專利名稱：一種pvc管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)穩(wěn)定劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯(PVC)、穩(wěn)定劑、加工改性劑及無機(jī)材料等合理混配，能夠生產(chǎn)出各種不同用途的聚氯乙烯塑料制品。PVC管材制備中的主要成分包括聚氯乙烯和穩(wěn)定劑，其中，穩(wěn)定劑的性能對PVC管材的穩(wěn)定性影響較大。PVC行業(yè)中公知的熱穩(wěn)定劑主要有鉛鹽類、金屬皂類、有機(jī)錫類、稀土類和Ca/Zn 類等穩(wěn)定劑，但應(yīng)用最多的熱穩(wěn)定劑是鉛鹽類和金屬皂類。鉛鹽類穩(wěn)定劑價(jià)格低廉，熱穩(wěn)定效果好，但其毒性大，嚴(yán)重危害人體健康并污染環(huán)境。有機(jī)錫類穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定性良好，毒性較小，它廣泛應(yīng)用于高透明度聚氯乙烯板材、片材、食品、醫(yī)藥包裝中，但其價(jià)格昂貴，而且有些產(chǎn)品在毒性上要控制完全無毒環(huán)保，因而其應(yīng)用也受到限制。隨著社會對環(huán)保意識的提高，以及對熱穩(wěn)定劑綜合性能要求的提高，熱穩(wěn)定劑的生產(chǎn)和消費(fèi)向無毒、無污染、高透明度、耐熱性良好和高效的方向發(fā)展。而無毒鈣鋅復(fù)合Ca/ Zn熱穩(wěn)定劑是世界公認(rèn)的無毒、環(huán)保型熱穩(wěn)定劑，且具有價(jià)格低廉、潤滑性良好等優(yōu)點(diǎn)，具有極廣闊的發(fā)展空間。目前國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)都開始投入大量經(jīng)費(fèi)對鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑展開研究。鈣鋅穩(wěn)定劑廣泛應(yīng)用于PVC行業(yè)中，PVC管材用的穩(wěn)定劑也在使用鈣鋅穩(wěn)定劑。但是，目前市場上用的PVC管材穩(wěn)定劑耐候性較差，容易變色。因此，有必要開發(fā)一種具有良好耐候性的鈣鋅穩(wěn)定劑用于PVC管材。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑及其制備方法，本發(fā)明所提供的鈣鋅穩(wěn)定劑耐候性能好，不易變色。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑，它是由以下質(zhì)量百分比的原料組成
鈣鹽主穩(wěn)定劑10--30%鋅鹽主穩(wěn)定劑10--30%水滑石30--50%潤滑劑10--20%雜環(huán)化合物5--15%抗氧劑1--5%輔助穩(wěn)定劑1--5%紫外線吸收劑1--5%,
其中，所述的鈣鹽主穩(wěn)定劑為任意比例混合的脂肪酸類鈣鹽主穩(wěn)定劑和苯環(huán)類鈣鹽主穩(wěn)定劑，所述脂肪酸類鈣鹽主穩(wěn)定劑為硬脂酸鈣、棕櫚酸鈣、油酸鈣、月桂酸鈣、十七碳脂肪酸鈣或十五碳脂肪酸鈣的任意一種，所述苯環(huán)類鈣鹽主穩(wěn)定劑為苯甲酸鈣或十二烷基苯磺酸鈣的任意一種；
其中，所述的鋅鹽主穩(wěn)定劑為任意比例混合的脂肪酸類鋅鹽主穩(wěn)定劑和苯環(huán)類鋅鹽主穩(wěn)定劑，所述脂肪酸類鋅鹽主穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅、棕櫚酸鋅、油酸鋅、月桂酸鋅、十七碳脂肪酸鋅或十五碳脂肪酸鋅的任意一種，所述苯環(huán)類鋅鹽主穩(wěn)定劑為苯甲酸鋅或十二烷基苯磺酸鋅的任意一種；
其中，所述的水滑石為任意比例混合的鎂鋁二元水滑石和鋅鎂鋁三元水滑石，所述鎂鋁二元水滑石中Mg0/AL203的摩爾比為(4-4. 5) 1，所述鋅鎂鋁三元水滑石中ai0/Mg0/AL203 的摩爾比為 1: (0. 5-2) (0. 5-1)；
其中，所述的潤滑劑為硬脂酸丁酯、單硬脂酸丁酯、單硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯、液體白臘、固體白臘、聚乙烯蠟、石蠟、E蠟、EG蠟、硬脂肪酸和季戊四醇中的一種或一種以上按任意比例混合的混合物；
其中，所述的雜環(huán)化合物為乙氧基喹啉、8-羥基喹啉、喹啉、異喹啉、吡啶、2，4，6-三甲基吡啶、2，3，5-三甲基吡啶、2-乙基-3，5-二甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、4-羥基吡啶、2-氯-5-甲基吡啶、2-氨基-4-氯吡啶、呋喃、3-甲基-5-硝基呋喃、2，3- 二氫苯并呋喃、二苯并呋喃、2-甲基呋喃、2，5- 二甲基呋喃和四氫呋喃中任意兩種混合的混合物； 其中，所述抗氧劑為β "(3, 5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯和四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯中的一種或一種以上按任意比例混合的混合物；
其中，所述輔助穩(wěn)定劑為二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、脫氫醋酸、乙酰乙酸乙酯、 1，2-環(huán)已二酮、2，3-戊二酮、2，5-己二酮和乙酰丙酮中兩種或兩種以上按任意比例混合的混合物；
