一種pvc用水滑石戊二酸鋅復合環(huán)保穩(wěn)定劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及PVC助劑領域，具體涉及一種PVC用水滑石戊二酸鋅復合環(huán)保穩(wěn)定劑劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]PVC以其優(yōu)越的物理性能和低廉的成本被普遍應用在化工、材料、機械、農業(yè)、日用品等領域，尤其在塑料領域被廣泛應用，被稱為五大通用塑料之一。但是PVC有一個非常重要的缺陷，就是在熱加工時，容易分解產(chǎn)生HC1氣體，自身催化導致PVC劇烈的降解，而影響PVC產(chǎn)品的各種性能，如使PVC產(chǎn)品變色或者降低其機械性能等。為了克服PVC的這種缺陷，目前主要是在PVC的熱加工過程中添加適量的穩(wěn)定劑。
[0003]現(xiàn)在普遍工業(yè)化的熱穩(wěn)定劑只有鉛鹽類、有機錫類和金屬皂類。而鉛鹽類穩(wěn)定劑存在毒性、且造成一系列環(huán)境問題，因此鉛鹽復合熱穩(wěn)定劑順應趨勢而誕生，雖然鉛鹽的使用量減少了，但仍存在毒害，鎘鉛熱穩(wěn)定劑的淘汰已是歷史的必然。而有機錫雖然熱穩(wěn)定性高，污染危害小，但價格昂貴，成本高，且有異味，不符合我國現(xiàn)階段的生產(chǎn)國情，使其發(fā)展處于受限狀態(tài)。金屬皂類熱穩(wěn)定劑效果性能有限。
[0004]隨著人們對環(huán)保意識的增強以及對環(huán)境的要求越來越高，PVC用穩(wěn)定劑的無毒化是未來穩(wěn)定劑發(fā)展的必然。稀土熱穩(wěn)定劑具有良好的熱穩(wěn)定性能，但早期熱穩(wěn)定性不高，初期著色性差，不能單獨做主穩(wěn)定劑，使其應用和推廣受到一定限制，單一稀土熱穩(wěn)定劑的應用往往難以滿足PVC加工與應用性能的要求，復合化、多功能型稀土熱穩(wěn)定劑已是發(fā)展的趨勢。稀土熱穩(wěn)定劑與其他助劑配合使用時，會產(chǎn)生協(xié)同效應，可有效地提高熱穩(wěn)定效果，其復配型熱穩(wěn)定劑的綜合性能常優(yōu)于傳統(tǒng)鉛鹽及金屬皂類穩(wěn)定劑，在某些應用中，稀土復合穩(wěn)定劑可部分或全部代替有機錫。我國稀土資源豐富，約占世界儲量的23%。因此充分利用我國的稀土資源開發(fā)一種我國特有的性能高效、無毒、符合我國目前生產(chǎn)國情的低價稀土復合熱穩(wěn)定劑，實現(xiàn)我國稀土資源的高效利用，具有非常重要的意義，開發(fā)PVC高效、無毒復合熱穩(wěn)定劑已成為必然。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明公開了一種PVC用水滑石戊二酸鋅復合環(huán)保穩(wěn)定劑及其制備方法。本發(fā)明的PVC穩(wěn)定劑具有良好的熱穩(wěn)定性和加工性能，且環(huán)保無毒、成本低廉，在PVC的加工過程中塑化性好、并可降低平衡扭矩，透光性好，且成本低。
[0006]為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術方案如下:
一種PVC用水滑石戊二酸鋅復合環(huán)保穩(wěn)定劑，其特征在于:其由下列重量份的組分原料制備而得:改性鎂鋁水滑石20-30、單丁基氧化錫10-12、月桂酸鑭6-9、硬脂酸鈰4_6、環(huán)狀磷酸酯1-3、戊二酸鋅3-6、環(huán)氧大豆油2-4、鄰苯二甲酸聚酯12-14、聚乙烯蠟1_2、卡必醇5-6，三(1，2，2，6，6_五甲哌啶基)亞磷酸酯2-3、硬脂酸鋅4-6、煅燒陶土 4-50
[0007]所述的PVC用水滑石戊二酸鋅復合環(huán)保穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)改性水滑石的制備:
a、取一定量的Mg( N03) 2.6H20和A1 ( N03) 3.9H20加入水中配成總摩爾濃度為0.6mol /L的鹽溶液，取一定量的NaOH和Na2C03加入去離子水中配成總摩爾濃度為0.6mol /L堿溶液，將堿溶液以1-2滴/s速度滴加至鹽溶液中，隊保護下強烈攪拌，恒溫38-42 °C，pH值保持在9.5?10之間，滴加完畢后在攪拌1-1.5 h，于75 °C晶化8 h抽濾后洗滌至中性，將沉淀45-50°C烘干，得到Mg /A1水滑石，其中Mg ( N03) 2.6H20和A1 ( N03) 3.9H20的摩爾比為2: 3，NaOH和Na2C03的摩爾比2:1，滴加時堿溶液與鹽溶液的體積比1-1.2:1;
