一種pvc用水滑石硬脂酸鑭復(fù)合環(huán)保穩(wěn)定劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及PVC助劑領(lǐng)域，具體涉及一種PVC用水滑石硬脂酸鑭復(fù)合環(huán)保穩(wěn)定劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]PVC以其優(yōu)越的物理性能和低廉的成本被普遍應(yīng)用在化工、材料、機械、農(nóng)業(yè)、日用品等領(lǐng)域，尤其在塑料領(lǐng)域被廣泛應(yīng)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(dǎo)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(fù)合熱穩(wěn)定劑順應(yīng)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(yīng)用和推廣受到一定限制，單一稀土熱穩(wěn)定劑的應(yīng)用往往難以滿足PVC加工與應(yīng)用性能的要求，復(fù)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(yīng)，可有效地提高熱穩(wěn)定效果，其復(fù)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(yīng)用中，稀土復(fù)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(fù)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(fù)合熱穩(wěn)定劑已成為必然。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明公開了一種PVC用水滑石硬脂酸鑭復(fù)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(shù)方案如下:
一種PVC用水滑石硬脂酸鑭復(fù)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、單丁基三氯化錫10-12、亞磷酸一苯二異辛酯1-3、硬脂酸鑭15-20、己二酸鈣6-8、己二酸鋅15-18、環(huán)氧大豆油2_4、山梨醇5_6、單苯甲酸間苯二酚酯2-4、檸檬酸三乙酯10-12、棕櫚蠟1-2、膨潤土 8-10。
[0007]所述的PVC用水滑石硬脂酸鑭復(fù)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(zhì)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(zhì)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、單丁基三氯化錫、亞磷酸一苯二異辛酯、硬脂酸鑭、己二酸鈣、己二酸鋅置于高能振磨設(shè)備中以600-750轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速充分振磨45-50分鐘，振磨溫度50-60°C，得到混合物料A ;
(3)將檸檬酸三乙酯加入攪拌釜中，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?jǐn)嚢?.5-2.0小時，冷卻得到復(fù)合穩(wěn)定劑。
[0008]有益效果
本發(fā)明的復(fù)合穩(wěn)定劑是將改性水滑石LDH、單丁基三氯化錫、亞磷酸一苯二異辛酯、硬脂酸鑭、己二酸鈣、己二酸鋅及其它助劑復(fù)配得到的復(fù)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的初期和長期熱穩(wěn)定性，稀土元素有較強的配位絡(luò)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(yīng)，可有效地提高熱穩(wěn)定效果，其復(fù)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(fù)合穩(wěn)定劑為新型、復(fù)合、高效水滑石稀土復(fù)合環(huán)保熱穩(wěn)定劑。
【具體實施方式】
[0009]
一種PVC用水滑石硬脂酸鑭復(fù)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26、單丁基三氯化錫11、亞磷酸一苯二異辛酯2、硬脂酸鑭18、己二酸鈣7、己二酸鋅16、環(huán)氧大豆油3、山梨醇5、單苯甲酸間苯二酚酯3、檸檬酸三乙酯11、棕櫚蠟2、膨潤土 9，
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(zhì)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(zhì)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、單丁基三氯化錫、亞磷酸一苯二異辛酯、硬脂酸鑭、己二酸鈣、己二酸鋅置于高能振磨設(shè)備中以600-750轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速充分振磨45-50分鐘，振磨溫度50-60°C，得到混合物料A ;
(3)將檸檬酸三乙酯加入攪拌釜中，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?jǐn)嚢?.5-2.0小時，冷卻得到復(fù)合穩(wěn)定劑。
[0010]熱穩(wěn)定性能的測定
1、靜態(tài)熱穩(wěn)定性測定:
按3.5: 100質(zhì)量份數(shù)比，將本實施例生產(chǎn)的復(fù)合熱穩(wěn)定劑與Ga/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑分別加入PVC中，采用剛果紅試紙法測定了靜態(tài)熱穩(wěn)定性，結(jié)果如下:
Ga/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑的靜態(tài)熱穩(wěn)定時間為60min,本實施例生產(chǎn)的復(fù)合熱穩(wěn)定劑靜態(tài)熱穩(wěn)定時間為118min,可以看出本實施例生產(chǎn)的復(fù)合熱穩(wěn)定劑靜態(tài)熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于Ga/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑的靜態(tài)熱穩(wěn)定性。
[0011 ] 2、動態(tài)熱穩(wěn)定性測定:
在100份PVC中添加3.5份熱穩(wěn)定劑的條件下，分別測定Ga/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑、本實施例生產(chǎn)的復(fù)合熱穩(wěn)定劑的動態(tài)熱穩(wěn)定性能，結(jié)果為:Ga/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定時間為35.6 min，塑化轉(zhuǎn)矩和平衡轉(zhuǎn)矩為52 N-m和31.0 Ν.πι，本實施例生產(chǎn)的復(fù)合熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定時間為50 min,塑化轉(zhuǎn)矩和平衡轉(zhuǎn)矩降為42.2N -m和25.2N.πι，與Ga/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑相比，穩(wěn)定時間明顯延長，塑化轉(zhuǎn)矩和平衡轉(zhuǎn)矩明顯下降，可以看出本發(fā)明的穩(wěn)定劑更能有效提高PVC動態(tài)熱穩(wěn)定性能，降低加工能耗。
【主權(quán)項】
1.一種PVC用水滑石硬脂酸鑭復(fù)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、單丁基三氯化錫10-12、亞磷酸一苯二異辛酯.1-3、硬脂酸鑭15-20、己二酸鈣6-8、己二酸鋅15-18、環(huán)氧大豆油2_4、山梨醇5_6、單苯甲酸間苯二酚酯2-4、檸檬酸三乙酯10-12、棕櫚蠟1-2、膨潤土 8-10。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC用水滑石硬脂酸鑭復(fù)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(zhì)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(zhì)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、單丁基三氯化錫、亞磷酸一苯二異辛酯、硬脂酸鑭、己二酸鈣、己二酸鋅置于高能振磨設(shè)備中以600-750轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速充分振磨45-50分鐘，振磨溫度50-60°C，得到混合物料A ; (3)將檸檬酸三乙酯加入攪拌釜中，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?jǐn)嚢?.5-2.0小時，冷卻得到復(fù)合穩(wěn)定劑。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種PVC用水滑石硬脂酸鑭復(fù)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、單丁基三氯化錫10-12、亞磷酸一苯二異辛酯1-3、硬脂酸鑭15-20、己二酸鈣6-8、己二酸鋅15-18、環(huán)氧大豆油2-4、山梨醇5-6、單苯甲酸間苯二酚酯2-4、檸檬酸三乙酯10-12、棕櫚蠟1-2、膨潤土8-10。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】C08L91/06, C08K5/526, C08L91/00, C08K3/22, C08L27/06, C08K3/34, C08K5/57, C08K5/098, C08K5/11, C08K9/04, C08K3/26, C08K13/06
【公開號】CN105295247
【申請?zhí)枴緾N201510793120
【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