專利名稱：：一種片鈉鋁石基聚氯乙烯復(fù)合熱穩(wěn)定劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于聚氯乙烯的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，更具體地講，本發(fā)明涉及一種以片鈉鋁石為基礎(chǔ)同時(shí)含有鋅皂和e-二酮化合物的聚氯乙烯復(fù)合熱穩(wěn)定劑及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，其制品具有廣泛的用途。但是，PVC存在熱穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，加工時(shí)必須添加適當(dāng)?shù)臒岱€(wěn)定劑以抑制其熱降解。目前工業(yè)上常用的熱穩(wěn)定劑主要有無(wú)機(jī)鉛鹽、金屬皂和有機(jī)錫等[1]。但是，其中大多數(shù)常用的品種是有毒的，這不但限制了PVC制品的應(yīng)用范圍，而且，其使用對(duì)環(huán)境和勞動(dòng)健康造成的危害正隨PVC制品生產(chǎn)的持續(xù)增長(zhǎng)而迅速加深。為給PVC工業(yè)發(fā)展提供更有力的技術(shù)支持同時(shí)有利于保護(hù)環(huán)境、改善勞動(dòng)衛(wèi)生條件，PVC熱穩(wěn)定劑正朝無(wú)毒、環(huán)保和高性能化方向發(fā)展。片鈉鋁石學(xué)名為堿式碳酸鈉鋁，化學(xué)式為NaAl(0H)^03，是一種纖維狀白色無(wú)毒固體物質(zhì)。片鈉鋁石因可在34(TC以上吸熱分解并釋放二氧化碳和水，已被用作聚合物阻燃劑。片鈉鋁石具有弱堿性，可以中和吸收HC1，因此也可用作PVC熱穩(wěn)定劑。1992年，Louis等在US5143959中公開了一種由a)片鈉鋁石、水滑石或它們的化合物，b)Y-(羥烷基)聚有機(jī)硅油，c)有機(jī)鋅化合物和d)有機(jī)鈣、鎂、鋇或鑭系化合物或它們的混合物組成的硬質(zhì)氯化聚合物用復(fù)合熱穩(wěn)定劑，其中所含的聚有機(jī)硅油可使聚合物配混料的熱穩(wěn)定性不因環(huán)氧油用量降低而受損，因此可使制品的沖擊強(qiáng)度得到提高。1993年，Louis等在US5194470中公開了一種由a)片鈉鋁石，b)有機(jī)錫13-二酮鹽，c)有機(jī)鋅化合物和d)有機(jī)鈣、鎂、鋇或鑭系化合物組成的硬質(zhì)氯化聚合物用復(fù)合熱穩(wěn)定劑，該復(fù)合熱穩(wěn)定劑也可使聚合物配混料的熱穩(wěn)定性不因環(huán)氧油用量降低而受損。1999年，Wolfgang等在US5925696中公開了由一種1，3-二取代-6-氨基脲嘧啶和包括片鈉鋁石的另外十二種化合物之一組成的主要用于PVC的復(fù)合熱穩(wěn)定劑。2000年Josef等在US6136900中公開了一種含有由a)聚合二氫吡啶；b)晶態(tài)水滑石，晶態(tài)或不定形沸石，晶態(tài)或不定形片鈉鋁石、麥羥硅鈉石或水羥硅鈉石，二糖醇和受阻胺之一和c)至少一種鋅、鋁或鑭系化合物組成的復(fù)合熱穩(wěn)定劑的PVC配混料。2009年，Stefan等在US2009048374中公開了一種由至少一種A組分和至少一種B組分組成的含鹵聚合物用復(fù)合熱穩(wěn)定劑，其中A組分包括咔吧肼等四種含氮有機(jī)物而B組分包括片鈉鋁石等其它類型化合物。2009年，Wolfgang在US2009131564中公開了至少含有一種配位聚合三乙醇胺高氯酸根金屬內(nèi)配合物的含鹵聚合物，尤其PVC用熱穩(wěn)定劑體系，該熱穩(wěn)定劑體系也可同時(shí)含有片鈉鋁石等其它類型化合物組分。