CN102321312B - 一种pvc管材用环保钙锌稳定剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化学稳定剂技术领域，具体涉及一种PVC管材用环保钙锌稳定剂及其制备方法。一种PVC管材用环保钙锌稳定剂，它是由以下质量百分比的原料组成：10-30%钙盐主稳定剂、10-30%锌盐主稳定剂、30-50%水滑石、10-20%润滑剂、5-15%杂环化合物、1-5%抗氧剂、1-5%紫外线吸收剂、1-5%辅助稳定剂。该PVC管材用环保钙锌稳定剂的制备方法如下：将原料分三段投入高速搅拌机，在55-56℃条件下共搅拌30min，搅拌器转速为1000-1500r/min。本法制备的PVC管材用环保钙锌稳定剂耐候性能好，毒性小。
Description
技术领域
本发明涉及化学稳定剂技术领域，具体涉及一种PVC管材用环保钙锌稳定剂及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯（PVC）、稳定剂、加工改性剂及无机材料等合理混配，能够生产出各种不同用途的聚氯乙烯塑料制品。PVC管材制备中的主要成分包括聚氯乙烯和稳定剂，其中，稳定剂的性能对PVC管材的稳定性影响较大。
PVC行业中公知的热稳定剂主要有铅盐类、金属皂类、有机锡类、稀土类和Ca/Zn类等稳定剂，但应用最多的热稳定剂是铅盐类和金属皂类。铅盐类稳定剂价格低廉，热稳定效果好，但其毒性大，严重危害人体健康并污染环境。有机锡类稳定剂热稳定性良好，毒性较小，它广泛应用于高透明度聚氯乙烯板材、片材、食品、医药包装中，但其价格昂贵，而且有些产品在毒性上要控制完全无毒环保，因而其应用也受到限制。
随着社会对环保意识的提高，以及对热稳定剂综合性能要求的提高，热稳定剂的生产和消费向无毒、无污染、高透明度、耐热性良好和高效的方向发展。而无毒钙锌复合Ca/Zn热稳定剂是世界公认的无毒、环保型热稳定剂，且具有价格低廉、润滑性良好等优点，具有极广阔的发展空间。
目前国内外研究机构都开始投入大量经费对钙锌复合热稳定剂展开研究。钙锌稳定剂广泛应用于PVC行业中，PVC管材用的稳定剂也在使用钙锌稳定剂。但是，目前市场上用的PVC管材稳定剂耐候性较差，容易变色。因此，有必要开发一种具有良好耐候性的钙锌稳定剂用于PVC管材。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种PVC管材用环保钙锌稳定剂及其制备方法，本发明所提供的钙锌稳定剂耐候性能好，不易变色。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种PVC管材用环保钙锌稳定剂，它是由以下质量百分比的原料组成：
钙盐主稳定剂 10-30%
锌盐主稳定剂 10-30%
水滑石 30-50%
润滑剂 10-20%
杂环化合物 5-15%
抗氧剂 1-5%
辅助稳定剂 1-5%
紫外线吸收剂 1-5%，
其中，所述的钙盐主稳定剂为任意比例混合的脂肪酸类钙盐主稳定剂和苯环类钙盐主稳定剂，所述脂肪酸类钙盐主稳定剂为硬脂酸钙、棕榈酸钙、油酸钙、月桂酸钙、十七碳脂肪酸钙或十五碳脂肪酸钙的任意一种，所述苯环类钙盐主稳定剂为苯甲酸钙或十二烷基苯磺酸钙的任意一种；
其中，所述的锌盐主稳定剂为任意比例混合的脂肪酸类锌盐主稳定剂和苯环类锌盐主稳定剂，所述脂肪酸类锌盐主稳定剂为硬脂酸锌、棕榈酸锌、油酸锌、月桂酸锌、十七碳脂肪酸锌或十五碳脂肪酸锌的任意一种，所述苯环类锌盐主稳定剂为苯甲酸锌或十二烷基苯磺酸锌的任意一种；
其中，所述的水滑石为任意比例混合的镁铝二元水滑石和锌镁铝三元水滑石，所述镁铝二元水滑石中MgO/AL2O3的摩尔比为(4-4.5):1，所述锌镁铝三元水滑石中ZnO/MgO/AL2O3的摩尔比为1:(0.5-2):(0.5-1)；
其中，所述的润滑剂为硬脂酸丁酯、单硬脂酸丁酯、单硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯、液体白腊、固体白腊、聚乙烯蜡、石蜡、E蜡、EG蜡、硬脂肪酸和季戊四醇中的一种或一种以上按任意比例混合的混合物；
