CN101838428A - 聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂及其制造方法，采用表面活性剂干法改性碳酸镁铝水滑石，其分子通式是[Mg6Al2(OH)16CO3]·4H2O，它提高了镁铝水滑石在PVC中分散性。将改性镁铝水滑石与酯基锡(其分子通式是RXSn[S-R1-COOR])、有机酯、石蜡复合，调控对PVC热稳定性和润滑性的平衡，能满足硬PVC制品加工要求，符合EN71、ROHs环保指令要求。

Description

聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂及其制造方法
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯(PVC)硬制品加工用热稳定剂，特别涉及一种聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡稳定剂及其制造方法，属于聚氯乙烯制品加工领域。
背景技术
PVC树脂的加工温度与其热分解温度比较接近，受热熔融时，容易产生脱氯化氢自催化降解反应。传统的作法是加入含铅、钡、镉重金属单盐、羧酸盐和有机锡热稳定剂，提高PVC的热分解温度，满足PVC的成型加工要求。含铅、钡、镉重金属盐稳定剂因污染环境和影响人体健康，现被禁止使用。有机锡的热稳定性好，由于呈液态，润滑性极差，非单包化，需配料操作；且部分有毒、有异味、易污染。目前，国外有US 6225387、US 7169835采用碳酸镁铝水滑石与有机锡、硬脂酸钙、硬脂酸锌等复配制备无毒钙锌热稳定剂的专利报道。将液态酯基有机锡与干法改性镁铝水滑石、有机酯、石蜡混合制备固体环保无毒固体有机锡，满足PVC硬制品无毒和不同加工工艺要求(挤出、注塑、线缆包覆及压延)还未见报道。
发明内容
为了克服现有热稳定剂含铅、钡、镉有毒重金属，钙、锌皂长期热稳定性不足，液态有机锡热稳定剂非单包化等问题，本发明提供了一种聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂及其制造方法，该热稳定剂无毒、无铅、钡、镉重金属，达到EN71、ROHs系列环保指令要求，满足硬PVC制品挤出和注塑加工工艺的要求。
本发明的技术方案是：一种聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂，其特征在于：稳定剂体系中组成包括：a)表面活性剂干法改性碳酸镁铝水滑石10-50wt.％，改性碳酸镁铝水滑石的分子通式是[Mg6Al2(OH)16CO3]·4H2O；b)酯基锡6-40wt.％，其分子通式是RXSn[S-R1-COOR]；C)有机酯和石蜡20-65wt.％。
如上所述的聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂，其特征在于：稳定剂体系中表面活性剂是醇解度50-99％的聚乙烯醇、分子量为200-20000的聚乙二醇、聚氧乙烯或聚氧丙烯脂肪醚、羧基或羟基纤维素、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、酸式磷酸酯偶联剂。
如上所述的聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂，其特征在于：酯基锡是巯基酯基锡、芳香酸巯基酯基锡。
如上所述的聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂，其特征在于：有机酯是含12-40个碳原子脂肪酸酯。
一种聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂制造方法，其特征在于：采用表面活性剂0.01-6.0wt.％干法改性碳酸铝镁水滑石，然后将10-50wt.％改性碳酸镁铝水滑石与6-40wt.％酯基锡、20-65wt.％的有机酯与石蜡复合，调控对聚氯乙烯热稳定性和润滑性的平衡，得到环保无毒固体有机锡热稳定剂。
如上所述的聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂制造方法，其特征在于：稳定剂体系中表面活性剂是醇解度50-99％的聚乙烯醇、分子量为200-20000的聚乙二醇、聚氧乙烯或聚氧丙烯脂肪醚、羧基或羟基纤维素、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、酸式磷酸酯偶联剂。
如上所述的聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂制造方法，其特征在于：酯基锡是巯基酯基锡、芳香酸巯基酯基锡。
如上所述的聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂制造方法，其特征在于：有机酯是含12-40个碳原子脂肪酸酯。
本发明的有益效果是：本发明克服现有PVC热稳定剂含铅、钡、镉有毒重金属与液态有机锡热稳定剂非单包化的问题，采用表面活性剂干法改性碳酸镁铝水滑石，其分子通式为[Mg6Al2(OH)16CO3]·4H2O，使镁铝水滑石由亲水性转变为亲油性，提高其在PVC树脂中的分散性。借助混合器，将改性的碳酸镁铝水滑石与酯基锡(其分子通式是RXSn[S-R1-COOR])、有机酯、石蜡混合均匀，混合温度控制在50-95℃，在三辊压片机上制成片状颗粒，得到一种用于PVC的环保无毒固体有机锡热稳定剂，满足硬PVC制品加工要求和EN71、ROHs系列环保指令的卫生要求。
本发明热稳定剂呈白色片状，用量3.0-6.0phr，能保证PVC挤出管材、型材和PVC注塑制品加工中热稳定和润滑的平衡，完全替代含铅、钡、镉重金属热稳定剂，稳定剂及使用产品的卫生性能符合EN71、ROHs系列环保指令要求。
附图说明
图1为本发明实施例干法改性镁铝水滑石制备工艺流程图。
图2为本发明实施例聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂制备工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
本发明实施例聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂，其组成包括：a)采用表面活性剂0.01-6.0wt.％干法改性镁铝水滑石10-50wt.％，是辅助热稳定剂，其分子通式是[Mg6Al2(OH)16CO3]·4H2O；b)酯基锡6-40wt.％，是主热稳定剂，其分子通式是RXSn[S-R1-COOR]；C)有机酯和石蜡20-65wt.％，是润滑剂，有机酯是含12-40个碳原子脂肪酸酯。
本发明实施例聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂制造方法如下：采用表面活性剂干法改性碳酸铝镁水滑石；然后将改性镁铝水滑石与酯基锡、有机酯、石蜡复合，调控对聚氯乙烯热稳定性和润滑性的平衡，得到环保无毒固体有机锡热稳定剂。
上述表面活性剂是醇解度50-99％的聚乙烯醇、分子量为200-20000的聚乙二醇、聚氧乙烯或聚氧丙烯脂肪醚、羧基或羟基纤维素、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、酸式磷酸酯偶联剂。
如图1所示，本发明实施例改性碳酸镁铝水滑石工艺如下：
在200-500升混合器中投入碳酸镁铝水滑石，在加入表面活性剂0.05～6.0w.t％(例如醇解度50-99％的聚乙烯醇、分子量为200-20000的聚乙二醇、聚氧乙烯或聚氧丙烯脂肪醚、羧基或羟基纤维素、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、酸式磷酸酯偶联剂)，混合到温度65～110℃，在带有冷却水夹套的低速混合器中冷却到40～60℃，排料，得到改性碳酸镁铝水滑石。
如图2所示，本发明实施例环保无毒固体有机锡热稳定剂制备工艺如下：
称量表面活性剂改性镁铝水滑石10-50wt.％，酯基锡6-40wt.％，有机酯和石蜡共20-65wt.％，采用混合器混合均匀，混合温度达到50～105℃，采用双辊开炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机混炼，得到片状或颗粒状产品。
环保无毒固体有机锡热稳定剂配方实例：
实例1：表面活性剂改性镁铝水滑石22wt.％，酯基锡21wt.％，有机酯和石蜡57wt.％。
实例2：表面活性剂改性镁铝水滑石25wt.％，酯基锡29wt.％，有机酯和石蜡46wt.％。
实例3：表面活性剂改性镁铝水滑石28wt.％，酯基锡31wt.％，有机酯和石蜡41wt.％。
实例4：表面活性剂改性镁铝水滑石31wt.％，酯基锡25wt.％，有机酯和石蜡44wt.％。
硬PVC挤出制品和注塑制品配方实例：
应用实施例1：硬PVC管材：PVC 100份，环保无毒固体有机锡热稳定剂3.0-5.0份，丙烯酸酯类1.0-2.0份(ACR加工助剂)，碳酸钙3-10份，钛白粉1-3份(着色剂)。
应用实施例2：硬PVC型材：PVC 100份，环保无毒固体有机锡热稳定剂3.0-5.0份，氯化聚乙烯、丙烯酸酯类6-8份(抗冲击改性剂)，丙烯酸酯类1.0-2.0份(ACR加工助剂)，碳酸钙3-10份，钛白粉1-3份(着色剂)。
应用实施例3：硬PVC注塑制品：PVC 100份，环保无毒固体有机锡热稳定剂3.0-5.0份，丙烯酸酯类1.0-2.0份(ACR加工助剂)，氯化聚乙烯、丙烯酸酯类1-3份(抗冲击改性剂)，碳酸钙3-10份，钛白粉1-3份(着色剂)。