其中，所述的紫外線吸收劑為紫外線吸收劑UV-9、紫外線吸收劑UV-531、紫外線吸收劑UV-327、紫外線吸收劑UV-P和紫外線吸收劑UV-320中的一種或一種以上按任意比例混合的混合物。優(yōu)選的，一種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑，它是由以下質(zhì)量百分比的原料組成 鈣鹽主穩(wěn)定劑10-25%
鋅鹽主穩(wěn)定劑10-25%
水滑石35-45%
潤滑劑10-20%
雜環(huán)化合物5-13%
抗氧劑1-5%
輔助穩(wěn)定劑1-4%
紫外線吸收劑1_5%。優(yōu)選的，一種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑，它是由以下質(zhì)量百分比的原料組成 鈣鹽主穩(wěn)定劑10-20%
鋅鹽主穩(wěn)定劑10-25%
水滑石35-40%潤滑劑10-20%
雜環(huán)化合物5-10%
抗氧劑1-5%
輔助穩(wěn)定劑1-3%
紫外線吸收劑1_5%。更為優(yōu)選的，ー種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑，它是由以下質(zhì)量百分比的原料組 成
鈣鹽主穩(wěn)定劑10%
鋅鹽主穩(wěn)定劑12%
水滑石40%
潤滑劑20%
雜環(huán)化合物8%
抗氧劑5%
輔助穩(wěn)定劑3%
紫外線吸收劑2%。上述ー種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑的制備方法，它包括以下步驟
a、將上述配方量的水滑石先加入高速攪拌機(jī)中，在55-65°C條件下攪拌5min-10
min ；
b、然后繼續(xù)加入上述配方量的鈣鹽主穩(wěn)定劑、鋅鹽主穩(wěn)定劑、潤滑劑和雜環(huán)化合物，在 55-65 °C 條件下攪拌 10 min-20 min ；
C、最后加入上述配方量的抗氧劑、輔助穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑，在55-65°C條件下攪拌 10 min-20 min，冷卻后得到PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑。上述技術(shù)方案中，步驟a和步驟b的溫度分別控制在58-62°C。上述技術(shù)方案中，步驟a和步驟b的溫度分別控制在60°C。上述技術(shù)方案中，步驟a和步驟b高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速分別為1000-1500 r/min。上述技術(shù)方案中，步驟a和步驟b高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速分別為1250 r/min。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，有益效果在于1)本發(fā)明提供的ー種PVC管材用環(huán)保 鈣鋅穩(wěn)定劑由于采用了雜環(huán)化合物作為添加剤，因而耐候性能好，所提供的鈣鋅穩(wěn)定劑在 紫外燈光照射50h后，色差變化為0-0. 5%。2 )本發(fā)明的制備方法簡單。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步的說明。實(shí)施例1。先取20Kg鎂鋁ニ元水滑石(鎂鋁ニ元水滑石中MgOAL2O3的摩爾比為4. 0:1)和 20Kg鋅鎂鋁三元水滑石(鋅鎂鋁三元水滑石中ai0/Mg0/AL203的摩爾比為2:4:2)加入高速 攪拌機(jī)中，高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為1000 r/min，在55°C下攪拌5 min ；然后加入^(g硬脂酸鈣、 IOKg苯甲酸鈣、5Kg硬脂酸鋅、IOKg苯甲酸鋅、IOKg硬脂酸丁酷、5Kg乙氧基喹啉和^(g 2， 4，6_三甲基吡啶，在轉(zhuǎn)速為1000 r/min和溫度為55°C的條件下攪拌10 min;最后加入^(g的β - (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、2Kg 二苯甲酰甲烷、IKg乙酰乙酸乙酯和2Kg紫外線吸收劑UV-9，其中高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為1000 r/min，在55°C下攪拌15 min，冷卻后得到PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑。實(shí)施例2。先取IOKg鎂鋁二元水滑石(鎂鋁二元水滑石中Mg0/AL203的摩爾比為4. 5:1)和 20Kg鋅鎂鋁三元水滑石(鋅鎂鋁三元水滑石中ai0/Mg0/AL203的摩爾比為4:2:2)加入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為1250 r/min，在60°C下攪拌10 min ；然后繼續(xù)加入15Kg苯甲酸鈣、5Kg十五碳脂肪酸鈣、5Kg月桂酸鋅、IOKg苯甲酸鋅、5Kg單硬脂酸丁酯、IOKg液體白臘和Ig 3-甲基吡啶和Ig 2，3-二氫苯并呋喃，在轉(zhuǎn)速為1250 r/min和溫度為60°C的條件下攪拌10 min ；最后加入5Kg的三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯、2Kg硬脂酰苯甲酰甲烷、3Kg脫氫醋酸和5Kg紫外線吸收劑UV-327，其中高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為1250 r/min，在 60°C下攪拌10 min，冷卻后得到PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑。