本發(fā)明涉及一種全新熱穩(wěn)定劑，更具體的講，本發(fā)明涉及一種全新聚硅氮烷熱穩(wěn)定劑在PVC制品中的應(yīng)用。
技術(shù)背景
熱穩(wěn)定劑是聚氯乙烯制品加工中所使用的主要助劑，用于改進聚氯乙烯制品的熱穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的熱穩(wěn)定劑是含鉛熱穩(wěn)定劑，因為鉛的毒性，歐美國家正在快速減少含鉛熱穩(wěn)定劑的使用，部分歐洲國家規(guī)定到2015年全面停止使用含鉛熱穩(wěn)定劑。我國雖然沒有強制規(guī)定淘汰期限，但鼓勵發(fā)展無鉛熱穩(wěn)定劑，加快替代進程。
鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑是國內(nèi)外普遍認為較為安全的產(chǎn)品，同時也是當前無毒穩(wěn)定劑的主要研究方向。目前國內(nèi)鈣鋅熱穩(wěn)定劑滿足于管材、型材、透明制品和醫(yī)療制品等。隨著制品越來越高的要求，鈣鋅熱穩(wěn)定劑添加量大，容易導(dǎo)致與PVC相容性差，而且只能滿足制品的基本要求。
目前，鈣鋅熱穩(wěn)定劑以廣泛的應(yīng)用在PVC制品中，但是市場上使用的PVC鈣鋅熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定性短，耐熱性能不好，制品容易變色。因此，以聚硅氮烷作為獨立的熱穩(wěn)定劑體系或復(fù)合在鈣鋅熱穩(wěn)定劑中的應(yīng)用方案未見有關(guān)文獻及專利披露。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種可以提高PVC制品熱穩(wěn)定性和著色的聚硅氮烷聚合物，用于高效復(fù)合鈣鋅熱穩(wěn)定劑，聚硅氮烷聚合物環(huán)保，耐熱性好，可廣泛的應(yīng)用在性能要求高的PVC制品。
本發(fā)明改善PVC著色性和熱穩(wěn)定性的聚硅氮烷聚合物，分子量大約為1000-150000，其中，聚合物有機結(jié)構(gòu)和無機結(jié)構(gòu)如下：
有機：無機：
本發(fā)明所述的聚硅氮烷高效復(fù)合熱穩(wěn)定劑，由以下重量份數(shù)的原料制成：
所述的聚硅氮烷的數(shù)均相對分子量為1000-150000，聚合物有機結(jié)構(gòu)式和無機結(jié)構(gòu)式如下：
有機：無機：
所述的水滑石為鎂鋁二元水滑石，所述的鎂鋁二元水滑石中MgO/Al2O3摩爾比為4.2:1。
所述的潤滑劑是硬脂酸、單硬脂酸甘油酯、石蠟和PE蠟，中的一種或兩種組合。
所述抗氧劑包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯、硫代二丙酸雙月桂酯、亞磷酸三苯酯中的一種或兩種組合。
所述β二酮包括二苯甲酰甲烷、硬質(zhì)酰苯甲酰甲烷、乙酰丙酮鈣、乙酰丙酮鋅中的兩種或兩種以上組合。
本發(fā)明通過聚合和反應(yīng)獲得聚硅氮烷，并將其作為熱穩(wěn)定劑去復(fù)配到鈣鋅熱穩(wěn)定劑中。本發(fā)明提供的聚硅氮烷熱穩(wěn)定劑具有以下優(yōu)點：(1)對PVC樹脂有良好的相容性；(2)有優(yōu)異的長期熱穩(wěn)定性和初期著色性；(3)有良好的透明性。
具體實施方式：
下面通過實例對本發(fā)明作進一步的說明
實施例1
按照配方稱取以下各種原料：鎂鋁二元水滑石50kg、硬脂酸鋅15kg、PE蠟2kg、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯抗氧劑3kg，乙酰丙酮鈣3kg、乙酰丙酮鋅2kg、硬脂酰苯甲酰甲烷7kg、聚硅氮烷10kg加入道高速混料機中混合，經(jīng)過過篩，包裝，得到高性能復(fù)合鈣鋅熱穩(wěn)定劑。
實施例2
