CN101412820A - 一种用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂。以重量份数计组成为：无机颗粒或层状材料：5～20份；纳米无机有机复合材料：1～20份；有机稳定剂：10～80份；β－二酮类辅助稳定剂：0.5～5份；润滑剂：1～35份。本发明采用无机－有机稳定剂复合搭配，各种热稳定剂协同作用，尤其是采用了纳米碳酸钙或纳米水滑石中的一种或多种通过原位聚合得到的一种聚氯乙烯树脂专用料，作为稳定剂的配方组份。热稳定性能同进口含铅热稳定剂相当，而且完全不含铅镉等有毒重金属，价格具有竞争力。

Description

一种用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂

技术领域

本发明涉及塑料加工的热稳定剂，特别涉及一种用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)塑料由于其性能优异，价格低廉，一直以来在化学建材和工业电子电器行业得到了广泛的应用。由于PVC分子结构对热不稳定，通常在100℃以上就容易发生脱氯化氢的降解反应，温度越高，受热时间越长，降解现象就越严重。提高PVC热稳定性的途径之一是在其加工配方中加入适当的稳定助剂，以防止或减缓PVC在加工过程中热降解。目前，聚氯乙烯常用的热稳定剂主要有铅盐类、金属皂类、有机锡类和钙/锌类稳定剂。随着PVC制品的广泛使用，PVC的环保问题也受到广泛关注。PVC稳定剂对环境造成的最大威胁就是铅、镉等重金属污染，目前世界各国已经充分认识到铅、镉引起的环境问题，特别是食品包装、医疗卫生器械等安全性问题。针对铅、镉类有害物质的在塑料制品中的使用，各国和地区纷纷出台了相应的政策法规。

钙/锌复合稳定剂是国内外医学界普遍认为较为安全的产品，这是因为钙是一种无毒金属，锌是构成生物体不可缺少的一种微量元素。从毒性关系看，危险性最少。美国卫生管理局和日本卫生局认为钙/锌系列稳定剂是一种无毒的化合物添加剂。但是其不足之处锌皂初期耐热性好长期耐热性差，钙皂长期耐热性好而初期耐热性差。同时市场上常见的钙锌稳定剂因为基本全部采用有机成分，用量大，成本高，不具有竞争力。

本发明人在研究中发现纳米无机材料对PVC具有明显的热稳定作用，可作为一类无毒、高效、价廉的PVC无毒热稳定剂组份，开发以无机纳米材料和有机稳定剂复合的PVC热稳定剂，可以代替国外同类产品，满足出口企业对欧盟家电类塑料制品无铅无镉环保指标的要求(ROHS)。同时我国碳酸钙、膨润土、水滑石类矿藏资源丰富，条件比较有利。通过金属皂与一种或几种具有协同效应的主稳定剂或辅助稳定剂的复合，可以得到比现有热稳定剂品种如Ca/Zn、稀土、有机锡等稳定剂有更高性价比和市场竞争力的新产品。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂。

用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂以重量份数计组成为：

无机颗粒或层状材料：5～20份；

纳米无机有机复合材料：1～20份；

有机稳定剂：10～80份；

β-二酮类辅助稳定剂：0.5～5份；

润滑剂：1～35份。

所述的无机颗粒材料为纳米碳酸钙，无机层状材料为纳米层状水滑石、纳米层状蒙脱土或纳米层状膨润土。无机层状材料的尺寸为5～1000纳米。纳米碳酸钙的粒径为10～100纳米，纳米碳酸钙的重量百分比为5～50％。纳米无机有机复合材料为纳米碳酸钙原位聚合聚氯乙烯树脂或纳米水滑石原位聚合聚氯乙烯树脂的一种或多种。有机稳定剂为高级脂肪酸锌和高级脂肪酸钙的复合物。高级脂肪酸锌和高级脂肪酸钙的复合物中的Zn：Ca离子摩尔比为1：2～2：1，高级脂肪酸为硬脂酸、软酯酸、油酸、蓖麻油酸或月桂酸。β-二酮类辅助稳定剂为二苯二甲酰甲烷、硬脂酸苯甲酰甲烷或乙酰苯甲酰甲烷。润滑剂是石蜡、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯。