遺憾的是，含片鈉鋁石復(fù)合熱穩(wěn)定劑的現(xiàn)有技術(shù)均要求并用如Y-(羥烷基)聚有機(jī)硅油、有機(jī)錫P-二酮鹽、聚合二氫吡啶、氨基脲嘧啶、配位聚合三乙醇胺高氯酸根金屬內(nèi)配合物等特殊化合物組分，因此難于推廣應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種可以有效克服現(xiàn)有技術(shù)所存在缺點(diǎn)的PVC用片鈉鋁3石基復(fù)合熱穩(wěn)定劑。本發(fā)明者通過系統(tǒng)深入的研究發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的目的可以通過將片鈉鋁石與特定的常用熱穩(wěn)定劑組分按特定的配比復(fù)配實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提供的一種片鈉鋁石基聚氯乙烯復(fù)合熱穩(wěn)定劑，由片鈉鋁石與鋅皂和P-二酮化合物組成，各組分的配比為片鈉鋁石100質(zhì)量份鋅皂5100質(zhì)量份P-二酮化合物1100質(zhì)量份其中，片鈉鋁石是化學(xué)式為NaAl(0H)2C03的無(wú)機(jī)化合物；鋅皂選自硬脂酸鋅、棕櫚酸鋅、月桂酸鋅、辛酸鋅、油酸鋅、苯甲酸鋅、水楊酸鋅或其混合物；P-二酮化合物選自二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、脫氫乙酸、乙酰丙酮或其鈣、鎂、鋅、稀土、鋁鹽，其中，稀土包括鈧、釔和钷除外的鑭系元素。較優(yōu)選的配比為片鈉鋁石100質(zhì)量份鋅皂1070質(zhì)量份|3-二酮化合物570質(zhì)量份其中，鋅皂選自硬脂酸鋅、棕櫚酸鋅、月桂酸鋅或其混合物；13-二酮化合物選自二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷或其鈣、鎂、鋅、鑭、鈰、鋁鹽。本發(fā)明的聚氯乙烯復(fù)合熱穩(wěn)定劑的應(yīng)用，其用量為每IOO質(zhì)量份PVC樹脂添加0.18質(zhì)量份聚氯乙烯復(fù)合熱穩(wěn)定劑。本發(fā)明的聚氯乙烯復(fù)合熱穩(wěn)定劑的應(yīng)用，更適宜的用量為每IOO質(zhì)量份PVC樹脂添加0.35質(zhì)量份聚氯乙烯復(fù)合熱穩(wěn)定劑。本發(fā)明所使用的片鈉鋁石可根據(jù)以下反應(yīng)原理合成Al2(S04)3+3Na2C03+3H20—2A1(OH)3I+3C02個(gè)+3Na2S04Al(OH)3+NaHC03—NaAl(OH)2C03I+H20工藝步驟如下在反應(yīng)器中加入作為介質(zhì)的水和一定量的無(wú)水碳酸鈉，攪拌加熱升溫至508(TC并控制恒定，慢慢加入化學(xué)計(jì)量比的硫酸鋁溶液，攪拌反應(yīng)lh后，加入化學(xué)計(jì)量比的碳酸氫鈉溶液，攪拌反應(yīng)3h，然后加入質(zhì)量為沉淀物l5X的硬脂酸，繼續(xù)攪拌反應(yīng)0.5h，反應(yīng)生成物經(jīng)過濾、洗滌、脫水、干燥和粉碎得產(chǎn)物。通過將片鈉鋁石和鋅皂、P-二酮化合物按比例混合均勻即可得本發(fā)明提供的PVC用片鈉鋁石基復(fù)合熱穩(wěn)定劑。本發(fā)明提供的PVC用的片鈉鋁石基復(fù)合熱穩(wěn)定劑具有以下有益效果1.無(wú)毒、環(huán)保，因?yàn)槠浣M分均為無(wú)毒化合物；2.易于應(yīng)用推廣，因?yàn)樵弦椎?、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低；3.具有較高得綜合應(yīng)用性能。