專利名稱：Pvc用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)的是一種PVC用蒙脫土/稀土鹽穩(wěn)定劑及其制備方法，是塑
料復(fù)合的穩(wěn)定劑及其制備方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，PVC樹(shù)脂及其制品存在著熱降解和老化的缺點(diǎn)，它的加工 溫度(160。C以上)比其分解溫度(120 130°C )還高，因此要將PVC變成 制品，就必須在PVC加工成型中添加熱穩(wěn)定劑，以延緩或阻止PVC樹(shù)脂的 熱降解。
目前中國(guó)PVC制品中80%以上仍然使用毒性很大的鉛系熱穩(wěn)定劑，而 歐盟RoSH指令和中國(guó)建設(shè)部218號(hào)公告已經(jīng)明確禁止鉛系熱穩(wěn)定劑的使 用，而目前鉛的價(jià)格的大幅度的上漲也加速了鉛系穩(wěn)定劑的淘汰。鉛系穩(wěn)定 劑的主要替代品——鉤/鋅穩(wěn)定劑存在穩(wěn)定效果差加熱易變色等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種不含鉛，錫 重金屬鹽，解決現(xiàn)有穩(wěn)定劑的容易變色的缺點(diǎn)，無(wú)毒，高效，環(huán)保的PVC用
蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑。其穩(wěn)定劑是由蒙脫土與有機(jī)稀土鹽及其輔助物質(zhì)為材 料，進(jìn)行化學(xué)合成，改良處理，優(yōu)化復(fù)配，插層等工藝制備。
完成本申請(qǐng)第l個(gè)發(fā)明任務(wù)的方案是， 一種PVC用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑，
其特征在于，重量份組成如下，蒙脫土 100 有機(jī)稀土鹽 1~40 *介質(zhì)(溶劑) 200-500 表面改性劑 1 25 輔助穩(wěn)定劑 10~50。 本申請(qǐng)推薦，所述PVC用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑的質(zhì)量組成是， 蒙脫土 100 有機(jī)稀土鹽 20~40 分散介質(zhì)(溶劑) 400~500 表面改性劑 5~10 輔助穩(wěn)定劑 10-20。 本發(fā)明中有機(jī)稀土鹽由鑭系無(wú)機(jī)稀土鹽和長(zhǎng)鏈脂肪酸進(jìn)行有機(jī)化得到 有機(jī)稀土鹽，所述的長(zhǎng)鏈脂肪酸可以是環(huán)氧油酸，硬脂酸，月桂酸，檸檬酸 等化合物；所述的長(zhǎng)鏈脂肪酸占總質(zhì)量的1% 40%。本申請(qǐng)推薦的比例是所 述的長(zhǎng)鏈脂肪酸占總質(zhì)量的20%~40%
以上方案中，所述的蒙脫土是片層結(jié)構(gòu)(天然片層結(jié)構(gòu))； 所述的*介質(zhì)為水，乙醇；
所述的表面改性劑為季戊四醇酯，三苯氧基磷或丙烯酸酯； 輔助穩(wěn)定劑為二苯曱酰曱烷、硬脂酸和聚乙烯蠟或其復(fù)配物。 將無(wú)機(jī)稀土鹽和長(zhǎng)鏈脂肪酸進(jìn)行有機(jī)化得到的有機(jī)稀土鹽可以改善稀土 和PVC基體的相容性，提高稀土鹽的熱穩(wěn)定效率，良好的熱傳導(dǎo)性和化學(xué) 穩(wěn)定性。蒙脫土本身還具有抗紫外的作用，可以大幅度延緩PVC產(chǎn)品的戶外老化，蒙脫土主要應(yīng)用于對(duì)產(chǎn)品顏色要求不高，但對(duì)產(chǎn)品耐熱和耐候性要 求壽交高的產(chǎn)品
完成本申請(qǐng)第2個(gè)發(fā)明任務(wù)的方案是， 一種PVC用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑 的制備方法，其特征在于，步驟如下，