本发明采用无机—有机稳定剂复合搭配，各种热稳定剂协同作用，热稳定性能比进口含铅热稳定剂相当，而且完全不含铅镉等有毒重金属，价格具有竞争力。用于聚氯乙烯加工的无机有机复合、无毒、高效、价廉的PVC无毒热稳定剂，可以代替国外同类产品，满足出口企业对欧盟家电类塑料制品无铅无镉环保指标的要求(ROHS)。作为稳定剂的配方组份的原位聚合纳米无机有机复合材料(高耐热聚氯乙烯专用树脂)，由于纳米无机材料在原位聚合过程会被崩解或层状驳离，比表面会增加，所以纳米无机材料对聚氯乙烯受热分解过程放出氯化氢的吸收作用也更加突出。由附图可见，衡量配方组份放出氯化氢多少的刚果红试纸开始变色和完全变色时间均随着纳米碳酸钙量的增加而延长，在较高的添加量的条件下(10-50％)，刚果红试纸变色时间可超过10倍以上。

附图说明

附图是米碳酸钙对185℃刚果红开始变色和完全变色时间的影响示意图。

具体实施方式

下面用实例来说明本发明的实现方法，但是本发明并非限于所列实施例，在本技术领域中所作的一般变动都属于本发明权利中所要求的保护范围。各实施例的具体组分和重量份数如表1。

加入5～20重量份的无机颗粒或层状材料、1～20重量份的纳米无机有机复合材料、10～80重量份的有机稳定剂、0.5～5重量份的β-二酮类辅助稳定剂和1～35重量份的份润滑剂，搅拌混合，获得用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂。

表1

采用HAAKE流变仪，对产品进行流变性能测试，从塑化过程可以得出，本发明提供的稳定剂的加工性能在相同添加量时超过国外同类进口产品。经SGS公司检测，符合欧盟环保指令ROHS要求；经过流变试验和多次加工应用证明，可以满足国内出口企业的对欧盟出口需要，同时配方成本大幅度降低，具有很强的市场竞争力。

Claims (9)

1.一种用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂，其特征在于以重量份数计组成为：

无机颗粒或层状材料：5～20份；

纳米无机有机复合材料：1～20份；

有机稳定剂：10～80份；

β-二酮类辅助稳定剂：0.5～5份；

润滑剂：1～35份。

2.根据权利要求1所述的一种用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂，其特征在于所述的无机颗粒材料为纳米碳酸钙，无机层状材料为纳米层状水滑石、纳米层状蒙脱土或纳米层状膨润土。

3.根据权利要求1所述的一种用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂，其特征在于所述的无机层状材料的尺寸为5～1000纳米。

4.根据权利要求2所述的一种用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂，其特征在于所述的纳米碳酸钙的粒径为10～100纳米，纳米碳酸钙的重量百分比为5～50％。

5.根据权利要求1所述的一种用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂，其特征在于所述的纳米无机有机复合材料为纳米碳酸钙或纳米水滑石中的一种或多种通过原位聚合得到的聚氯乙烯树脂。

6.根据权利要求1所述的一种用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂，其特征在于所述的有机稳定剂为高级脂肪酸锌和高级脂肪酸钙的复合物。

7.根据权利要求6所述的一种用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂，其特征在于所述的高级脂肪酸锌和高级脂肪酸钙的复合物中的Zn：Ca离子摩尔比为1：2～2：1，高级脂肪酸为硬脂酸、软酯酸、油酸、蓖麻油酸或月桂酸。

8.根据权利要求1所述的一种用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂，其特征在于所述的β-二酮类辅助稳定剂为二苯二甲酰甲烷、硬脂酸苯甲酰甲烷或乙酰苯甲酰甲烷。

9.根据权利要求1所述的一种用于聚氯乙烯加工的无机有机复合热稳定剂，其特征在于所述的润滑剂是石蜡、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯。

Images