CN101967253A - 一种环保型pvc钙锌复合稳定剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及PVC稳定剂，特别是一种环保型PVC钙锌复合稳定剂。该稳定剂按重量百分比，配方中的脂肪酸锌15-25%，脂肪酸钙20-30%，β-二酮6-15%，水滑石35-50%，双酚A8-15%。本发明的效果在于利用脂肪酸钙锌的协效稳定作用，辅以辅助热稳定剂，加强吸收HCL及鳌合ZnCL2,增加氢自由基供给，全方位立体保护PVC老化，致使产品综合防热稳定效果远超普通单体钙锌效果。全体系中无铅镉等重金属，完全不含欧盟最新REACH指令中SVHC的物质，符合当今世界新发展潮流，是一种应用前景广阔的材料。
Description
技术领域
本发明涉及PVC稳定剂，特别是一种环保型PVC钙锌复合稳定剂。
背景技术
目前PVC行业中所使用的大量稳定剂，都是含铅、含镉的热稳定剂，其价格低廉，性能优越，是以前PVC加工中不可或缺的助剂，但其废弃物因含铅含镉会对我们生存的环境造成重大污染、进而威胁到人们的健康。但是如何在PVC制造过程中做到产品脱铅脱镉，而又不丢失原铅，镉稳定剂的优越性能，是摆在每个PVC加工业者面前的难题。美国NCI在80年代就提出DOP有致癌的嫌疑，引出“环境激素”风波，而后又得到欧盟的认可，进而对其进口的儿童玩具加以限制。如何用新的技术新的工艺来应对这些贸易技术壁垒，也正是我们要面临的挑战。
在国外欧美等发达工业国家，钙锌稳定剂已经成为PVC稳定剂的主体产品，而在我国，由于起步较晚，工艺技术与国外还有一定的差距，目前在PVC中得以大量应用的还是以铅盐为主，而单一的钙锌存在后期稳定性严重不足的特点，普通的脂肪酸锌前期较好，但是后期色由于生成ZnCL2而致使PVC分解加速，导致PVC快速变黑，即所谓的“锌烧”，而普通的脂肪酸钙则后期色较好，前期色较差，将二者复合，则可以发生置换反应，即ZnCL2可以较多地被脂肪酸钙置换出来，从而又生成脂肪酸锌，所以以此为主体的稳定剂基本可满足生产需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型PVC钙锌复合稳定剂，用于改善普通钙锌稳定剂后期不足的缺陷，通过适当调整锌钙比例，以达到合适的前中后期稳定性，使产品性能完全符合UL62之105℃标准要求。
本发明的目的是通过如下途径实现的：一种环保型PVC钙锌复合稳定剂，该稳定剂按重量百分比，配方中的脂肪酸锌15-25％，脂肪酸钙20-30％，β-二酮6-15％，水滑石35-50％，双酚A8-15％。
更进一步的，该稳定剂按重量百分比，配方中的脂肪酸锌16.5％，脂肪酸钙25％，β-二酮8％，水滑石41.5％，双酚A8％。
更进一步的，所述的脂肪酸钙，脂肪酸锌碳数为C14-C18的脂肪酸根钙盐和锌盐。
更进一步的，所述的脂肪酸钙锌为直接法生产的脂肪酸钙锌。
更进一步的，所述的水滑石为纳米级产品。
更进一步的，所述的β-二酮，主要是指硬脂酰苯甲酰甲烷(SBM)，二苯甲酰甲烷(DBM)。
本发明一种环保型PVC钙锌复合稳定剂，其配方中引入辅助稳定剂如β-二酮，则可以显著减少锌烧提前发生，这是由于β-二酮和ZnCL2可以发生鳌合反应，使其活性明显降低，而水滑石则可以大量的吸收PVC分解放出的HCL，从而使体系的酸度明显降低，即减小了ZnCL2生成的机会，从而提高的PVC老化的中后期老化效果；PVC的热老化反应是链式反应机理，过程中热氧自由基会夺取氢自由基，而双酚A是作为一种主抗氧剂加入的，由于其结构的π电子效应，致使其可提供氢自由基，从而保证了PVC主体的稳定性。
本发明的效果在于：
1.利用脂肪酸钙锌的协效稳定作用，辅以辅助热稳定剂，加强吸收HCL及鳌合ZnCL2，增加氢自由基供给，全方位立体保护PVC老化，致使产品综合防热稳定效果远超普通单体钙锌效果。
2.全体系中无铅镉等重金属，完全不含欧盟最新REACH指令中SVHC的物质，符合当今世界新发展潮流，是一种应用前景广阔的材料。
具体实施方式
实施例一：称取硬脂酸锌20kg，硬脂酸钙30kg，硬脂酰苯甲酰甲烷10kg，水滑石50kg，双酚A10kg，投入到混合机中，捏合均匀，得到PVC环保稳定剂S1。
