一種高效、環(huán)保聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高效、環(huán)保聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑，該穩(wěn)定劑由下述質(zhì)量組分來制得：Ca/Zn無機(jī)復(fù)合皂鹽50~80份、水滑石2~14份、亞磷酸醋1~9份、β-二酮10~20份、石蠟1~7份。同時(shí)，本發(fā)明還公開了該穩(wěn)定劑的制備方法。本發(fā)明可有效提高穩(wěn)定效率及著色性能，且無毒、環(huán)保。
【專利說明】一種高效、環(huán)保聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在PVC塑料的加工過程中使用的無機(jī)型熱穩(wěn)定劑及其合成制備工藝，尤其涉及一種高效、環(huán)保聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，盡管對(duì)發(fā)展聚氯乙烯(PVC)的利弊有不同的看法，但迄今為止PVC仍是世界上產(chǎn)量和用量?jī)H次于聚丙烯的五大合成樹脂之一。PVC在加工過程中受熱氧及剪切力的作用會(huì)脫除氯化氫形成自由基和過氧自由基而引發(fā)降解，其降解顯示出相應(yīng)的特征顏色。為有效抑制這種降解引起的產(chǎn)品外觀色澤及力學(xué)性能的下降，熱穩(wěn)定劑成為PVC加工不可缺少的主要助劑。
[0003]隨PVC產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)熱穩(wěn)定劑的需求量也大幅度增加。然而由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等原因，我國長(zhǎng)期以來主要使用鉛鹽熱穩(wěn)定劑，而無毒熱穩(wěn)定劑不到15%。然而，研究發(fā)現(xiàn)鉛鹽作為一種有害金屬化合物，易于被水及溶劑從PVC制品中抽出，從而通過各種途徑進(jìn)入人體造成傷害。鉛是典型的多親合性毒物，在體內(nèi)具有蓄積作用，在血液中可形成鹽基硫酸鉛，并以穩(wěn)定的形式存在于骨骼內(nèi)，對(duì)各種組織都具有毒害作用。因此，PVC熱穩(wěn)定劑無毒化、高效化問題已成為亟待解決的重要課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種有效提高穩(wěn)定效率及著色性能的高效、環(huán)保聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑。
[0005]本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供該高效、環(huán)保聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑的制備方法。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明所述的一種高效、環(huán)保聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑，其特征在于:該穩(wěn)定劑由下述質(zhì)量組分來制得:Ca/Zn無機(jī)復(fù)合皂鹽50-80份、水滑石2~14份、亞磷酸醋I 9份、β - 二麗10 20份、石臘I 7份。
[0007]所述Ca/Zn無機(jī)復(fù)合皂鹽是指在將25 ^150mL脂肪酸在勻速攪拌下緩慢升溫至55~65°C時(shí)，加入4~20 g冰醋酸、1.5~7.5 g濃硫酸，并開始滴加質(zhì)量濃度為20%~30%的雙氧水1(T45 mL，l h滴加完畢，并在溫度為55飛5°C的條件下繼續(xù)攪拌反應(yīng)3 h，生成環(huán)氧油酸；所述環(huán)氧油酸用水洗至中性后，在真空度為0.1~0.2MPa的條件下進(jìn)行真空脫水，得到脫水環(huán)氧油酸；所述脫水環(huán)氧油酸加熱至7(T80°C后加入5.6^28g氫氧化鈣、14.02 g氧化鋅、Hg強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂，攪拌均勻即得。
[0008]所述石臘是指分子量為1500-25000的低分子量聚乙烯臘。
[0009]如上所述的一種高效、環(huán)保聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于:首先按配比稱重，然后在Ca/Zn無機(jī)復(fù)合皂鹽中依次加入水滑石、亞磷酸醋、β - 二酮、石蠟進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后過濾，得到復(fù)合Ca/Zn穩(wěn)定劑粗產(chǎn)物，該復(fù)合Ca/Zn穩(wěn)定劑粗產(chǎn)物在溫度為25~35°C的條件下干燥至恒重后按常規(guī)方法切片，即得鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑產(chǎn)物。[0010]如上所述的一種高效、環(huán)保聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑在制備聚氯乙烯制品中的應(yīng)用，其特征在于:該聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑的加入量為聚氯乙烯質(zhì)量的2%~11%。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、由于本發(fā)明中含有β - 二酮，它可與PVC中不穩(wěn)定的烯丙基氯快速發(fā)生碳烷基化取代反應(yīng)，形成牢固的碳-碳結(jié)構(gòu)，因此，本發(fā)明有效提高了穩(wěn)定效率及著色性能。