系統(tǒng)的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的片鈉鋁石基復(fù)合熱穩(wěn)定劑具有以下應(yīng)用性能特點(diǎn)(1)可有效抑制PVC初期著色并具有優(yōu)良的長(zhǎng)期熱穩(wěn)定效能；(2)與傳統(tǒng)的以鈣、鋅皂為基礎(chǔ)的復(fù)合熱穩(wěn)定劑相比，所穩(wěn)定PVC的透明性明顯提高，電絕緣性顯著改進(jìn)，因此特別適用于電線電纜透明PVC包覆材料的加工；4.配伍性好，不會(huì)與其它助劑發(fā)生交叉污染。具體實(shí)施例方式以下通過具體但非限制性的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1片鈉鋁石的合成在500mL燒瓶中，加入200mL水和15.9g無(wú)水碳酸鈉(0.15mol)，攪拌加熱升溫至708(TC控制恒定，加入固含量為17.lg的近飽和硫酸鋁溶液(0.05mol)，攪拌反應(yīng)lh后，加入固含量為8.4g的近飽和碳酸氫鈉溶液(0.lmol)，攪拌反應(yīng)3h，然后加入質(zhì)量為沉淀物3%的硬脂酸，繼續(xù)攪拌反應(yīng)0.5h，反應(yīng)生成物經(jīng)過濾、洗滌、脫水并于75t:烘干后粉碎至過200目篩，得片鈉鋁石產(chǎn)品。實(shí)施例27禾P比較例16復(fù)合熱穩(wěn)定劑的制備按表1所示的配方將各組分物質(zhì)加入手提式高速中藥粉碎機(jī)充分混合均勻，得本發(fā)明片鈉鋁石基復(fù)合熱穩(wěn)定劑及比較用鈣_鋅皂熱穩(wěn)定劑。表1復(fù)合熱穩(wěn)定劑配方<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>聚氯乙烯樹脂(SG-5型)100鄰苯二甲酸二辛酯(D0P)50環(huán)氧大豆油(ESB0)3熱穩(wěn)定劑見表2試樣制備按配方將物料加入高速混合機(jī)中，捏和均勻，再將配混料在煉塑機(jī)上于16(TC塑煉5min，拉制成厚度約為lmm的試片備用。2熱穩(wěn)定性測(cè)試參照ASTM2115-67，將試片置于鋁片上，在熱老化試驗(yàn)箱中于180。C恒溫加熱，每隔一定時(shí)間間隔取樣，觀測(cè)試片顏色變化以評(píng)價(jià)熱穩(wěn)定性(變色越慢，熱穩(wěn)定性越好)。3透明性和電絕緣性測(cè)試用平板硫化機(jī)將試片壓制成0.40mm厚的光滑薄片，按照GB2410_1980《透明塑料透光率和霧度試驗(yàn)方法》，用光電霧度儀測(cè)定透光率和霧度以評(píng)價(jià)透明性(透過率越高，霧度越低，透明性越好)，再根據(jù)GB/T1410-2006《固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn)方法》，用高阻計(jì)測(cè)定體積電阻率以評(píng)價(jià)電絕緣性(體積電阻率越大，電絕緣性越好)。本發(fā)明片鈉鋁石基復(fù)合熱穩(wěn)定劑及比較用鈣_鋅皂復(fù)合熱穩(wěn)定劑的應(yīng)用性能測(cè)試結(jié)果見表2。表2復(fù)合熱穩(wěn)定劑的性能序號(hào)熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定性^透明性(厚度0.40mm)體積電阻率編號(hào)配比/質(zhì)量份初期著色z初黃/min終黑/min透光率/%霧度/%/n.m(3(TC)8發(fā)明1#1.2無(wú)2013088.43.41.25><101()9發(fā)明"2.5無(wú)65湧86.23,81.44xl010實(shí)10發(fā)明2#1.2無(wú)4012088.73.3U7xl01(>施11發(fā)明3#1.2無(wú)4010089.23.21.08xl01()例12發(fā