專利名稱：一種新型pvc稀土熱穩(wěn)定劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種PVC稀土熱穩(wěn)定劑的制備方法。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯(PVC)是世界五大通用樹脂之一，其制品具有軟硬度易調(diào)控、力學(xué)性能高、耐腐蝕、電絕緣性好、透明性高、價廉等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域。但是PVC的穩(wěn)定性差，在外界因素如熱、光、氧及力的作用下易發(fā)生降解和交聯(lián)反應(yīng)，致使加工和使用困難，力學(xué)性能下降。由于PVC結(jié)構(gòu)的特殊性，分子鏈存在結(jié)構(gòu)缺陷，加熱至110°C時會脫出HCl，而放出的HCl又會加速PVC的分解，嚴(yán)重影響PVC樹脂的性能。而PVC的加工溫度一般在160°C以上，為了將PVC變成制品，PVC的加工過程中通常添加熱穩(wěn)定劑，與樹脂組成有協(xié)同作用的熱穩(wěn)定體系，防止PVC在加工過程中由于受到機械剪切作用和受熱而引起的降解，提高PVC的熱分解溫度，擴大其應(yīng)用范圍。
目前世界已經(jīng)商品化的PVC熱穩(wěn)定劑主要有鉛鹽穩(wěn)定劑、金屬皂復(fù)合穩(wěn)定劑、有機錫穩(wěn)定劑和稀土穩(wěn)定劑四大類。世界產(chǎn)量最大的仍是傳統(tǒng)的鉛鹽類穩(wěn)定劑和金屬皂復(fù)合穩(wěn)定劑，我國也以這兩類穩(wěn)定劑為主。鉛鹽穩(wěn)定劑開發(fā)最早，穩(wěn)定性優(yōu)良，絕緣性能較好，價格較低，但有初期著色性，缺乏潤滑性，制品不透明，不耐硫化物污染。此外，鉛鹽類穩(wěn)定劑的毒性較大，易生成粉塵，對人體健康有極大的危害。金屬皂類通常要配合使用，加工時容易析出，穩(wěn)定效率低，金屬皂類熱穩(wěn)定劑中鉛皂、鎘皂穩(wěn)定性好，但有毒；鈣皂、鋇皂初期熱穩(wěn)定性差，鋅皂初期熱穩(wěn)定性較好，但持久性差，易發(fā)生“鋅燒”現(xiàn)象。有機錫類穩(wěn)定劑具有極佳的熱穩(wěn)定性和卓越的透明性，但價格昂貴，缺乏競爭力。所以這些穩(wěn)定劑已被逐步限制或禁止使用。當(dāng)前，開發(fā)和研制無毒、高效、復(fù)配多功能、性價比優(yōu)良的環(huán)境友好型穩(wěn)定劑已成為PVC加工領(lǐng)域中一個緊迫的課題，具有重要的經(jīng)濟及社會意義。稀土類熱穩(wěn)定劑具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定功能，透明性和耐候性優(yōu)良，且具有獨特的“偶聯(lián)”性、無毒、安全衛(wèi)生等特點。另外，稀土熱穩(wěn)定劑電絕緣性優(yōu)異，儲存穩(wěn)定，無毒環(huán)保，具有較高的性價比。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種具有優(yōu)異熱穩(wěn)定性、綠色環(huán)保的PVC熱穩(wěn)定劑。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種PVC稀土熱穩(wěn)定，其特征在于，所述稀土熱穩(wěn)定劑為蓖麻油酸鑭，其化學(xué)分子式為La(ri)3，La表示鑭，ri表示蓖麻油酸根。
所述的蓖麻油酸鑭的用量為PVC質(zhì)量的2-5%。
所述的蓖麻油酸鑭能與硬脂酸鈣鋅、季戊四醇、^ - 二酮的一種或幾種混合制成復(fù)合PVC熱穩(wěn)定劑。
所述的復(fù)合PVC熱穩(wěn)定的原料組成按重量份計為:蓖麻油酸鑭25 80,硬脂酸隹丐20 85，硬脂酸鋅0 50，季戊四醇0 20，& - 二酮0 20。
本發(fā)明的另一目的是提供了一種PVC稀土熱穩(wěn)定劑的制備方面:制備過程為:混合蓖麻油酸和可溶性稀土無機鹽乙醇溶液，然后滴加堿的乙醇溶液，過濾，蒸出溶劑，洗滌干燥的蓖麻油酸鑭。
熱穩(wěn)定劑性能評價試驗
靜態(tài)穩(wěn)定性實驗(剛果紅法):根據(jù)國標(biāo)GB/T2917.1-2002剛果紅法，在一定穩(wěn)定下的靜態(tài)氣氛中，測定試樣上方剛果紅試紙變藍的時間來評價其熱穩(wěn)定性。首先將熱穩(wěn)定劑PVC按照一定的比例混合均勻后裝入制定規(guī)格的試管中，試樣50mm高,剛果紅試紙的底部距試樣表面25mm，置于200°C的恒溫甘油浴中，記錄剛果紅試紙變藍的時間即為熱穩(wěn)定時間。
PVC材料性能測試
沖擊強度測試:將PVC按一定配比和各種助劑混合均勻，在170°C下用雙輥開放式煉膠機上塑煉5min，在用平板硫化機壓成片，參照GB/T1043-19933塑料簡支梁式?jīng)_擊實驗方法，測試樣品沖擊強度，在萬能制樣機上將試片裁制成單缺口的試樣，平行測試五個樣，取平均值。
拉伸強度測試:將PVC按一定配比和各種助劑混合均勻，在170°C下用雙輥開放式煉膠機上塑煉5min，在用平板硫化機壓成片，參照GB/T1040-1992塑料拉伸試驗方法，測試樣品拉伸性能。在萬能制樣機上將試片裁制成啞鈴型試樣，平行測試五個樣，取平均值。
