析二辛基氧化锡的制备与应用

浅析二辛基氧化锡的制备与应用

姚俊

云南锡业锡化学品有限公司云南个旧661000

【摘要】辛基锡系列热稳定剂用于PVC制品添加剂中，具有良好的热稳定性、透明性、光稳定性和对人体无毒等优点，被广泛应用于食品、药品包装材料中。二辛基氧化锡是制备二辛基锡类稳定剂的重要中间体，具有广泛的工业用途，本文主要对二辛基氧化锡的合成方法和应用作简要介绍。

【关键词】二辛基氧化锡；热稳定剂；PVC

聚氯乙烯(PVC)材料具有强度高、耐腐蚀性和绝缘性好、透明度高等优点，又因其具有价格低廉、原料来源丰富、制造工艺成熟等优势，被广泛用于轻工、机械、电子、建筑、纺织、航空、运输、包装以及农业等领域，是一种较理想的钢材、木材替代品。

PVC是一种热塑性树脂，为了避免降解和老化，加工过程中需要加入抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂等塑料助剂，其中热稳定剂是最重要的塑料助剂，其市场需求量随PVC的产量增长而增长。有机锡类稳定剂是目前性能最好和最有发展潜力的PVC热稳定剂之一，其中辛基系列稳定剂由于具有出色的热稳定性和耐候性及防止初期着色性，无毒等优异性能，广泛应用于食品、药品等卫生要求高的包装制品、食品级瓶子、上水管材等的应用上，应用前景广阔。

二正辛基氧化锡是合成PVC高效无毒有机锡热稳定剂的主要中间体，它与巯基乙酸异辛酯、月桂酸、马来酸酐等反应所生成的辛基锡系列PVC热稳定剂的最大特点是耐热性强，并且因其对人体无毒而用在食品及药品包装材料上，在PVC稳定剂领域具有不可替代的地位。本文综述了二辛基氧化锡中间体的合成方法和应用。

1二辛基氧化锡的合成

1.1实验设备及仪器：电动搅拌器,循环水式真空泵，玻璃四口烧瓶，玻璃冷凝管，恒压漏斗，分液漏斗，酸式滴定管，移液管，温度计等。

1.2实验原料和试剂：工业级四氯化锡SnCl4（云锡自产），氯丁烷，乙醚，盐酸。

1.3格氏试剂的合成

格氏试剂通常是在干醚（乙醚等）中由镁和有机卤素衍生物相互作用生成的，作为溶剂的乙醚（或其它醚）有机试剂参与了络合物的形成，反应原理如下：

格氏试剂含有C—Mg极性共价键，化学性质非常活泼，其中镁带有部分正电荷，碳带有部分负电荷，R为一个亲核试剂，可与某些分子中带有部分正电荷的部分或正离子发生发应，这也是利用SnCl4格氏试剂反应合成四辛基锡的理论基础。

1.4四辛基锡的合成

过量的格氏试剂与锡（Ⅳ）氯化物反应，得到的产物用盐酸溶液洗涤，真空蒸馏回收溶剂，余下的有机物即为四辛基锡中间体。由于副反应的发生，只能得到含有多组分的四辛基锡混合产物。为提高反应物纯度，可用稀酸溶液洗涤破坏未反应完全的四氯化锡和格氏试剂，同时加水到混合产物中搅拌，使生成的氯化镁溶解进入水相。反应原理如下：

具体操作步骤为在装有电动搅拌器、恒压漏斗、温度计、冷凝管的四口瓶中加入二辛基二氯化锡及溶剂，进行加热到出现回流情况，保持回流状态，将过量氢氧化钠溶液滴加到反应瓶，完毕后仍旧保温回流数小时，取下恒压漏斗和冷凝回流管，装上直形冷凝管、蒸馏头，在保温状态下进行蒸馏脱除溶剂，用水煮沸洗涤馏后物，过滤后就可以得到二辛基氧化锡产品。

2二辛基氧化锡的应用

通用塑料聚氯乙烯(PVC)具有许多优异的综合性能，被广泛用于国防、化工、汽车工业和日常生活中。同时PVC也有不足之处，它的热、氧和光稳定性较差，从而限制了PVC的使用。PVC的热解过程主要分两类：脱HCl和自氧化。一般研究认为有机锡稳定剂在聚合物PVC中的作用有：（1）与PVC分子中不稳定氯原子发生反应，限制脱HCl作用的引发区，防止大共轭结构的形成，从而抑制降解反应。（2）束傅住聚合物分解所形成的HCl，防止HCl自催化PVC的进一步降解。(3)与PVC分子共轭双键发生加成反应，使共轭双键被固定而抑制共轭链的增长。（4）分解氢过氧化物，防止氢过氧化物热解产生新的自由基，降低体系中自由基的浓度而起到稳定作用。（5）光稳定作用，有机锡羰基化合物，特别是马来酸系有机基锡，除有一定的热稳定作用外，还具有较好的光稳定作用和抗风化作用，可用于户外的聚氯乙烯制品中。

二辛基氧化锡与月桂酸系、马来酸系、硫醇系列化合物反应可生成辛基锡类热稳定剂（C8H17）2SnX2(X为月桂酸系、马来酸系、硫醇系)，这是二辛基氧化锡用于制备PVC热稳定剂最重要的应用之一。

2.1用于合成月桂酸辛基锡热稳定剂

二辛基氧化锡与月桂酸反应生成二月桂酸二辛基锡，用作PVC热稳定剂具有优异的透明性、耐热性、耐光性和润滑性，但单独使用存在初期着色和粘辊现象。为了弥补这些缺点，通常是与锌系、有机锡马来酸酯系及有机锡硫醇盐系化合物并用。

2.2用于合成马来酸辛基锡热稳定剂

二辛基氧化锡与马来酸酐（顺酐）反应生成马来酸二辛基锡，该PVC热稳定剂有良好的耐热性、透明性和耐光性，缺点是润滑作用差，加工时粘辊，应用于软制品时有喷霜现象，通常与月桂酸有机锡及其它稳定剂并用。

2.3用于合成硫醇辛基锡热稳定剂

二辛基氧化锡与巯基乙酸异辛酯反应生成双(巯基乙酸异辛酯)二正辛基锡。硫醇辛基锡是高效、无毒的PVC热稳定剂，用于PVC制品添加剂得到美国、欧洲、日本等相关机构的承认，被允许应用于食品、药品等卫生要求高的包装制品中。

辛基锡硫醇系类稳定剂具有极好的高温色度稳定性和长期动态稳定性，热稳定性好，透明性高，它对树脂的增塑效果与混合金属盐或铅盐稳定剂相比可产生较低的熔融黏度，所以是加工硬质PVC的最好稳定剂，它不会发生结垢现象，减少了设备清洗时间，缺点是有气味，光稳定性较差，价格昂贵，容易与其它金属交叉着色。

3结束语

不同种类的有机锡稳定剂的性能各有优点又有不足之处，只是在应用的侧重面上有所不同。作为目前性能最好和最有发展潜力的PVC热稳定剂，有机锡热稳定剂的发展趋势将是开发新品种，提高稳定效能，减小毒性和气味，降低成本、实现有机锡稳定剂的高分子化和多功能化。辛基锡系列产品作为高效无毒的PVC热稳定剂，随着各国对环保以及食品卫生的要求越来越严格，辛基锡系列产品必将迎来一个良好的发展和市场前景。

参考文献

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