納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑及製法的製作方法
2023-05-24 19:54:56 3
專利名稱：納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑及製法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑及製法，屬於化工領域。
背景技術：
聚氯乙烯(PVC)具有強度高和可增塑、耐腐蝕、絕緣性好、難燃等優點，應用廣泛。 但PVC熱穩定性差，在加工過程中需要添加熱穩定劑。常用的熱穩定劑有鉛鹽穩定劑、金屬皂類、有機錫化合物、有機穩定劑及複合穩定劑五大類。鉛鹽類熱穩定劑價格低廉、性能出色，但毒性高，含鉛、鎘等有毒熱穩定劑逐漸被取締，環保型有機錫基、鋅基和有機化合物基熱穩定劑將獲得新的發展。其中，有機錫基和鋅基熱穩定劑是最具有發展前景的熱穩定劑體系。有機錫基的價格高，而相對廉價的鋅基具有廣譜適用性更具發展空間。鋅基熱穩定劑的最大不足之處是容易產生「鋅燒」現象，因而需要添加輔助穩定劑來避免「鋅燒」，常用的輔助穩定劑有β-二酮。輔助穩定劑雖然可以明顯改善「鋅燒」，但卻帶來了高成本。目前，國外品牌的高性能鋅基無毒熱穩定劑的熱穩定性能已接近甚至已達到傳統鉛鹽等有毒品種的水平，國內也有不少產品實現了工業化推廣，也出現了不少新型相關專利，如一種(PVC)無毒鈣鋅熱穩定劑製備方法及其應用(20061006Μ22.2)，該發明採用無溶劑的條件下，使用一步熔融法直接合成鈣鋅一體化主穩定劑，再進行復配即可獲得無毒鈣鋅複合熱穩定劑。該複合熱穩定劑的生產能耗低，成本低，無三廢排放，且初期著色性能好，長期性能優越，是一種高效的複合熱穩定劑。分子篩作為一種具有較強的吸收HCl能力的無機材料，越來越受到PVC熱穩定劑領域專家們的關注，中國專利公開了一種聚氯乙烯加工用的無機複合熱穩定劑及其製造方法(01132220.9)。該熱穩定劑組成包括無機載體為沸石、分子篩、層狀磷酸鹽，載體中包埋著含鉛超細微粒。超細微粒粒子的表面是氧化鉛，中心為金屬鉛，其粒徑為1-100納米，屬納米材料範疇。這種無機複合熱穩定劑的性能優於三鹽基性硫酸鉛(三鹽)和二鹽基性亞磷酸鉛(二鹽)。用作聚氯乙烯加工熱穩定劑，其熱穩定性比同等用量的三鹽和二鹽好，但它的含鉛量僅為三鹽和二鹽的十分之一左右。所以它屬於一種高效、低毒的新穎聚氯乙烯加工用熱穩定劑。該穩定劑雖然熱穩定效果較好，但仍舊屬於鉛鹽一類。已有多種鋅基熱穩定劑的製備方法，但製備的熱穩定劑要麼熱穩定效果不理想， 要麼沒有徹底改變「鋅燒」現象，要不就是成本偏高，極大限制了無毒鋅基熱穩定劑的推廣應用。本發明所製備的納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑不僅具有較理想的長期熱穩定性，能較好地抑制「鋅燒」現象，熱穩定性能優良。
發明內容
根據現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑及製法，熱穩定性能優良。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是提供一種納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑，其特徵在於是由如下質量百分數的原料組成
納米β分子篩10 25%
硬脂酸鋅35~40%
硬脂酸鈣15 25%
β-二酮5 10%
輔助熱穩定劑5 15%
潤滑劑5 10%。所述的納米β分子篩粒徑為90 120nm。所述的β-二酮為二苯甲醯甲烷或硬脂醯苯甲醯甲烷。所述的潤滑劑為硬脂酸、單甘脂或聚乙烯蠟。所述的輔助熱穩定劑為季戊四醇酯或環氧大豆油。所述的納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑的製法如下先把硬脂酸鋅、硬脂酸鈣加入捏合機中在170 180°C下捏合lOmin，然後降溫至110 120°C後向捏合機中加入潤滑劑和輔助熱穩定劑，捏合攪拌5min，再加入二酮，捏合攪拌至二酮全熔後，緩慢加入納米β分子篩，捏合攪拌IOmin後出料壓片、篩分、包裝，得最終產品。納米β分子篩具有極高的比表面積，有極強的吸收HCl能力，納米β分子篩的使用可以明顯延長PVC的熱穩定性能。本發明的有益效果是本發明所製備的納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑用作PVC等塑料加工的穩定劑，具有初期色相好、長期熱穩定性優良的特點。添加本發明製備的複合熱穩定劑可降低PVC製品的平衡扭矩，提高加工性能，降低成本。通過對添加納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑的PVC進行剛果紅實驗表明，剛果紅變色時間超過50min，靜態熱老化實驗結果表明，添加本發明的納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑可以明顯改善PVC的長期熱穩定性，其熱穩定時間超過了 70min。本發明的製備方法無汙染、能耗低。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步描述。實施例1先把質量份數為40份的硬脂酸鋅、25份的硬脂酸鈣加入捏合機中在170°C下捏合lOmin，然後降溫至110°C後向捏合機中加入5份單甘脂和10份季戊四醇酯，捏合攪拌 5min，再加入10份β-二酮，捏合攪拌至β _ 二酮全熔後，緩慢加入10份納米β分子篩， 捏合攪拌IOmin後出料壓片、篩分、包裝，既得最終產品。本實施例中納米β分子篩粒徑為90 120nm ； β - 二酮為二苯甲醯甲烷；潤滑劑為硬脂酸；輔助熱穩定劑為季戊四醇酯。