實施例1:蓖麻油酸鑭的合成與應(yīng)用
分別將硝酸鑭、氫氧化鈉和蓖麻油酸溶于乙醇，配成硝酸鑭乙醇溶液的氫氧化鈉乙醇溶液和的蓖麻油酸乙醇溶液備用。在的三口瓶中加入的硝酸鑭乙醇溶液和蓖麻油酸乙醇溶液，在70°C恒溫條件下攪拌，開始從滴液漏斗中緩緩加入的氫氧化鈉乙醇溶液，反應(yīng)。溶液過濾，然后在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸出乙醇，得粘稠狀固體，用水洗滌，干燥。
應(yīng)用:
實驗組1:將PVClOOg，蓖麻油酸鑭2g，混合均勻后。取適量試樣裝入制定規(guī)格的試管中，試樣高50mm，剛果紅試紙的底部距試樣表面25mm，置于200°C的恒溫甘油浴中。
實驗組2:將PVClOOg，鉛鹽2g，混合均勻后。取適量試樣裝入制定規(guī)格的試管中，試樣高50mm，剛果紅試紙的底部距試樣表面25mm，置于200°C的恒溫甘油浴中。
實驗組3:將PVCl OOg，有機錫(218) 2g,混合均勻后。取適量試樣裝入制定規(guī)格的試管中，試樣高50mm，剛果紅試紙的底部距試樣表面25mm，置于200°C的恒溫甘油浴中。
試驗組4:將PVClOOg，硬脂酸鋅2g，混合均勻后。取適量試樣裝入制定規(guī)格的試管中，試樣高50mm，剛果紅試紙的底部距試樣表面25mm，置于200°C的恒溫甘油浴中。
實驗組5:將PVClOOg，季戊四醇2g，混合均勻后。取適量試樣裝入制定規(guī)格的試管中，試樣高50mm，剛果紅試紙的底部距試樣表面25mm，置于200°C的恒溫甘油浴中。
實驗組6:將PVClOOg，^ - 二酮2g，混合均勻后。取適量試樣裝入制定規(guī)格的試管中，試樣高50mm，剛果紅試紙的底部距試樣表面25mm，置于200°C的恒溫甘油浴中。
對照組:取適量空白PVC試樣裝入制定規(guī)格的試管中，試樣高50mm，剛果紅試紙的底部距試樣表面25mm,置于200°C的恒溫甘油浴中。
分別測各實驗組的靜態(tài)熱穩(wěn)定時間。結(jié)果如表一所示，蓖麻油酸鑭對PVC的熱穩(wěn)定性略低于鉛鹽，而高于其他常規(guī)熱穩(wěn)定劑，可以作為PVC熱穩(wěn)定劑。
表I含不同常規(guī)熱穩(wěn)定劑對PVC的熱穩(wěn)定時間對比
權(quán)利要求
1.一種稀土 PVC熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述稀土為蓖麻油酸鑭，化學(xué)分子式為La (ri)3,La表示鑭，ri表示蓖麻油酸根。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種稀土PVC熱穩(wěn)定劑，其特征在于:所述蓖麻油酸鑭的用量為PVC質(zhì)量的2-5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土PVC熱穩(wěn)定劑，其特征在于:所述的蓖麻油酸鑭能與硬脂酸鈣鋅、季戊四醇、0 - 二酮的一種或幾種混合制成復(fù)合PVC熱穩(wěn)定劑。
4.按照權(quán)利3要求所述的一種稀土PVC熱穩(wěn)定劑，其特征在于:所述復(fù)合PVC熱穩(wěn)定的原料組成按重量份計為:蓖麻油酸鑭25 80,硬脂酸|丐20 85,硬脂酸鋅0 50,季戍四醇0 20，& - 二酮0 20。
5.一種制備如權(quán)利I要求所述一種稀土PVC熱穩(wěn)定劑的制備方法,其特征在于,制備過程為:混合蓖麻油酸和可溶性稀土無機鹽乙醇溶液，然后滴加堿的乙醇溶液，過濾，蒸出溶齊U，洗滌干燥的蓖麻油酸鑭。
6.按照權(quán)利要求5所述的一種稀土PVC熱穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于:所述的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀或他們的組合。
7.按照權(quán)利要求5所述的一種稀土PVC熱穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于:所述的可溶性稀土無機鹽是指硝酸鑭或氯化鑭。 ·
全文摘要
本發(fā)明公開了一種PVC稀土熱穩(wěn)定劑的制備方法，所述稀土熱穩(wěn)定劑為蓖麻油酸鑭，化學(xué)分子式為La(ri)3，La表示鑭，ri表示蓖麻油酸根。制備方法為混合蓖麻油酸和可溶性稀土無機鹽乙醇溶液，然后滴加堿的乙醇溶液，過濾，蒸出溶劑，洗滌干燥。本發(fā)明熱穩(wěn)定劑可以使PVC的初期著色性、長期熱穩(wěn)定性有所提高，特別是本發(fā)明的稀土熱穩(wěn)定劑與鈣鋅熱穩(wěn)定劑、季戊四醇、β-二酮等具有良好的協(xié)同作用，復(fù)合使用可提高PVC的熱穩(wěn)定性能、沖擊強度和斷裂伸長率，具有工業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號C08K5/053GK103194005SQ201310109029
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者馬彥青, 張偉, 魏忠, 但建明 申請人:石河子大學(xué)