專利名稱：Pvc用氧化石墨/稀土穩(wěn)定劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑料復(fù)合劑組合物及其制備方法，具體涉及一種PVC
用氧化石墨/稀土穩(wěn)定劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前中國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指令和中國建設(shè)部218號公告已經(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——4丐/鋅穩(wěn)定劑存在穩(wěn)定效果差加熱易變色等缺陷，始終無法得到市場的廣泛認(rèn)可。因而盡快尋找一種價格合理且高效、無毒的PVC用熱穩(wěn)定劑勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的上述技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種PVC用氧
化石墨/稀土鹽穩(wěn)定劑及其制備方法，這是一種不含鉛，錫重金屬鹽，解決現(xiàn)
有穩(wěn)定劑的容易變色的缺點，無毒，高效，環(huán)保的PVC用氧化石墨/稀土穩(wěn)
定劑。其穩(wěn)定劑是由氧化石墨與有機(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。
本發(fā)明是通過以下的工藝制備方法實現(xiàn)的
完成本申請第l個發(fā)明任務(wù)的方案是， 一種PVC用氧化石墨^^土穩(wěn)定劑，其特征在于，重量份組成如下，氧化石墨 50~80 有機(jī)稀土鹽 1 40 分散介質(zhì)(溶劑) 200 500 表面改性劑 1 20 輔助穩(wěn)定劑 10~50。 本申請推薦，所述PVC用蒙脫土/稀土穩(wěn)定劑的重量份組成是， 氧化石墨 80 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 15~20 本發(fā)明中有機(jī)稀土鹽是由鑭系無機(jī)稀土鹽和長鏈脂肪酸進(jìn)行有機(jī)化得 到有機(jī)稀土鹽，所述的長鏈脂肪酸選自環(huán)氧油酸，硬脂酸，月桂酸或檸檬酸 等化合物；所述的長鏈脂肪酸占總質(zhì)量的5%~40%。本申請推薦的比例是長 鏈脂肪酸占總質(zhì)量的20% 40%。
以上方案中，所述的氧化石墨是片層結(jié)構(gòu)； 所述的分散介質(zhì)為水或乙醇；
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。 將無機(jī)稀土鹽和長鏈脂肪酸進(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，增加其熱傳導(dǎo)性和化學(xué) 穩(wěn)定性。氧化石墨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，氧化石墨主要應(yīng)用于對產(chǎn)品顏色要求不高，但對產(chǎn)品耐熱和耐候性要求較高的產(chǎn)品
完成本申請第2個發(fā)明任務(wù)的方案是， 一種PVC用氧化石墨/稀土穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于，步驟如下，
(1) .將長鏈脂肪酸，與水混合加熱，再加入氧化釣、催化劑(Zi^+鹽)，保溫攪拌2 4小時；
所述長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，待形成均勻的物料；
所述長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)稀土鹽分散于氧化石墨中，加入溶劑作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌1 2小時；
(5) .經(jīng)過有機(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) .加入其他輔助材料，攪拌10 30分鐘后，進(jìn)行粉碎，過篩，包裝。更具體和更優(yōu)化地說，本發(fā)明操作步驟是
(1) .將長鏈脂肪酸50 200Kg，與其質(zhì)量5倍的去離子水混合加熱至80°C;加入氧化4丐2~25kg,催化劑(Zn"鹽)0.2~0.5kg,保溫攪拌反應(yīng)2 4小時；
(2) .加入鑭系或鈰系的硝酸鹽或鹽酸鹽60~240kg,高速攪拌下繼續(xù)反應(yīng)1 2小時，待形成均勻的物料；
(3) .經(jīng)過脫水，干燥，粉碎得到有機(jī)稀土鹽。(4) .將上述有機(jī)稀土鹽l 40kg分散于100份氧化石墨當(dāng)中，加入500kg的溶劑作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌1~2小時；
(5) .經(jīng)過有機(jī)化插層，然后加入表面改性劑l~10kg，其他輔助助劑10 50kg，攪拌20 30分鐘；
(6) .進(jìn)行表面處理，進(jìn)行粉碎，過篩，包裝。
在稀土熱穩(wěn)定劑中加入無機(jī)片層狀填料如氧化石墨，不僅可以降低成本，有利分散，還可以對Cl自由基的擴(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，并對紫外光起吸收和屏蔽的作用，防止紫外光對產(chǎn)品的破壞，同時無機(jī)片層填料的加工過程中可以解離成納米結(jié)構(gòu)從而實現(xiàn)對產(chǎn)品機(jī)械性能的改良。