b、馬來酸和檸檬酸按照摩爾比為1:1-2的比例稱取一定量溶于分析純乙二醇中，充分混合后，加入步驟(1)制得的Mg /A1水滑石，在85-88°C恒溫下，攪拌9-10h，將產(chǎn)物抽濾，洗滌，75°C恒溫干燥20-22h，即制得改性鎂鋁水滑石，所述的馬來酸和檸檬酸二者的質量和與乙二醇的體積比0.01-0.02g/mL，Mg /A1水滑石與馬來酸和檸檬酸兩者的質量和之比為 1:1-1.5 ；
(2)按配方比例將步驟(1)制得的改性鎂鋁水滑石、單丁基氧化錫、月桂酸鑭、硬脂酸鈰、環(huán)狀磷酸酯、戊二酸鋅、環(huán)氧大豆油置于高能振磨設備中以600-800轉/分的轉速充分振磨40-50分鐘，振磨溫度50-60°C，得到混合物料A ;
(3)將鄰苯二甲酸聚酯加入攪拌釜中，緩慢升溫至65-68°C，加入步驟(2)制得的混合物料A及配方中的其余組分，保持溫度恒定，充分攪拌1.5-2.0小時，冷卻得到復合穩(wěn)定劑。
[0008]有益效果
本發(fā)明的復合穩(wěn)定劑是將改性水滑石LDH、單丁基氧化錫、月桂酸鑭、硬脂酸鈰及其它助劑復配得到的復合穩(wěn)定劑，原料間具有很好協(xié)同穩(wěn)定作用，改性水滑石可以明顯改善PVC的長期熱穩(wěn)定性，稀土元素有較強的配位絡合能力，與PVC中的不穩(wěn)定氯作用，從而對PVC起到熱穩(wěn)定作用，稀土穩(wěn)定劑的加入可抑制硬脂酸鋅對PVC發(fā)生“鋅燒”而產(chǎn)生變色現(xiàn)象、同時可以縮短PVC的塑化時間，減少加工時的能耗。改性水滑石、稀土熱穩(wěn)定劑與其它助劑配合使用時，會產(chǎn)生協(xié)同效應，可有效地提高熱穩(wěn)定效果，其復配型熱穩(wěn)定劑的綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)鉛鹽及金屬皂類穩(wěn)定劑和有機錫，可以代替有機錫，降低了制品成本，本復合穩(wěn)定劑為新型、復合、高效水滑石稀土復合環(huán)保熱穩(wěn)定劑。
【具體實施方式】
[0009]一種PVC用水滑石戊二酸鋅復合環(huán)保穩(wěn)定劑，其由下列重量(kg)的組分原料制備而得:改性鎂鋁水滑石24、單丁基氧化錫11、月桂酸鑭7、硬脂酸鈰5、環(huán)狀磷酸酯2、戊二酸鋅5、環(huán)氧大豆油3、鄰苯二甲酸聚酯13、聚乙烯蠟1、卡必醇5，三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亞磷酸酯3、硬脂酸鋅5、煅燒陶土 5，
制備方法如下:
(1)改性水滑石的制備:
a、取一定量的Mg ( N03) 2.6H20和A1 ( N03) 3.9H20加入水中配成總摩爾濃度為0.6mol /L的鹽溶液，取一定量的NaOH和Na2C03加入去離子水中配成總摩爾濃度為0.6mol /L堿溶液，將堿溶液以1-2滴/s速度滴加至鹽溶液中，隊保護下強烈攪拌，恒溫38-42 °C，pH值保持在9.5?10之間，滴加完畢后在攪拌1-1.5 h，于75 °C晶化8 h抽濾后洗滌至中性，將沉淀45-50°C烘干，得到Mg /A1水滑石，其中Mg ( N03) 2.6H20和A1 ( N03) 3.9H20的摩爾比為2: 3，NaOH和Na2C03的摩爾比2:1，滴加時堿溶液與鹽溶液的體積比1-1.2:1;
b、馬來酸和檸檬酸按照摩爾比為1:1-2的比例稱取一定量溶于分析純乙二醇中，充分混合后，加入步驟(1)制得的Mg /A1水滑石，在85-88°C恒溫下，攪拌9-10h，將產(chǎn)物抽濾，洗滌，75°C恒溫干燥20-22h，即制得改性鎂鋁水滑石，所述的馬來酸和檸檬酸二者的質量和與乙二醇的體積比0.01-0.02g/mL，Mg /A1水滑石與馬來酸和檸檬酸兩者的質量和之比為 1:1-1.5 ；
(2)按配方比例將步驟(1)制得的改性鎂鋁水滑石、單丁基氧化錫、月桂酸鑭、硬脂酸鈰、環(huán)狀磷酸酯、戊二酸鋅、環(huán)氧大豆油置于高能振磨設備中以600-800轉/分的轉速充分振磨40-50分鐘，振磨溫度50-60°C，得到混合物料A ;
(3)將鄰苯二甲酸聚酯加入攪拌釜中，緩慢升溫至65-68°C，加入步驟(2)制得的混合物料A及配方中的其余組分，保持溫度恒定，充分攪拌1.5-2.0小時，冷卻得到復合穩(wěn)定劑。