(1) .將長(zhǎng)鏈脂肪酸，與水混合加熱，再加入氧化鈣、催化劑(Zr^+鹽)， 保溫?cái)嚢?-4小時(shí)；
所述長(zhǎng)鏈脂肪酸水氧化鈣催化劑的質(zhì)量比為，1: 5: 0.04: 0.004。
(2) .加入鑭系或鈰系的硝酸鹽或鹽酸鹽，高速攪拌繼續(xù)反應(yīng)1~2小時(shí)， 待形成均勻的物料；
所述長(zhǎng)鏈脂肪酸與鑭系或鈰系的硝酸鹽或鹽酸鹽的質(zhì)量比為1: 1.2。
(3) .進(jìn)過(guò)離心脫水，干燥，粉碎得到有機(jī)稀土鹽。
(4) .將上述有機(jī)稀土鹽分散于蒙脫土中，加入溶劑作為^ft介質(zhì)(水或 乙醇)攪拌1 2小時(shí)；
(5) .經(jīng)過(guò)有機(jī)化插層的工藝條件后，加入表面改性劑，攪拌20 30分鐘， 進(jìn)行表面處理；
(6) .加入輔助穩(wěn)定劑，攪拌10 30分鐘后，進(jìn)行破碎，過(guò)篩，包裝。 更具體和更優(yōu)化地說(shuō)，本發(fā)明操作步驟是
(1) .將長(zhǎng)鏈脂肪酸50 200Kg，與其質(zhì)量5倍的水混合加熱，再加入氧化 鈣2 25kg，催化劑(Zn"鹽)0.2~0.5kg，保溫?cái)嚢? 4小時(shí)；
(2) .加入鑭系或鈰系的硝酸鹽或鹽酸鹽60 240kg，高速攪拌繼續(xù)反應(yīng)1~2 小時(shí)，待形成均勻的物料；
(3) .進(jìn)過(guò)離心脫水，干燥，粉碎得到有機(jī)稀土鹽。將上述有機(jī)稀土鹽l~40kg分散于100kg蒙脫土當(dāng)中，加入500kg的溶劑作為M介質(zhì)(水或乙醇)攪拌1~2小時(shí)后，進(jìn)過(guò)有機(jī)化插層的工藝條件后，加入表面改性劑1 10kg，攪拌20~30分鐘，進(jìn)4于表面處理，加入其他輔助材料10 50kg攪拌10~30分鐘后，進(jìn)行破碎，過(guò)篩，包裝。
在稀土熱穩(wěn)定劑中加入無(wú)機(jī)片層狀填料如蒙脫土，不僅可以降低成本有利^t,還可以對(duì)HC1的擴(kuò)散起到阻隔的作用，從而解決了稀土穩(wěn)定劑作用速度慢的缺點(diǎn)，并對(duì)紫外光起吸收和屏蔽的作用，防止紫外光對(duì)產(chǎn)品的石皮壞，同時(shí)無(wú)機(jī)片層填料的加工過(guò)程中可以解離層納米結(jié)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品機(jī)械性能的改良。
與目前正處于研發(fā)階段的水滑石/稀土系熱穩(wěn)定劑相比，蒙脫土/稀土系穩(wěn)定劑不僅有效克服了水滑石基類高聚物復(fù)合熱穩(wěn)定劑質(zhì)軟，紫外線吸收能力弱的缺點(diǎn)。蒙脫土自身具有良好的剝離性和高補(bǔ)強(qiáng)性，可有效提高PVC復(fù)合材料抗沖擊性能，達(dá)到納米填料良好增強(qiáng)增韌效果，并對(duì)紫外輻照具有良好的阻隔作用。，蒙脫土/稀土系穩(wěn)定劑適用對(duì)材料機(jī)械強(qiáng)度要求較高的PVC材料的熱穩(wěn)定和補(bǔ)強(qiáng)性能的要求。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
將環(huán)氧油酸50kg和水250kg ，加熱熔融后，在攪拌狀態(tài)下加入催化劑(Zn"鹽)0.2kg,在70 85。C攪拌加入氧化鈣2kg，保溫?cái)嚢? 4小時(shí)，加入賄酸鑭120kg，室溫?cái)嚢?小時(shí)，形成均勻的物料，進(jìn)過(guò)離心脫水，干燥，粉碎得到有機(jī)稀土鹽。
將制備好的上述物料120kg分歉到200kg蒙脫土中，加入200kg的溶劑
8作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時(shí)后，加入表面活性劑季戊四醇酯20kg，攪拌20min,加入硬脂酸15kg,聚乙烯蠟6kg, 二苯甲酰甲烷2kg。捏合攪拌30min，進(jìn)行表面處理，粉碎，過(guò)篩，包裝。實(shí)施例2