該熱穩(wěn)定劑克服了目前正處于研發(fā)階段的水滑石基類高聚物復(fù)合熱穩(wěn)定劑質(zhì)軟，紫外吸收能力弱的缺點。氧化石墨有著超高的耐熱性，良好的熱傳導(dǎo)性以及化學(xué)穩(wěn)定性，以及與樹脂良好的界面粘結(jié)性能，有利于PVC材料熱穩(wěn)定和防止熱量在材料內(nèi)部的局部聚集過度；同時它還有高自潤滑性，有利于提高產(chǎn)品的加工性能，減少加工過程中的能量損耗和防止材料在加工過程中的局部過熱，并可有效提高PVC的機(jī)械性能和耐熱性能；氧化石墨本身就具有良好的紫外吸收的性能，吸收紫外線的能力強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)效果明顯。該熱穩(wěn)定劑適用于對產(chǎn)品外觀色澤無要求且長期暴露于陽光下的戶外產(chǎn)品中。
具體實施例方式
實施例1
將環(huán)氧油酸50kg和水250kg加熱至80°C,在攪拌狀態(tài)下加入催化劑
8(Zn2+鹽)0.2kg,在70 85。C攪拌加入氧化鈣2kg,保溫攪拌2 4小時，加 入硝酸鑭120kg，室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進(jìn)過離心脫水，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氧化石墨中，加入1000kg的 溶劑作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時后，經(jīng)過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。捏合攪拌30min， 進(jìn)行表面處理，離心干燥，破碎，過篩，包裝。 實施例2
將油環(huán)氧酸50kg和水200kg加熱至80°C，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,保溫攪拌2 4小時，加 入硝酸鑭100kg,室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進(jìn)過離心脫水，干燥得 到有機(jī)稀土鹽。
將制備好的上述物料100kg分散到200kg氧化石墨中，加入400kg的溶 劑作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時后，加入表面活性劑三苯氧基磷 15kg，攪拌20min,加入硬脂酸15kg。捏合攪拌30min，離心干燥，破碎，過 篩，包裝。 實施例3
將環(huán)氧油酸50kg和水200kg加熱至80°C，在攪拌狀態(tài)下加入催化劑 (Zn21) 0.2kg，在70 85。C攪拌加入氧化鈣2kg，保溫攪拌2 4小時，加 入硝酸鈰100kg,室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進(jìn)過離心脫水，干燥得 到有機(jī)稀土鹽。
將制備好的上述物料100kg分散到200kg氧化石墨中，加入500kg的溶劑作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時后，加入表面活性劑三苯氧基磷
30kg,攪拌20min,加入硬脂酸15kg。捏合攪拌30min,離心干燥，破碎，過篩，包裝。實施例4
將硬脂酸50kg和水200kg加熱至80°C,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4丐2kg,保溫攪拌2 4小時，加入硝酸鈰100kg,室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進(jìn)過離心脫水，干燥得到有機(jī)稀土鹽。
將制備好的上述物料100kg分散到200kg氧化石墨中，加入1200kg的溶劑作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時后，加入表面活性劑丙烯酸酯10kg，攪拌20min,加入硬脂酸20kg。捏合攪拌30min，離心干燥，破碎，過篩，包裝。實施例5
將月桂酸50kg和水200kg加熱至80°C,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，保溫攪拌2 4小時，加入硝酸鈰100kg,室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進(jìn)過離心脫水，干燥得到有機(jī)稀土鹽。
將制備好的上述物料100kg分散到200kg氧化石墨中，加入500kg的溶劑作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時后，加入表面活性劑丙烯酸酯10kg，攪拌20min，加入硬脂酸60kg。捏合攪拌30min，離心干燥，破碎，過篩，包裝。
實施例6將檸檬酸50kg和水200kg加熱至80°C,在攪拌狀態(tài)下加入催化劑(Zn2+鹽)0.2kg，在70 85。C攪拌加入氧化鉀2kg,保溫攪拌2 4小時，加入硝酸鈰100kg，室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進(jìn)過離心脫水，干燥得到有才幾稀土鹽。
將制備好的上述物料100kg分散到200kg氧化石墨中，加入500kg的溶劑作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時后，加入表面活性劑丙烯酸酯20kg,攪拌20min,加入硬脂酸20kg。捏合攪拌30min,離心干燥，破碎，過篩，包裝。
實施例7
將環(huán)氧油酸50kg和水250kg加熱至80°C，在攪拌狀態(tài)下加入催化劑(Zn2+鹽)0.2kg,在70 85。C攪拌加入氧化釣2kg,保溫攪拌2 4小時，加入硝酸锎120kg,室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進(jìn)過離心脫水，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氧化石墨中，加入500kg的溶劑作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時后，經(jīng)過加入表面活性劑季戊四醇酯2kg,攪拌20min,加入硬脂酸45kg,聚乙烯蠟55kg。捏合攪拌30min,進(jìn)行表面處理，離心干燥，破碎，過篩，包裝。