按照配方稱取以下各種原料：鎂鋁二元水滑石50kg、硬脂酸鋅15kg、PE蠟2kg、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯抗氧劑3kg，乙酰丙酮鈣3kg、乙酰丙酮鋅2kg、硬脂酰苯甲酰甲烷7kg、聚硅氮烷15kg加入道高速混料機中混合，經(jīng)過過篩，包裝，得到高性能復(fù)合鈣鋅熱穩(wěn)定劑。
實施例3
按照配方稱取以下各種原料：鎂鋁二元水滑石50kg、硬脂酸鋅15kg、PE蠟2kg、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯抗氧劑3kg，乙酰丙酮鈣3kg、乙酰丙酮鋅2kg、硬脂酰苯甲酰甲烷7kg、聚硅氮烷20kg加入道高速混料機中混合，經(jīng)過過篩，包裝，得到高性能復(fù)合鈣鋅熱穩(wěn)定劑。
對比例1
按照配方稱取以下各種原料：鎂鋁二元水滑石50kg、硬脂酸鋅15kg、PE蠟2kg、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯抗氧劑3kg，乙酰丙酮鈣3kg、乙酰丙酮鋅2kg、硬脂酰苯甲酰甲烷7kg加入道高速混料機中混合，經(jīng)過過篩，包裝，得到高性能復(fù)合鈣鋅熱穩(wěn)定劑。
將實施例所制備的聚硅氮烷鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑與對比例中的傳統(tǒng)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑進行性能比較。具體項目包括穩(wěn)定性能、著色性能、老化性能等。
首先將實施例所制備的復(fù)合鈣鋅熱穩(wěn)定劑與對比例的物質(zhì)按照如下配方進行混料。
PVC 100g
DOP 50g
復(fù)合鈣鋅熱穩(wěn)定劑 2g
按上述配方PVC制品的制備方法采用雙輥壓片工藝，條件如下。取樣品總質(zhì)量為150g，雙輥溫度設(shè)置為185℃，轉(zhuǎn)速21r/min，雙輥混煉時間為5min。混煉后進行壓片，以1mm模具進行定型，壓片機溫度設(shè)置為180℃，壓片時間為5min。
耐熱性能測試條件如下，采用上述雙輥煉膠機壓制的1mm片材，按照GB/T9349-2002標準對PVC的耐熱性進行測試，測試溫度為190℃，初期著色結(jié)果等級分為幾個等級。分別為無色、微黃、淡黃、淺黃、黃色、紅色、灰色、黑色，并且記錄最終樣片變黑時間，結(jié)果見表1。
熱穩(wěn)定時間測試條件如下，采用上述雙輥煉膠機壓制的1mm片材，按照GB/T2917-2002標準的實驗方法對PVC熱穩(wěn)定時間進行測試，測試溫度為185℃油浴加熱，結(jié)果見表2。
表1
從表1中可以看出，實施例1、2、3與對比例1相比，添加聚硅氮烷的復(fù)合鈣鋅熱穩(wěn)定劑，初期著色及失效時間有一定程度的改善，達到目標性能指標。與對比例1傳統(tǒng)鈣鋅熱穩(wěn)定劑相比，著色性能優(yōu)良，熱穩(wěn)定時間有一定的提高，本發(fā)明的聚硅氮烷復(fù)合鈣鋅熱穩(wěn)定劑明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鈣鋅熱穩(wěn)定劑。
表2
從表2可以看出通過實施例1、2、3與對比例1的性能對比可以得出，本專例方法制備的聚硅氮烷復(fù)合鈣鋅熱穩(wěn)定劑采用剛果紅測試的靜態(tài)熱穩(wěn)定時間也要明顯優(yōu)于鈣鋅熱穩(wěn)定劑。且通過與使用量的逐漸增加，產(chǎn)品性能不斷提升，實施例3剛果紅時間達到103min，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鈣鋅熱穩(wěn)定劑。
最后應(yīng)當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，何以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍，均應(yīng)認為是本發(fā)明的保護范圍。