[0010]通過剛果紅法對熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性能進行了一系列的試驗，具體方法參
照GB/T2917.1-2002《以氯乙烯均聚和共聚物為主的共混物及制品在高溫時放出氯化氫和任何其他酸性產(chǎn)物的測定剛果紅法》。將本實施例制得的添加改性水滑石的復合稀土熱穩(wěn)定劑和未添加改性水滑石的稀土熱穩(wěn)定劑做對比，經(jīng)試驗得出，在稀土化合物中添加改性水滑石及輔助穩(wěn)定劑，能夠提高其作為PVC熱穩(wěn)定劑的性能，可將PVC熱穩(wěn)定性提高到50分鐘以上，而普通稀土熱穩(wěn)定劑一般在30分鐘左右。
【主權項】
1.一種PVC用水滑石戊二酸鋅復合環(huán)保穩(wěn)定劑，其特征在于:其由下列重量份的組分原料制備而得:改性鎂鋁水滑石20-30、單丁基氧化錫10-12、月桂酸鑭6-9、硬脂酸鈰4-6、環(huán)狀磷酸酯1-3、戊二酸鋅3-6、環(huán)氧大豆油2-4、鄰苯二甲酸聚酯12-14、聚乙烯蠟1_2、卡必醇5-6，三(1，2，2，6，6_五甲哌啶基)亞磷酸酯2-3、硬脂酸鋅4-6、煅燒陶土 4_5。2.根據(jù)權利要求1所述的PVC用水滑石戊二酸鋅復合環(huán)保穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)改性水滑石的制備: a、取一定量的Mg( N03) 2.6H20和A1 ( N03) 3.9H20加入水中配成總摩爾濃度為0.6mol /L的鹽溶液，取一定量的NaOH和Na2C03加入去離子水中配成總摩爾濃度為.0.6mol /L堿溶液，將堿溶液以1-2滴/s速度滴加至鹽溶液中，隊保護下強烈攪拌，恒溫.38-42 °C，pH值保持在9.5?10之間，滴加完畢后在攪拌1-1.5 h，于75 °C晶化8 h抽濾后洗滌至中性，將沉淀45-50°C烘干，得到Mg /A1水滑石，其中Mg ( N03) 2.6H20和A1 ( N03) 3.9H20的摩爾比為2: 3，NaOH和Na2C03的摩爾比2:1，滴加時堿溶液與鹽溶液的體積比1-1.2:1; b、馬來酸和檸檬酸按照摩爾比為1:1-2的比例稱取一定量溶于分析純乙二醇中，充分混合后，加入步驟(1)制得的Mg /A1水滑石，在85-88°C恒溫下，攪拌9-10h，將產(chǎn)物抽濾，洗滌，75°C恒溫干燥20-22h，即制得改性鎂鋁水滑石，所述的馬來酸和檸檬酸二者的質量和與乙二醇的體積比0.01-0.02g/mL，Mg /A1水滑石與馬來酸和檸檬酸兩者的質量和之比為 1:1-1.5 ； (2)按配方比例將步驟(1)制得的改性鎂鋁水滑石、單丁基氧化錫、月桂酸鑭、硬脂酸鈰、環(huán)狀磷酸酯、戊二酸鋅、環(huán)氧大豆油置于高能振磨設備中以600-800轉/分的轉速充分振磨40-50分鐘，振磨溫度50-60°C，得到混合物料A ; (3)將鄰苯二甲酸聚酯加入攪拌釜中，緩慢升溫至65-68°C，加入步驟(2)制得的混合物料A及配方中的其余組分，保持溫度恒定，充分攪拌1.5-2.0小時，冷卻得到復合穩(wěn)定劑。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種PVC用水滑石戊二酸鋅復合環(huán)保穩(wěn)定劑，其由下列重量份的組分原料制備而得：改性鎂鋁水滑石20-30、單丁基氧化錫10-12、月桂酸鑭6-9、硬脂酸鈰4-6、環(huán)狀磷酸酯1-3、戊二酸鋅3-6、環(huán)氧大豆油2-4、鄰苯二甲酸聚酯12-14、聚乙烯蠟1-2、卡必醇5-6，三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亞磷酸酯2-3、硬脂酸鋅4-6、煅燒陶土4-5。本發(fā)明的PVC穩(wěn)定劑具有良好的熱穩(wěn)定性和加工性能，且環(huán)保無毒、成本低廉，在PVC的加工過程中塑化性好、并可降低平衡扭矩，透光性好，且成本低。
【IPC分類】C08L67/02, C08L27/06, C08K5/1515, C08K5/098, C08K5/524, C08L23/06, C08K3/26, C08K5/521, C08K13/06, C08K9/04
【公開號】CN105295245
【申請?zhí)枴緾N201510793097
【發(fā)明人】王圣茂, 丘永桂, 宋開生, 高旭, 李毅, 徐 明, 肖獨山, 孫榮興
【申請人】安徽華塑股份有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月18日