將環(huán)氧油酸45kg和水200kg ，加熱熔融后，在攪拌狀態(tài)下加入催化劑(Zn2+鹽)0.15kg,在70 85。C攪拌加入氧化鈣1.6kg，保溫?cái)嚢? 4小時(shí)，加入硝酸鈰80kg，室溫?cái)嚢?小時(shí)，形成均勻的物料，進(jìn)過(guò)離心脫水，干燥得到有機(jī)稀土鹽。
將制備好的上述物料100kg分散到250kg蒙脫土中，加入500kg的溶劑作為M介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時(shí)后，加入表面活性劑三苯氧基磷25kg，攪拌20min,加入硬脂酸15kg， 二苯曱酰甲烷2kg。捏合攪拌30min，進(jìn)行粉碎，過(guò)篩，包裝。實(shí)施例3
將月桂酸50kg和水250kg ,加熱熔融后，在攪拌狀態(tài)下加入催化劑(Zn2+鹽)0.2kg，在70 85。C攪拌加入燒堿2kg,保溫?cái)嚢? 4小時(shí)，加入鑭系或鈰系的賄酸鹽110kg，室溫?cái)嚢?小時(shí)，形成均勻的物料，進(jìn)過(guò)離心脫水，干燥得到有機(jī)稀土鹽。
將制備好的上述物料20kg分散到200kg蒙脫土中，加入500kg的溶劑作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時(shí)后，加入表面活性劑季戊四醇酯10kg,攪拌20min,加入硬脂酸15kg,聚乙烯蠟6kg， 二苯甲酰甲烷2kg。捏合攪拌30min，進(jìn)行粉碎，過(guò)篩，包裝。實(shí)施例4將檸檬酸80kg和水250kg ，加熱熔融后，在攪拌狀態(tài)下加入催化劑(Zn2+鹽)0.2kg，在70 85。C攪拌加入燒堿2kg,保溫?cái)嚢? 4小時(shí)，加入鑭系或鈰系的硝酸鹽120kg,室溫?cái)嚢?小時(shí)，形成均勻的物料，進(jìn)過(guò)離心脫水，干燥得到有機(jī)稀土鹽。
將制備好的上述物料2kg分散到200kg蒙脫土中，加入500kg的溶劑作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時(shí)后，加入表面活性劑季戊四醇酯10kg,攪拌20min，加入硬脂酸15kg，聚乙烯蠟6kg， 二苯曱酰曱烷2kg。捏合攪拌30min,進(jìn)行粉碎，過(guò)篩，包裝。實(shí)施例5
將月桂酸60kg和水250kg ，加熱熔融后，在攪拌狀態(tài)下加入催化劑(Zn2+鹽)0.3kg,在70 85。C攪拌加入燒堿2kg，保溫?cái)嚢? 4小時(shí)，加入鑭系或鈰系的鹽酸鹽120kg，室溫?cái)嚢?小時(shí)，形成均勻的物料，進(jìn)過(guò)離心脫水，干燥得到有機(jī)稀土鹽。
將制備好的上述物料120kg分散到200kg蒙脫土中，加入500kg的溶劑作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時(shí)后，加入表面活性劑三苯lL^磷2kg,攪拌20min，加入硬脂酸15kg,聚乙烯蠟6kg, 二苯曱酰曱烷2kg。捏合攪拌30min，進(jìn)行粉碎，過(guò)篩，包裝。實(shí)施例6
將環(huán)氧油酸50kg和水250kg ，加熱熔融后，在攪拌狀態(tài)下加入催化劑(Zn"鹽)0.2kg,在70 85。C攪拌加入氧化鈣2kg，保溫?cái)嚢? 4小時(shí)，加入硝酸鑭120kg，室溫?cái)嚢?小時(shí)，形成均勻的物料，進(jìn)過(guò)離心脫水，干燥，粉碎得到有機(jī)稀土鹽。將制備好的上述物料120kg分散到200kg蒙脫土中，加入500kg的溶劑 作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時(shí)后，加入表面活性劑丙烯酸酯5kg， 攪拌20min,加入硬脂酸15kg，聚乙烯蠟6kg， 二苯甲酰曱烷2kg。捏合攪拌 30min，進(jìn)行表面處理，粉碎，過(guò)篩，包裝。 實(shí)施例7