Claims (8)

1.聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂，其特征在于：稳定剂体系中组成包括：a)表面活性剂改性镁铝水滑石10-50wt.％，改性镁铝水滑石的分子通式是[Mg6Al2(OH)16CO3]·4H2O；b)酯基锡6-40wt.％，其分子通式是RXSn[S-R1-COOR]；C)有机酯和石蜡20-65wt.％。
2.根据权利要求1所述的聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂，其特征在于：稳定剂体系中表面活性剂是醇解度50-99％的聚乙烯醇、分子量为200-20000的聚乙二醇、聚氧乙烯或聚氧丙烯脂肪醚、羧基或羟基纤维素、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、酸式磷酸酯偶联剂。
3.根据权利要求1所述的聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂，其特征在于：酯基锡是巯基酯基锡、芳香酸巯基酯基锡。
4.根据权利要求1所述的聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂，其特征在于：有机酯是含12-40个碳原子脂肪酸酯。
5.聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂制造方法，其特征在于：采用表面活性剂0.01-6.0wt.％改性碳酸铝镁水滑石，然后将10-50wt.％改性碳酸镁铝水滑石与6-40wt.％酯基锡、20-65wt.％的有机酯与石蜡复合，调控对聚氯乙烯热稳定性和润滑性的平衡，得到环保无毒固体有机锡热稳定剂。
6.根据权利要求5所述的聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂制造方法，其特征在于：稳定剂体系中表面活性剂是醇解度50-99％的聚乙烯醇、分子量为200-20000的聚乙二醇、聚氧乙烯或聚氧丙烯脂肪醚、羧基或羟基纤维素、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、酸式磷酸酯偶联剂。
7.根据权利要求5所述的聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂制造方法，其特征在于：酯基锡是巯基酯基锡、芳香酸巯基酯基锡。
8.根据权利要求5所述的聚氯乙烯用环保无毒固体有机锡热稳定剂制造方法，其特征在于：有机酯是含12-40个碳原子脂肪酸酯。
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