实施例二：称取硬脂酸锌20kg，硬脂酸钙30kg，二苯甲酰甲烷10kg，水滑石50kg，双酚A10kg，投入到混合机中，捏合均匀，得到PVC环保稳定剂S2。
上述稳定剂配方应用及测试结果如下表：
配方实际应用表：
| 用量(质量份) | 备注 | |
| 聚氯乙烯(PVC SG3) | 100 | |
| 轻质活钙(CCR) | 50 | 纳米级 |
| 环氧大豆油(ESBO) | 4 | |
| 偏苯三酸三辛酯(TOTM) | 45 | |
| 稳定剂(S1/S2) | 5 | |
| 三氧化二锑(Sb2O3) | 3 | |
| PE蜡 | 0.3 |
测试结果表：
满足一种环保型PVC钙锌复合稳定剂配方(符合UL62之105℃要求)的组份，主要包括以下4种组份：
1.主体金属皂15-30％，实施例中硬脂酸锌，硬脂酸钙为两种典型的高级脂肪酸金属皂，对脂肪酸钙锌质量要求如下：
| 脂肪酸钙 | 脂肪酸锌 | |
| 碳数 | C14-C18 | C14-C18 |
| 生产方法 | 直接法(干法) | 直接法(干法) |
| 纯度 | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 游离酸含量 | ≤0.5％ | ≤0.5％ |
| 加热减量 | ≤2％ | ≤2％ |
| 细度(200目) | ≥99.5％ | ≥99.5％ |
2.辅助稳定剂水滑石：35-50％，对水滑石质量要求如下：
| 序号 | 项目 | 要求值 |
| 1 | 白度 | ≥90％ |
| 2 | 平均粒径 | 15μm |
| 3 | 比表面积 | 5-20m2/g |
| 4 | 比重 | 1.46g/cm3 |
| 5 | PH值(10％悬浮液) | 7-9 |
| 6 | 氧化镁 | 32-40％ |
| 7 | 氧化铝 | 14-18％ |
| 8 | 含水率 | ≤1.0％ |
| 9 | 吸油值 | 0.31ml/g |
| 10 | 附着水 | ＜5％ |
| 11 | 灼烧减量 | 36-44％ |
3.辅助稳定剂β-二酮：6-15％，实施例中硬脂酰苯甲酰甲烷，二苯甲酰甲烷为两种典型的β-二酮，对β-二酮质量要求如下：
| 硬脂酰苯甲酰甲烷(SBM) | 二苯甲酰甲烷(DBM) | |
| 分子量 | 386g/mol | 224.5g/mol |
| 纯度 | ≥97％ | 98％ |
| 熔点 | ≥53℃ | 76-80℃ |
| 干燥损失(120℃，1hr) | ≤0.2％ | ≤0.5％ |
| 灰份(硫酸盐) | ≤0.2％ | ≤0.1％ |
4.辅助热稳定剂双酚A：8-15％，对双酚A质量要求如下：
| 序号 | 项目 | 要求值 |
| 1 | 分子量 | 228 |
| 2 | 密度 | 1.195g/cm3 |
| 3 | 熔点 | 155-158℃ |
| 4 | 闪点 | 79.4℃ |
以上比例为质量百份比。
Claims (6)
1.一种环保型PVC钙锌复合稳定剂，其特征在于：该稳定剂按重量百分比，配方中的脂肪酸锌15-25%，脂肪酸钙20-30%，β-二酮6-15%，水滑石35-50%，双酚A8-15%。
2.如权利要求1所述的一种环保型PVC钙锌复合稳定剂，其特征在于：该稳定剂按重量百分比，配方中的脂肪酸锌16.5%，脂肪酸钙25%，β-二酮8%，水滑石41.5%，双酚A8%。
3.如权利要求1或2所述的一种环保型PVC钙锌复合稳定剂，其特征在于：所述的脂肪酸钙，脂肪酸锌碳数为C14-C18的脂肪酸根钙盐和锌盐。
4.如权利要求1或2所述的一种环保型PVC钙锌复合稳定剂，其特征在于：所述的脂肪酸钙锌为直接法生产的脂肪酸钙锌。
5.如权利要求1或2所述的一种环保型PVC钙锌复合稳定剂，其特征在于：所述的水滑石为纳米级产品。
6.如权利要求1或2所述的一种环保型PVC钙锌复合稳定剂，其特征在于：所述的β-二酮为硬脂酰苯甲酰甲烷或二苯甲酰甲烷。
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