其中，所述的杂环化合物为乙氧基喹啉、8-羟基喹啉、 喹啉、异喹啉、吡啶、2，4，6-三甲基吡啶、2，3，5-三甲基吡啶、2-乙基-3，5-二甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、4-羟基吡啶、2-氯-5-甲基吡啶、2-氨基-4-氯吡啶、呋喃、3-甲基-5-硝基呋喃、2,3-二氢苯并呋喃、二苯并呋喃、2-甲基呋喃、2,5-二甲基呋喃和四氢呋喃中任意两种混合的混合物；
其中，所述抗氧剂为β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯和四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯中的一种或一种以上按任意比例混合的混合物；
其中，所述辅助稳定剂为二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、脱氢醋酸、乙酰乙酸乙酯、1,2-环已二酮、2,3-戊二酮、2,5-己二酮和乙酰丙酮中两种或两种以上按任意比例混合的混合物；
其中，所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UV-327、紫外线吸收剂UV-P和紫外线吸收剂UV-320中的一种或一种以上按任意比例混合的混合物。
优选的，一种PVC管材用环保钙锌稳定剂，它是由以下质量百分比的原料组成：
钙盐主稳定剂 10-25%
锌盐主稳定剂 10-25%
水滑石 35-45%
润滑剂 10-20%
杂环化合物 5-13%
抗氧剂 1-5%
辅助稳定剂 1-4%
紫外线吸收剂 1-5%。
优选的，一种PVC管材用环保钙锌稳定剂，它是由以下质量百分比的原料组成：
钙盐主稳定剂 10-20%
锌盐主稳定剂 10-25%
水滑石 35-40%
润滑剂 10-20%
杂环化合物 5-10%
抗氧剂 1-5%
辅助稳定剂 1-3%
紫外线吸收剂 1-5%。
更为优选的，一种PVC管材用环保钙锌稳定剂，它是由以下质量百分比的原料组成：
钙盐主稳定剂 10%
锌盐主稳定剂 12%
水滑石 40%
润滑剂 20%
杂环化合物 8%
抗氧剂 5%
辅助稳定剂 3%
紫外线吸收剂 2%。
上述一种PVC管材用环保钙锌稳定剂的制备方法，它包括以下步骤：
a、将上述配方量的水滑石先加入高速搅拌机中，在55-65℃条件下搅拌5 min-10 min；
b、然后继续加入上述配方量的钙盐主稳定剂、锌盐主稳定剂、润滑剂和杂环化合物，在55-65℃条件下搅拌10 min-20 min；
c、最后加入上述配方量的抗氧剂、辅助稳定剂和紫外线吸收剂，在55-65℃条件下搅拌10 min-20 min，冷却后得到PVC管材用环保钙锌稳定剂。
上述技术方案中，步骤a和步骤b的温度分别控制在58-62℃。
上述技术方案中，步骤a和步骤b的温度分别控制在60℃。
上述技术方案中，步骤a和步骤b高速搅拌机的转速分别为1000-1500 r/min。
上述技术方案中，步骤a和步骤b高速搅拌机的转速分别为1250 r/min。
本发明与现有技术相比较，有益效果在于：1）本发明提供的一种PVC管材用环保钙锌稳定剂由于采用了杂环化合物作为添加剂，因而耐候性能好，所提供的钙锌稳定剂在紫外灯光照射50h后，色差变化为0-0.5%。
2）本发明的制备方法简单。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1。
先取20Kg镁铝二元水滑石（镁铝二元水滑石中MgO/AL2O3的摩尔比为4.0:1）和20Kg锌镁铝三元水滑石（锌镁铝三元水滑石中ZnO/MgO/AL2O3的摩尔比为2:4:2）加入高速搅拌机中，高速搅拌机的转速为1000 r/min，在55℃下搅拌5 min；然后加入5Kg硬脂酸钙、10Kg苯甲酸钙、5Kg硬脂酸锌、10Kg苯甲酸锌、10Kg硬脂酸丁酯、5Kg乙氧基喹啉和5Kg 2，4，6-三甲基吡啶，在转速为1000 r/min和温度为55℃的条件下搅拌10 min；最后加入5Kg的β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、2Kg二苯甲酰甲烷、1Kg乙酰乙酸乙酯和2Kg紫外线吸收剂UV-9，其中高速搅拌机的转速为1000 r/min，在55℃下搅拌15 min，冷却后得到PVC管材用环保钙锌稳定剂。
实施例2。