實(shí)施例3。先取IOKg鎂鋁二元水滑石(鎂鋁二元水滑石中Mg0/AL203的摩爾比為4. 2:1)和 20Kg鋅鎂鋁三元水滑石(鋅鎂鋁三元水滑石中ai0/Mg0/AL203的摩爾比為3 3 2)加入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500 r/min，在65°C下攪拌5 min ；然后繼續(xù)加入5Kg十七碳脂肪酸鈣、IOKg十二烷基苯磺酸鈣、5Kg十二烷基苯磺酸鋅、15Kg硬脂酸鋅、5Kg單硬脂酸甘油酯、5Kg石臘和IOKg 8-羥基喹啉和^(g 2，5-二甲基呋喃，在轉(zhuǎn)速為1500 r/min和溫度為65°C的條件下攪拌5 min;最后加入3Kg的四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、IKg乙酰丙酮、lKg2，3-戊二酮、2Kg紫外線吸收劑UV-P和3Kg紫外線吸收劑UV-320，其中高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500 r/min，在65°C下攪拌20 min，冷卻后得到 PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑。實(shí)施例4。先取IOKg鎂鋁二元水滑石(鎂鋁二元水滑石中Mg0/AL203的摩爾比為4. 4:1)和 20Kg鋅鎂鋁三元水滑石(鋅鎂鋁三元水滑石中ai0/Mg0/AL203的摩爾比為2 2 1)加入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為1100 r/min，在62°C下攪拌5 min ；然后繼續(xù)加入IOKg十五碳脂肪酸鈣、5Kg十二烷基苯磺酸鈣、IOKg苯甲酸鋅、5Kg油酸鋅、SKg季戊四醇硬脂酸酯、 5Kg固體白臘、5Kg硬脂肪酸和5Kg喹啉和Ig 4-羥基吡啶，在轉(zhuǎn)速為1100 r/min和溫度為62°C的條件下攪拌15 min;最后加入5Kg的β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、2Kg2，5-己二酮、2Kg 二苯甲酰甲烷、2Kg紫外線吸收劑UV-531和3Kg紫外線吸收劑UV-327，其中高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為1100 r/min，在62°C下攪拌10 min，冷卻后得到 PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑。實(shí)施例1-4的性能測試結(jié)果如下表1 表1實(shí)施例1-4的性能測試結(jié)果表。
權(quán)利要求
1.一種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑，其特征在于它是由以下質(zhì)量百分比的原料組成鈣鹽主穩(wěn)定劑10-30%鋅鹽主穩(wěn)定劑10-30%水滑石30-50%潤滑劑10-20%雜環(huán)化合物5-15%抗氧劑1-5%輔助穩(wěn)定劑1-5%紫外線吸收劑1_5%，其中，所述的鈣鹽主穩(wěn)定劑為任意比例混合的脂肪酸類鈣鹽主穩(wěn)定劑和苯環(huán)類鈣鹽主穩(wěn)定劑，所述脂肪酸類鈣鹽主穩(wěn)定劑為硬脂酸鈣、棕櫚酸鈣、油酸鈣、月桂酸鈣、十七碳脂肪酸鈣或十五碳脂肪酸鈣的任意一種，所述苯環(huán)類鈣鹽主穩(wěn)定劑為苯甲酸鈣或十二烷基苯磺酸鈣的任意一種；其中，所述的鋅鹽主穩(wěn)定劑為任意比例混合的脂肪酸類鋅鹽主穩(wěn)定劑和苯環(huán)類鋅鹽主穩(wěn)定劑，所述脂肪酸類鋅鹽主穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅、棕櫚酸鋅、油酸鋅、月桂酸鋅、十七碳脂肪酸鋅或十五碳脂肪酸鋅的任意一種，所述苯環(huán)類鋅鹽主穩(wěn)定劑為苯甲酸鋅或十二烷基苯磺酸鋅的任意一種；其中，所述的水滑石為任意比例混合的鎂鋁二元水滑石和鋅鎂鋁三元水滑石，所述鎂鋁二元水滑石中Mg0/AL203的摩爾比為(4-4. 5) 1，所述鋅鎂鋁三元水滑石中ai0/Mg0/AL203 的摩爾比為 1: (0. 5-2) (0. 