將環(huán)氧油酸50kg和水250kg ，加熱熔融后，在攪拌狀態(tài)下加入催化劑 (Zn2+鹽)0.2kg,在70 85。C攪拌加入氧化鈣2kg,保溫?cái)嚢? 4小時(shí)，加 入硝酸鑭120kg，室溫?cái)嚢?小時(shí)，形成均勻的物料，進(jìn)過(guò)離心脫水，千燥， 粉碎得到有機(jī)稀土鹽。
將制備好的上述物料120kg ^L到200kg蒙脫土中，加入1000kg的溶 劑作為M介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時(shí)后，加入表面活性劑丙烯酸酯5kg, 攪拌20min,加入硬脂酸40kg,聚乙烯蠟50kg, 二苯曱酰甲烷10kg。捏合 攪拌30min,進(jìn)行表面處理，粉碎，過(guò)篩，包裝。 實(shí)施例8
將環(huán)氧油酸50kg和水250kg ，加熱熔融后，在攪拌狀態(tài)下加入催化劑 (Zn2+鹽)0.2kg，在70 85。C攪拌加入氧化鈣2kg,保溫?cái)嚢? 4小時(shí)，加 入硝酸鑭120kg,室溫?cái)嚢?小時(shí)，形成均勻的物料，進(jìn)過(guò)離心脫水，干燥，
粉碎得到有機(jī)稀土鹽。
將制備好的上述物料120kg分敉到200kg蒙脫土中，加入600kg的溶劑 作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時(shí)后，加入表面活性劑丙烯酸酯2kg, 攪拌20min，加入硬脂酸50kg，聚乙烯蠟40kg, 二苯曱酰曱烷10kg。捏合攪 拌30min，進(jìn)行表面處理，粉碎，過(guò)篩，包裝。
權(quán)利要求
1、一種PVC用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑，其特征在于，重量份組成如下，蒙脫土100有機(jī)稀土鹽1～40分散介質(zhì) 200～500表面改性劑1～10輔助穩(wěn)定劑10～50。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑，其特征在于，所 述的有機(jī)稀土鹽由鑭系無(wú)機(jī)稀土鹽和長(zhǎng)鏈脂肪酸進(jìn)行有機(jī)化得到有才幾稀土 鹽；所述的長(zhǎng)鏈脂肪酸是環(huán)氧油酸，硬脂酸，月桂酸或檸檬酸； 所述的長(zhǎng)鏈脂肪酸占有機(jī)稀土鹽總質(zhì)量的5%~40%。
3、 才艮據(jù)權(quán)利要求2所述的PVC用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑，其特征在于，所 述的長(zhǎng)鏈脂肪酸占有機(jī)稀土鹽總質(zhì)量的20% 40%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑，其特征在于， 所述的蒙脫土是采用片層結(jié)構(gòu)的蒙脫土。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑，其特征在于， 所述的分散介質(zhì)為水，乙醇；所述的表面改性劑為季戊四醇酯，三苯氧基磷或丙烯酸酯； 輔助穩(wěn)定劑為二苯曱酰曱烷、硬脂酸和聚乙烯蠟或其復(fù)配物。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1~5之一所述的PVC用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑，其特征在于，所述的重量^H且成如下，蒙脫土 100有機(jī)稀土鹽 20 40分散介質(zhì) 400 500表面改性劑 5~10輔助穩(wěn)定劑 15~20 。