實施例8
將環(huán)氧油酸50kg和水250kg加熱至80°C，在攪拌狀態(tài)下加入催化劑(Zn2+鹽)0.2kg,在70 85。C攪拌加入氧化釣2kg,保溫攪拌2 4小時，加入硝酸鑭120kg，室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進(jìn)過離心脫水，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氧化石墨中，加入800kg的溶 劑作為分散介質(zhì)(水或乙醇)攪拌2小時后，經(jīng)過加入表面活性劑季戊四醇 酯12kg，攪拌20min，加入硬脂酸20kg，聚乙烯蠟35kg。捏合攪拌30min，進(jìn) 行表面處理，離心干燥，破^^卒，過篩，包裝。
權(quán)利要求
1，一種PVC用氧化石墨/稀土穩(wěn)定劑，其特征在于，重量份組成如下，氧化石墨 50～80有機(jī)稀土鹽1～40分散介質(zhì) 200～500表面改性劑1～20輔助穩(wěn)定劑10～50。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC用氧化石墨/稀土穩(wěn)定劑，其特征在于， 所述的有機(jī)稀土鹽是由鑭系無機(jī)稀土鹽和長鏈脂肪酸進(jìn)行有機(jī)化得到有機(jī) 稀土鹽，其中，所述的長鏈脂肪酸選自環(huán)氧油酸，硬脂酸，月桂酸或檸檬酸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC用氧化石墨/稀土穩(wěn)定劑，其特征在于， 所述的氧化石墨是片層結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC用氧化石墨/稀土穩(wěn)定劑，其特征在于， 所述的分散介質(zhì)為水或乙醇；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)定劑為二苯曱酰甲烷、硬脂酸或聚乙烯蠟或其復(fù)配物。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 4之一所述的PVC用氧化石墨/稀土穩(wěn)定劑，其特征 在于，所述的重量份組成如下，氧化石墨 80 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 。
6、 一種權(quán)利要求1所述的PVC用氧化石墨/稀土穩(wěn)定劑的制備方法，其 特征在于，步驟如下(1) .將長鏈脂肪酸，與水混合加熱，再加入氧化鉤、催化劑Zn"+鹽，保 溫攪拌2 4小時；所述長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， 待形成均勻的物料；所述長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)稀土鹽分散于氧化石墨中，加入溶劑作為分散介質(zhì)水或 乙醇，攪拌1 2小時；(5) .經(jīng)過有機(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) .加入其他輔助材料，攪拌10 30分鐘后，進(jìn)行破碎，過篩，包裝。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的PVC用氧化石墨/稀土穩(wěn)定劑的制備方法，其 特征在于，所述的^t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； 所述的輔助穩(wěn)定劑為二苯曱酰曱烷； 所述的催化劑為Zr^+鹽。
8、根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的PVC用氧化石墨/稀土穩(wěn)定劑的制備方 法，其特征在于，具體操作步驟是(1) .將長鏈脂肪酸50 200Kg,與其質(zhì)量5倍的去離子水混合加熱至80°C; 加入氧化釣2 25kg,催化劑Zn2+鹽0.2 0.5kg，保溫攪拌反應(yīng)2~4小時；(2) .加入锎系或鈰系的硝酸鹽或鹽酸鹽60 240kg,高速攪拌下繼續(xù)反應(yīng) 1~2小時，待形成均勻的物料；(3) .經(jīng)過脫水，干燥，粉碎得到有機(jī)稀土鹽。(4) .將上述有機(jī)稀土鹽1 40kg分散于100份氧化石墨當(dāng)中，加入500kg 的溶劑作為分散介質(zhì)水或乙醇，攪拌1 2小時；(5) .經(jīng)過有機(jī)化插層，然后加入表面改性劑l~10kg，其他輔助助劑 10~50kg，攪拌20 30分鐘；(6) .進(jìn)行表面處理，進(jìn)行粉碎，過篩，包裝。
全文摘要
PVC用氧化石墨/稀土穩(wěn)定劑及其制備方法，其中穩(wěn)定劑重量份組成是，氧化石墨50～80；有機(jī)稀土鹽1～40；分散介質(zhì)200～500；表面改性劑1～20輔助穩(wěn)定劑10～50。有機(jī)稀土鹽是由鑭系無機(jī)稀土鹽和長鏈脂肪酸進(jìn)行有機(jī)化得到有機(jī)稀土鹽。分散介質(zhì)為水或乙醇；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)定劑為二苯甲酰甲烷、硬脂酸或聚乙烯蠟或其復(fù)配物。本發(fā)明有著超高的耐熱性，良好的熱傳導(dǎo)性以及化學(xué)穩(wěn)定性，以及與樹脂良好的界面粘結(jié)性能；同時還有高自潤滑性，具有良好的紫外吸收的性能，吸收紫外線的能力強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)效果明顯。
文檔編號C08K9/00GK101481470SQ20081024266
公開日2009年7月15日 申請日期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 申請人:南京師范大學(xué)