[0012]2、由于本發(fā)明中采用Ca/Zn皂鹽代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機(jī)重金屬鹽，因此，本發(fā)明無毒、環(huán)保，減少了對(duì)環(huán)境的污染。
[0013]3、由于本發(fā)明中含有電負(fù)性較大的金屬元素Zn，能與PVC樹脂中不穩(wěn)定的烯丙基形成配位鍵，而使金屬皂的陰離子取代不穩(wěn)定氯原子，緩解了 PVC脫除氯化氫發(fā)降解反應(yīng)的反應(yīng)速率，因此，本發(fā)明降低了 PVC塑料的降解速度。
[0014]4、本發(fā)明對(duì)PVC塑料的熱穩(wěn)定效果采用剛果紅熱實(shí)驗(yàn)法、熱烘實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行考察，可以看出:本發(fā)明高效、環(huán)保的聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定性與傳統(tǒng)的Ca/Zn熱穩(wěn)定劑相比，其穩(wěn)定性能有很大的提聞(參見表1)。實(shí)驗(yàn)方法如下:
將熱穩(wěn)定劑按PVC 120 g、本發(fā)明30 g的配方比例投料混合，混合后的原料加到雙輥煉塑機(jī)上，在18(T200 °C下混煉5 min成片。將制得的PVC試片剪成I cm X I cm的片狀試樣，置于鋁箔紙上，放入(185±1)°C的烘箱中，每隔10 min取樣，觀察試樣變色情況；將試樣剪成邊長(zhǎng)為I _的小顆粒，裝入試管中，高5 cm，置于180°C恒溫油浴中，測(cè)定剛果紅試紙變色時(shí)間。
[0015]同時(shí)，選取傳統(tǒng)的Ca/Zn穩(wěn)定劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比。
[0016]表1熱穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種高效、環(huán)保聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑，其特征在于:該穩(wěn)定劑由下述質(zhì)量組分來制得:Ca/Zn無機(jī)復(fù)合皂鹽50~80份、水滑石2~14份、亞磷酸1~9份、β - 二酮10~20份、石蠟I~7份。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高效、環(huán)保聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑，其特征在于:所述Ca/Zn無機(jī)復(fù)合皂鹽是指在將25~150mL脂肪酸在勻速攪拌下緩慢升溫至55~65°C時(shí)，加入4^20 g冰醋酸、1.5~7.5 g濃硫酸，并開始滴加質(zhì)量濃度為20%~30%的雙氧水10-45 mL, I h滴加完畢，并在溫度為55-65°C的條件下繼續(xù)攪拌反應(yīng)3 h，生成環(huán)氧油酸；所述環(huán)氧油酸用水洗至中性后，在真空度為0.1-0.2MPa的條件下進(jìn)行真空脫水，得到脫水環(huán)氧油酸；所述脫水環(huán)氧油酸加熱至7(T80°C后加入5.6^28g氫氧化鈣、14.02 g氧化鋅、1-5g強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂，攪拌均勻即得。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高效、環(huán)保聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑，其特征在于:所述石蠟是指分子量為1500-25000的低分子量聚乙烯臘。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高效、環(huán)保聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于:首先按配比稱重，然后在Ca/Zn無機(jī)復(fù)合皂鹽中依次加入水滑石、亞磷酸醋、β - 二酮、石蠟進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后過濾，得到復(fù)合Ca/Zn穩(wěn)定劑粗產(chǎn)物，該復(fù)合Ca/Zn穩(wěn)定劑粗產(chǎn)物在溫度為25~35°C的條件下干燥至恒重后按常規(guī)方法切片，即得鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑產(chǎn)物。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高效、環(huán)保聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑在制備聚氯乙烯制品中的應(yīng)用，其特征在于:該聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑的加入量為聚氯乙烯質(zhì)量的2%~11%。
【文檔編號(hào)】C08K5/098GK103694599SQ201310665356
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】侯學(xué)清, 王飛, 寧偉 申請(qǐng)人:甘肅大禹節(jié)水集團(tuán)股份有限公司