先取10Kg镁铝二元水滑石（镁铝二元水滑石中MgO/AL2O3的摩尔比为4.5:1）和20Kg锌镁铝三元水滑石（锌镁铝三元水滑石中ZnO/MgO/AL2O3的摩尔比为4:2:2）加入高速搅拌机中，高速搅拌机的转速为1250 r/min，在60℃下搅拌10 min；然后继续加入15Kg苯甲酸钙、5Kg十五碳脂肪酸钙、5Kg月桂酸锌、10Kg苯甲酸锌、5Kg单硬脂酸丁酯、10Kg液体白腊和2Kg 3-甲基吡啶和3Kg 2,3-二氢苯并呋喃，在转速为1250 r/min和温度为60℃的条件下搅拌10 min；最后加入5Kg的三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯、2Kg硬脂酰苯甲酰甲烷、3Kg脱氢醋酸和5Kg紫外线吸收剂UV-327，其中高速搅拌机的转速为1250 r/min，在60℃下搅拌10 min，冷却后得到PVC管材用环保钙锌稳定剂。
实施例3。
先取10Kg镁铝二元水滑石（镁铝二元水滑石中MgO/AL2O3的摩尔比为4.2:1）和20Kg锌镁铝三元水滑石（锌镁铝三元水滑石中ZnO/MgO/AL2O3的摩尔比为3:3:2）加入高速搅拌机中，高速搅拌机的转速为1500 r/min，在65℃下搅拌5 min；然后继续加入5Kg十七碳脂肪酸钙、10Kg十二烷基苯磺酸钙、5Kg十二烷基苯磺酸锌、15Kg硬脂酸锌、5Kg单硬脂酸甘油酯、5Kg石腊和10Kg 8-羟基喹啉和5Kg 2,5-二甲基呋喃，在转速为1500 r/min和温度为65℃的条件下搅拌5 min；最后加入3Kg的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯、1Kg乙酰丙酮、1Kg2,3-戊二酮、2Kg紫外线吸收剂UV-P和3Kg紫外线吸收剂UV-320，其中高速搅拌机的转速为1500 r/min，在65℃下搅拌20 min，冷却后得到PVC管材用环保钙锌稳定剂。
实施例4。
先取10Kg镁铝二元水滑石（镁铝二元水滑石中MgO/AL2O3的摩尔比为4.4:1）和20Kg锌镁铝三元水滑石（锌镁铝三元水滑石中ZnO/MgO/AL2O3的摩尔比为2:2:1）加入高速搅拌机中，高速搅拌机的转速为1100 r/min，在62℃下搅拌5 min；然后继续加入10Kg十五碳脂肪酸钙、5Kg十二烷基苯磺酸钙、10Kg苯甲酸锌、5Kg油酸锌、8Kg季戊四醇硬脂酸酯、5Kg固体白腊、5Kg硬脂肪酸和5Kg喹啉和3Kg 4-羟基吡啶，在转速为1100 r/min和温度为62℃的条件下搅拌15 min；最后加入5Kg的β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、2Kg2,5-己二酮、2Kg二苯甲酰甲烷、2Kg紫外线吸收剂UV-531和3Kg紫外线吸收剂UV-327，其中高速搅拌机的转速为1100 r/min，在62℃下搅拌10 min，冷却后得到PVC管材用环保钙锌稳定剂。
实施例1-4的性能测试结果如下表1：
表1 实施例1-4的性能测试结果表。
表1中紫外光灯的型号为UVA-340型，紫外光灯管数为2，每个紫外光灯管为40w。
由表1可见，本实施例1-4中的PVC管材用环保钙锌稳定剂的耐候性能好。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种PVC管材用环保钙锌稳定剂，其特征在于：它是由以下质量百分比的原料组成：
钙盐主稳定剂 10-30%
锌盐主稳定剂 10-30%
水滑石 30-50%
润滑剂 10-20%
杂环化合物 5-15%
抗氧剂 1-5%
辅助稳定剂 1-5%
紫外线吸收剂 1-5%，
其中，所述的钙盐主稳定剂为任意比例混合的脂肪酸类钙盐主稳定剂和苯环类钙盐主稳定剂，所述脂肪酸类钙盐主稳定剂为硬脂酸钙、棕榈酸钙、油酸钙、月桂酸钙、十七碳脂肪酸钙或十五碳脂肪酸钙的任意一种，所述苯环类钙盐主稳定剂为苯甲酸钙或十二烷基苯磺酸钙的任意一种；
其中，所述的锌盐主稳定剂为任意比例混合的脂肪酸类锌盐主稳定剂和苯环类锌盐主稳定剂，所述脂肪酸类锌盐主稳定剂为硬脂酸锌、棕榈酸锌、油酸锌、月桂酸锌、十七碳脂肪酸锌或十五碳脂肪酸锌的任意一种，所述苯环类锌盐主稳定剂为苯甲酸锌或十二烷基苯磺酸锌的任意一种；
其中，所述的水滑石为任意比例混合的镁铝二元水滑石和锌镁铝三元水滑石，所述镁铝二元水滑石中MgO/AL2O3的摩尔比为(4-4.5):1，所述锌镁铝三元水滑石中ZnO/MgO/AL2O3的摩尔比为1:(0.5-2):(0.5-1)；