7、 一種權(quán)利要求1所述的PVC用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑的制備方法，其特 征在于，步驟如下，(1) .將長(zhǎng)鏈脂肪酸，與水混合加熱，再加入氧化鉀、催化劑Zn"鹽，保 溫?cái)嚢? 4小時(shí)；所述長(zhǎng)鏈脂肪酸水氧化鈣催化劑的質(zhì)量比為，1: 5: 0.04: 0.004;(2) .加入鑭系或鈰系的硝酸鹽或鹽酸鹽，高速攪拌繼續(xù)反應(yīng)1~2小時(shí)， 待形成均勻的物料；所述長(zhǎng)鏈脂肪酸與鑭系或鈰系的硝酸鹽或鹽酸鹽的質(zhì)量比為1: 1.2;(3) .進(jìn)過(guò)離心脫水，干燥，粉碎得到有機(jī)稀土鹽；(4) .將上述有機(jī)稀土鹽*于蒙脫土中，加入溶劑作為M介質(zhì)水或乙 醇，攪拌1 2小時(shí)；(5) .經(jīng)過(guò)上述有才幾化插層后，加入表面改性劑，攪拌20-30分鐘，進(jìn)行 表面處理；(6) .加入其他輔助材料，攪拌10 30分鐘后，進(jìn)行破碎，過(guò)篩，包裝。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的PVC用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于，所述的M介質(zhì)為水，乙醇；所述的表面改性劑為季戊四醇酯，三苯氧基^f粦或丙烯酸酯； 所述的輔助穩(wěn)定劑為二苯甲酰曱烷； 所述的催化劑為Zi^+鹽。
9、根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的PVC用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑的制備方法， 其特征在于，(1) .將長(zhǎng)鏈脂肪酸50 200Kg，與其質(zhì)量5倍的水混合加熱，再加入氧化 釣2 25kg，催化劑(X2 0.5kg，保溫?cái)嚢? 4小時(shí)；(2) .加入鑭系或鈰系的硝酸鹽或鹽酸鹽60 240kg，高速攪拌繼續(xù)反應(yīng)1~2小時(shí)，待形成均勻的物料；(3) .進(jìn)過(guò)離心脫水，干燥，粉碎得到有機(jī)稀土鹽；將上述有機(jī)稀土鹽1 40kg分散于100kg蒙脫土當(dāng)中，加入500kg的溶 劑作為^:介質(zhì)攪拌1 2小時(shí)后，進(jìn)過(guò)有機(jī)化插層的工藝條件后，加入表面 改性劑l-10kg，攪拌20 30分鐘，進(jìn)行表面處理，加入其他輔助材料10~50kg 攪拌10 30分鐘后，進(jìn)行粉碎，過(guò)篩，包裝。
全文摘要
PVC用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑及其制備方法，其中穩(wěn)定劑的重量份組成是，蒙脫土100；有機(jī)稀土鹽1～40；分散介質(zhì)200～500；表面改性劑1～10；輔助穩(wěn)定劑10～50；有機(jī)稀土鹽由鑭系無(wú)機(jī)稀土鹽和長(zhǎng)鏈脂肪酸進(jìn)行有機(jī)化得到有機(jī)稀土鹽；長(zhǎng)鏈脂肪酸是環(huán)氧油酸，硬脂酸，月桂酸或檸檬酸；占有機(jī)稀土鹽總質(zhì)量的5％～40％。所述的長(zhǎng)鏈脂肪酸占有機(jī)稀土鹽總質(zhì)量的20％～40％。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)穩(wěn)定劑質(zhì)軟，紫外線吸收能力弱的缺點(diǎn)。具有良好的剝離性和高補(bǔ)強(qiáng)性，可有效提高PVC復(fù)合材料抗沖擊性能，達(dá)到納米填料良好增強(qiáng)增韌效果，并對(duì)紫外輻照具有良好的阻隔作用。適用對(duì)材料機(jī)械強(qiáng)度要求較高的PVC材料。
文檔編號(hào)C08K9/00GK101456972SQ200810242658
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者周寧琳, 徐九春, 玨 方, 朱皓淼, 健 沈, 峻 章, 宏 莫, 馬振毛 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué)