CN101701076A - 一种pvc稳定剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化学领域，尤其涉及一种PVC稳定剂及其制备方法。该稳定剂的原料为脂肪醇或有机酸、有机酸盐、环氧大豆油、微纳米金属、以及海泡石矿或无机非金属矿粉，组成的稳定剂可以是粉状、粒状或片状。本发明的稳定剂是一种高效、低成本、无粉尘污染及无毒或低毒性的新型复合稳定剂，该稳定剂除具有传统稳定剂的稳定作用外，还对树脂加工产品具有增韧增强、阻燃和高耐候性的功效；其制备方法简单易操作，原料易得。具有广泛的应用前景。

Description

一种PVC稳定剂及其制备方法

技术领域

本发明属于化学领域，尤其涉及一种PVC稳定剂及其制备方法。

技术背景

聚氯乙烯(Polyvinylchlorid，PVC)全名为Polyvinylchlorid，主要成份为聚氯乙烯，色泽鲜艳、耐腐蚀、牢固耐用，由于在制造过程中增加了增塑剂、抗老化剂等一些有毒辅助材料来增强其耐热性，韧性，延展性等，故其产品一般不存放食品和药品。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。它的全球使用量在各种合成材料中高居第二，广义地说，凡以改善聚合物热稳定性能为目的而添加的助剂都可称为热稳定剂。理想的热稳定剂应同时具有吸收HCl、消除活性部位、与共轭多烯链加成、破坏碳正离子盐、防止自动氧化等功能，而又不产生对PVC降解有催化作用的产物。实际的热稳定剂因具有不同的功能而表现出不同的热稳定特性，大致可分为初期型、长期型、中间型和全能型四类。

1)镉、锌皂属典型的初期型热稳定剂，能快速吸收HCl，并在Cd、Zn的催化下有效地以羧酸根取代PVC链上的不稳定氯原子，从而有效抑制初期降解和着色，但因其消耗快而转化产物CdCl₂、ZnCl₂，又是PVC脱HCl的高效催化剂，因而会引发PVC恶性降解使物料突然变黑，因此长期热稳定性差。

2)钡、钙皂属典型的长期型热稳定剂，只有吸收HCl的功能，因此不能有效抑制PVC着色，但因转化产物BaCl₂、CaCl₂不具催化活性，不会引起PVC突然变黑，长期热稳定性较好。

3)脂肪酸有机锡属中间型，既能吸收HCl，又能有效地以羧酸根取代PVC链上的不稳定氯原子，并且转化产物不具催化活性。

4)硫醇有机锡则具有全能型特征，能同时以各种机制稳定PVC，转化产物也不具催化活性，因此兼具优异的初期和长期热稳定效果。

通常热稳定剂根据各自的特殊效能配合使用，单独使用的情况极少，而且大部分品种是粉末状，还有一些是毒性很大的化学物质。为了使用方便，防止粉尘中毒，减小毒性物质或代之以无毒性物质，近年国内外研制出许多种复合稳定剂，例如，世界著名的德国熊牌复合稳定剂系列，美国、德国、日本、荷兰等国的有机锡或复合有机锡稳定剂，都在中国占有相当的市场。因此，全力推广应用我国研制的具有高效、低成本、无粉尘污染及无毒或低毒性的新型复合稳定剂，是我国塑料工业发展的迫切需要。

发明内容

本发明的目的是：提供一种高效、低成本、无粉尘污染及无毒或低毒性的新型复合稳定剂及其制备方法，该稳定剂除具有传统稳定剂的稳定作用外，还对树脂加工产品具有增韧增强、阻燃和高耐候性的功效。

本发明的技术方案是：一种PVC稳定剂，其组分及各组分的质量百分比如下：

脂肪醇或有机酸                    3～10％

有机酸盐                          30～50％

环氧大豆油                        2～10％

微纳米金属                        0.1～1％

海泡石矿或无机非金属矿粉          40～60％

其中，所述的脂肪醇是分子量＜8000的一种或几种脂肪醇的混合物；有机酸为C₃₀以下的脂肪酸；有机酸盐为ReCa、ReAl、ReZn、ReMg、ReTi或稀土盐或它们的混合物，其中Re为C₃₀以下的脂肪酸；微纳米金属是粒度为10～400nm的Zn、Al、Cu、Sn或Ti或它们的混合物；海泡石矿或无机非金属矿粉的粒度为300～3000目，所述的无机非金属矿粉为同时含有Si、Mg和Al三种元素的无机矿粉体。

组成的稳定剂可以是粉状、粒状或片状。

上述PVC稳定剂的制备方法步骤如下：

(1)将微纳米金属粉碎至粒度为10～400nm；海泡石矿粉或无机非金属矿粉粉碎至粒度为300～3000目；

(2)将经过步骤(1)处理的微纳米金属和海泡石矿粉或无机非金属矿粉按上述组成配比混合均匀；

(3)按组成配比向步骤(2)的混合物中的加入有机酸盐，混合均匀；

(4)按组成配比向步骤(3)的混合物中的加入脂肪醇或有机酸，以及环氧大豆油；

(5)按照GB/T 2917.1——2002标准检验。

本发明的有益效果是：本发明的稳定剂是一种高效、低成本、无粉尘污染及无毒或低毒性的新型复合稳定剂，该稳定剂除具有传统稳定剂的稳定作用外，还对树脂加工产品具有增韧增强、阻燃和高耐候性的功效；其制备方法简单易操作，原料易得。具有广泛的应用前景。

具体实施方式

实例1

45Kg1250目的海泡石，加25Kg的硬脂酸钙、20Kg的硬脂酸锌、2Kg的硬脂酸稀土、0.2Kg的纳米金属锌、4Kg的环氧大豆油、3.8Kg的多元醇(二乙二醇、三乙二醇、聚二醇，分子量为2000)的三种混合物，形成稳定剂产品100Kg。

按稳定剂∶PVC树脂∶碳酸钙＝3∶12∶5的比例，将15kg上述制备的稳定剂、60kgPVC树脂和25kg碳酸钙常规混合均匀后，在常规PVC型材机上，挤出合格PVC型材，型材的落锤冲击试验和表面光洁度都高于同类产品。表1是加入上述制备的稳定剂与市售的稳定剂的PVC树脂在稳定性方面的实验结果数据，实验温度：180℃，实验标准采用GB/T2917.1-2002。

表1传统稳定剂与新型稳定剂刚果红试验稳定性测试

实例2

60Kg2000目的海泡石，加15Kg的硬脂酸钙、15Kg的硬脂酸锌、3Kg的硬脂酸稀土、0.5Kg的纳米金属锌、3Kg的环氧大豆油、3.5Kg的有机酸(硬脂酸、油酸、棕榈酸)的三种混合物，形成稳定剂产品100Kg。

按稳定剂∶PVC树脂∶碳酸钙＝3∶12∶5的比例，将15kg上述制备的稳定剂、60kgPVC树脂和25kg碳酸钙常规混合均匀后，在常规PVC管材挤出机上挤出PVC管材，各项性能均满足GB/T10002.1-2006《给水用硬质聚氯乙烯(PVC-U)管材》的要求。表2是加入上述制备的稳定剂与市售的稳定剂的PVC树脂在稳定性方面的实验结果数据，实验温度：180℃，实验标准采用GB/T2917.1-2002。

表2传统稳定剂与新型稳定剂刚果红试验稳定性测试

Claims (3)

1.一种PVC稳定剂，其特征在于，其组分及各组分的质量百分比如下：

脂肪醇或有机酸            3～10％

有机酸盐                  30～50％

环氧大豆油                2～10％

微纳米金属                0.1～1％

海泡石矿或无机非金属矿粉  40～60％

其中，所述的脂肪醇是分子量＜8000的一种或几种脂肪醇的混合物；有机酸为C₃₀以下的脂肪酸；有机酸盐为ReCa、ReAl、ReZn、ReMg、ReTi或稀土盐或它们的混合物，其中Re为C₃₀以下的脂肪酸；微纳米金属是粒度为10～400nm的Zn、Al、Cu、Sn或Ti或它们的混合物；海泡石矿或无机非金属矿粉的粒度为300～3000目，所述的无机非金属矿粉为同时含有Si、Mg和Al三种元素的无机矿粉体。

2.制备权利要求1所述的一种PVC稳定剂的方法，其特征在于，步骤如下：

(1)将微纳米金属粉碎至粒度为10～400nm，海泡石矿粉或无机非金属矿粉粉碎至粒度为300～3000目；

(2)将经过步骤(1)处理的微纳米金属和海泡石矿粉或无机非金属矿粉按上述组成配比混合均匀；

(3)按组成配比向步骤(2)的混合物中的加入有机酸盐，混合均匀；

(4)按组成配比向步骤(3)的混合物中的加入脂肪醇或有机酸，以及环氧大豆油；

(5)按照GB/T 2917.1——2002标准检验。

3.根据权利要求1或2所述的一种PVC稳定剂，其特征在于，该稳定剂是粉状、粒状或片状。