實施例2
把質量份數為40份的硬脂酸鋅、20份的硬脂酸鈣加入捏合機中在180°C下捏合 lOmin，然後降溫至120°C後向捏合機中加入7份聚乙烯蠟和8份環氧大豆油，捏合攪拌 5min，再加入10份β-二酮，捏合攪拌至β-二酮全熔後，緩慢加入15份納米β分子篩， 捏合攪拌IOmin後出料壓片、篩分、包裝，得最終產品。
本實施例中納米β分子篩粒徑為90 120nm ； β - 二酮為硬脂醯苯甲醯甲烷；潤滑劑為單甘脂；輔助熱穩定劑為環氧大豆油。
實施例3
把質量份數為35份的硬脂酸鋅、15份的硬脂酸鈣加入捏合機中在180°C下捏合lOmin，然後降溫至120°C後向捏合機中加入5份硬脂酸和15份季戊四醇酯，捏合攪拌 5min，再加入5份β-二酮，捏合攪拌至β - 二酮全熔後，緩慢加入25份納米β分子篩，捏合攪拌IOmin後出料壓片、篩分、包裝，得到最終產品。
本實施例中納米β分子篩粒徑為90 120nm ； β - 二酮為硬脂醯苯甲醯甲烷；潤滑劑為聚乙烯蠟；輔助熱穩定劑為環氧大豆油。
剛果紅實驗
將上述實施例1、2和3三種複合熱穩定劑按4質量份分別加入100質量份PVC中， 再加入50質量份鄰苯二甲酸二異辛酯(DOP)、5質量份TiO2、5質量份CaCO3，在180°C下雙輥混煉5分鐘，製成厚度為Imm的薄片狀樣品。把樣品裁成小碎片，在180 士 1°C條件下做剛果紅實驗，實驗結果見表1。其中，對比例1為不加熱穩定劑的空白對比。
表1剛果紅實驗
權利要求
1.一種納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑，其特徵在於是由如下質量百分數的原料組成納米β分子篩10 25%硬脂酸鋅35~40%硬脂酸鈣15 25%β-二酮5 10%輔助熱穩定劑5 15%潤滑劑5 10%。
2.根據權利要求1所述的納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑，其特徵在於所述的納米β分子篩粒徑為90 120nm。
3.根據權利要求1所述的納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑，其特徵在於所述的β-二酮為二苯甲醯甲烷或硬脂醯苯甲醯甲烷。
4.根據權利要求1所述的納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑，其特徵在於所述的潤滑劑為硬脂酸、單甘脂或聚乙烯蠟。
5.根據權利要求1所述的納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑，其特徵在於所述的輔助熱穩定劑為季戊四醇酯或環氧大豆油。
6.根據權利要求1所述的納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑，其特徵在於所述的納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑的製法如下先把硬脂酸鋅、硬脂酸鈣加入捏合機中在170 180°C下捏合lOmin，然後降溫至110 120°C後向捏合機中加入潤滑劑和輔助熱穩定劑，捏合攪拌5min，再加入β-二酮，捏合攪拌至β-二酮全熔後，緩慢加入納米β分子篩，捏合攪拌IOmin後出料壓片、篩分、包裝，得最終產品。
全文摘要
本發明涉及一種納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑及製法，屬於化工領域，其特徵在於是由如下質量百分數的原料組成納米β分子篩為10～25％；硬脂酸鋅為35～40％；硬脂酸鈣為15～25％；β-二酮為5～10％；輔助熱穩定劑為5～15％；潤滑劑為5～10％。發明所製備的納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑用作PVC等塑料加工的穩定劑，具有初期色相好、長期熱穩定性優良的特點。添加本發明製備的複合熱穩定劑可降低PVC製品的平衡扭矩，提高加工性能，降低成本。靜態熱老化實驗結果表明，添加本發明的納米β分子篩基PVC用環保高效複合熱穩定劑可以明顯改善PVC的長期熱穩定性，其熱穩定時間超過了70min。本發明的製備方法無汙染、能耗低。
文檔編號C08K5/07GK102516686SQ20111039781
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月5日 優先權日2011年12月5日
發明者唐守餘, 李德剛 申請人:山東慧科助劑股份有限公司