其中，所述的润滑剂为硬脂酸丁酯、单硬脂酸丁酯、单硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯、聚乙烯蜡、石蜡、E蜡、EG蜡、硬脂肪酸和季戊四醇中的一种或一种以上按任意比例混合的混合物；
其中，所述的杂环化合物为乙氧基喹啉、8-羟基喹啉、 喹啉、异喹啉、吡啶、2，4，6-三甲基吡啶、2，3，5-三甲基吡啶、2-乙基-3，5-二甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、4-羟基吡啶、2-氯-5-甲基吡啶、2-氨基-4-氯吡啶、呋喃、3-甲基-5-硝基呋喃、2,3-二氢苯并呋喃、二苯并呋喃、2-甲基呋喃、2,5-二甲基呋喃和四氢呋喃中任意两种混合的混合物；
其中，所述抗氧剂为β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯和四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯中的一种或一种以上按任意比例混合的混合物；
其中，所述辅助稳定剂为二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、脱氢醋酸、乙酰乙酸乙酯、1,2-环已二酮、2,3-戊二酮、2,5-己二酮和乙酰丙酮中两种或两种以上按任意比例混合的混合物；
其中，所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UV-327、紫外线吸收剂UV-P和紫外线吸收剂UV-320中的一种或一种以上按任意比例混合的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种PVC管材用环保钙锌稳定剂，其特征在于：它是由以下质量百分比的原料组成：
钙盐主稳定剂 10-25%
锌盐主稳定剂 10-25%
水滑石 35-45%
润滑剂 10-20%
杂环化合物 5-13%
抗氧剂 1-5%
辅助稳定剂 1-4%
紫外线吸收剂 1-5%。
3.根据权利要求2所述的一种PVC管材用环保钙锌稳定剂，其特征在于：它是由以下质量百分比的原料组成：
钙盐主稳定剂 10-20%
锌盐主稳定剂 10-25%
水滑石 35-40%
润滑剂 10-20%
杂环化合物 5-10%
抗氧剂 1-5%
辅助稳定剂 1-3%
紫外线吸收剂 1-5%。
4.根据权利要求3所述的一种PVC管材用环保钙锌稳定剂，其特征在于：它是由以下质量百分比的原料组成：
钙盐主稳定剂 10%
锌盐主稳定剂 12%
水滑石 40%
润滑剂 20%
杂环化合物 8%
抗氧剂 5%
辅助稳定剂 3%
紫外线吸收剂 2%。
5.权利要求1-4任意一项所述的一种PVC管材用环保钙锌稳定剂的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
a、将上述配方量的水滑石先加入高速搅拌机中，在55-65℃条件下搅拌5 min-10 min；
b、然后继续加入上述配方量的钙盐主稳定剂、锌盐主稳定剂、润滑剂和杂环化合物，在55-65℃条件下搅拌10 min-20 min；
c、最后加入上述配方量的抗氧剂、辅助稳定剂和紫外线吸收剂，在55-65℃条件下搅拌10 min-20 min，冷却后得到PVC管材用环保钙锌稳定剂。
6.根据权利要求5所述的一种PVC管材用环保钙锌稳定剂的制备方法，其特征在于：所述步骤a和步骤b的温度分别控制在58-62℃。
7.根据权利要求6所述的一种PVC管材用环保钙锌稳定剂的制备方法，其特征在于：所述步骤a和步骤b的温度分别控制在60℃。
8.根据权利要求5所述的一种PVC管材用环保钙锌稳定剂的制备方法，其特征在于：所述步骤a和步骤b高速搅拌机的转速分别为1000-1500 r/min。
9.根据权利要求8所述的一种PVC管材用环保钙锌稳定剂的制备方法，其特征在于：所述步骤a和步骤b高速搅拌机的转速分别为1250 r/min。
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- 2011-07-29 CN CN 201110213822 patent/CN102321312B/zh active Active
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