5-1)；其中，所述的潤滑劑為硬脂酸丁酯、單硬脂酸丁酯、單硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯、液體白臘、固體白臘、聚乙烯蠟、石蠟、E蠟、EG蠟、硬脂肪酸和季戊四醇中的一種或一種以上按任意比例混合的混合物；其中，所述的雜環(huán)化合物為乙氧基喹啉、8-羥基喹啉、喹啉、異喹啉、吡啶、2，4，6-三甲基吡啶、2，3，5-三甲基吡啶、2-乙基-3，5-二甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、4-羥基吡啶、2-氯-5-甲基吡啶、2-氨基-4-氯吡啶、呋喃、3-甲基-5-硝基呋喃、2，3- 二氫苯并呋喃、二苯并呋喃、2-甲基呋喃、2，5- 二甲基呋喃和四氫呋喃中任意兩種混合的混合物； 其中，所述抗氧劑為β "(3, 5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯和四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯中的一種或一種以上按任意比例混合的混合物；其中，所述輔助穩(wěn)定劑為二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、脫氫醋酸、乙酰乙酸乙酯、 1，2-環(huán)已二酮、2，3-戊二酮、2，5-己二酮和乙酰丙酮中兩種或兩種以上按任意比例混合的混合物；其中，所述的紫外線吸收劑為紫外線吸收劑UV-9、紫外線吸收劑UV-531、紫外線吸收劑UV-327、紫外線吸收劑UV-P和紫外線吸收劑UV-320中的一種或一種以上按任意比例混合的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑，其特征在于它是由以下質(zhì)量百分比的原料組成鈣鹽主穩(wěn)定劑鋅鹽主穩(wěn)定劑水滑石潤滑劑雜環(huán)化合物抗氧劑輔助穩(wěn)定劑紫外線吸收劑10-25% 10-25% 35-45% 10-20% 5-13% 1-5% 1-4%1-5% c
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的-質(zhì)量百分比的原料組成-種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑，其特征在于它是由以下鈣鹽主穩(wěn)定劑鋅鹽主穩(wěn)定劑水滑石潤滑劑雜環(huán)化合物抗氧劑輔助穩(wěn)定劑紫外線吸收劑10-20% 10-25% 35-40% 10-20% 5-10% 1-5% 1-3%1-5% c-種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑，其特征在于它是由以下
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的-質(zhì)量百分比的原料組成鈣鹽主穩(wěn)定劑10%鋅鹽主穩(wěn)定劑12%水滑石40%潤滑劑20%雜環(huán)化合物8%抗氧劑5%輔助穩(wěn)定劑3%紫外線吸收劑2%。
5.權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的-在于它包括以下步驟a、將上述配方量的水滑石先加入高速攪拌機(jī)中，在55-65°C條件下攪拌5min-10min ；b、然后繼續(xù)加入上述配方量的鈣鹽主穩(wěn)定劑、鋅鹽主穩(wěn)定劑、潤滑劑和雜環(huán)化合物，在 55-65 °C 條件下攪拌 10 min-20 min ；C、最后加入上述配方量的抗氧劑、輔助穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑，在55-65°C條件下攪拌 10 min-20 min，冷卻后得到PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于 所述步驟a和步驟b的溫度分別控制在58-62°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于-種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑的制備方法，其特征所述步驟a和步驟b的溫度分別控制在60°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于 所述步驟a和步驟b高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速分別為1000-1500 r/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于 所述步驟a和步驟b高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速分別為1250 r/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及化學(xué)穩(wěn)定劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑及其制備方法。一種PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑，它是由以下質(zhì)量百分比的原料組成10-30%鈣鹽主穩(wěn)定劑、10-30%鋅鹽主穩(wěn)定劑、30-50%水滑石、10-20%潤滑劑、5-15%雜環(huán)化合物、1-5%抗氧劑、1-5%紫外線吸收劑、1-5%輔助穩(wěn)定劑。該P(yáng)VC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑的制備方法如下將原料分三段投入高速攪拌機(jī)，在55-56℃條件下共攪拌30min，攪拌器轉(zhuǎn)速為1000-1500r/min。本法制備的PVC管材用環(huán)保鈣鋅穩(wěn)定劑耐候性能好，毒性小。
文檔編號C08K13/02GK102321312SQ20111021382
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者袁援卓, 賴文華 申請人:廣東若天新材料科技有限公司