)明4#1.2無(wú)4012088.93,213發(fā)明5#1.2無(wú)4012088.53.31.12xl01Q14發(fā)明6#1.2無(wú)4511088.63.31.21xl01Q7比較"1.2無(wú)3014085.35.51.17xl09比較例8比較2#1.2無(wú)4011085.95.21.28xl099比較3#1.2無(wú)3010086.35.11.21xl0910比較4#1.2無(wú)4011085.25.11.20xl0911比較5#1.2無(wú)4011085.95.31.25xl0912比較6#1.2無(wú)4510085.11.21xl09注t,貞為試片初始變黃時(shí)間，t纟^為試片最終變黑時(shí)間。權(quán)利要求一種片鈉鋁石基聚氯乙烯復(fù)合熱穩(wěn)定劑，其特征在于由片鈉鋁石與鋅皂和β-二酮化合物組成，各組分的配比為片鈉鋁石100質(zhì)量份鋅皂5～100質(zhì)量份β-二酮化合物1～100質(zhì)量份其中，片鈉鋁石是化學(xué)式為NaAl(OH)2CO3的無(wú)機(jī)化合物；鋅皂選自硬脂酸鋅、棕櫚酸鋅、月桂酸鋅、辛酸鋅、油酸鋅、苯甲酸鋅、水楊酸鋅或其混合物；β-二酮化合物選自二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、脫氫乙酸、乙酰丙酮或其鈣、鎂、鋅、稀土、鋁鹽，其中，稀土包括鈧、釔和钷除外的鑭系元素。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氯乙烯復(fù)合熱穩(wěn)定劑，其特征在于各組分的配比為片鈉鋁石100質(zhì)量份鋅皂1070質(zhì)量份P_二酮化合物570質(zhì)量份其中，鋅皂選自硬脂酸鋅、棕櫚酸鋅、月桂酸鋅或其混合物；13_二酮化合物選自二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷或其鈣、鎂、鋅、鑭、鈰、鋁鹽。3.—種權(quán)利要求l所述的聚氯乙烯復(fù)合熱穩(wěn)定劑的應(yīng)用，其特征在于其用量為每IOO質(zhì)量份PVC樹脂添加0.18質(zhì)量份聚氯乙烯復(fù)合熱穩(wěn)定劑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚氯乙烯復(fù)合熱穩(wěn)定劑的應(yīng)用，其特征在于其用量為每IOO質(zhì)量份PVC樹脂添加0.35質(zhì)量份聚氯乙烯復(fù)合熱穩(wěn)定劑。全文摘要本發(fā)明公開了一種片鈉鋁石基聚氯乙烯復(fù)合熱穩(wěn)定劑及其應(yīng)用，該復(fù)合熱穩(wěn)定劑由片鈉鋁石與鋅皂和β-二酮化合物組成，各組分的配比為片鈉鋁石100質(zhì)量份，鋅皂5～100質(zhì)量份，β～二酮化合物1～100質(zhì)量份；該復(fù)合熱穩(wěn)定劑的用量為每100質(zhì)量份PVC樹脂添加0.1～8質(zhì)量份；該復(fù)合熱穩(wěn)定劑具有原料易得、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)毒、環(huán)保、配伍性好、可有效抑制PVC初期著色、長(zhǎng)期熱穩(wěn)定效能優(yōu)良、透明性和電絕緣性優(yōu)異等特點(diǎn)。文檔編號(hào)C08L27/06GK101781432SQ20101010985公開日2010年7月21日申請(qǐng)日期2010年2月5日優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日發(fā)明者吳茂英,毛芳,賴文華申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)