CN102898741B - 一种聚氯乙烯热稳定剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以1，3-二甲基-6-氨基尿嘧啶为主稳定剂的新型纯有机环保型PVC热稳定剂，原料重量配比为：1，3-二甲基-6-氨基尿嘧啶1~5份，环氧大豆油10～100份，硬脂酸钙3~10份，硬脂酸锌3~10份，有机助剂2~15份。这种热稳定剂显著提高了PVC材料在加工过程中的稳定性能，而且与传统稳定剂相比，它不含重金属，是一种环保、高效的新型热稳定剂。

Description

一种聚氯乙烯热稳定剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚氯乙烯热稳定剂及其制备方法，属于聚氯乙烯（PVC）热稳定剂技术领域。

背景技术

目前PVC所用的热稳定剂主要有以下几类：铅盐类、金属皂类、有机锡类、有机锑类、稀土类等。从20世纪80年代开始，世界各国相继提出禁止使用铅盐、镉盐类热稳定剂的要求。2003年1月27日，欧盟颁布了《在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》(RoHS指令)。2004年建设部公告中明确指出在全国范围内使用的PVC-U供水管必须是非铅盐类热稳定剂；2006年8月1日开始执行的GB／T 10002．1新标准，注明饮水用PVC管材必须为非铅盐类热稳定剂制品。2007年3月1日中国开始实施《电子信息产品污染控制管理办法》。随着人们环保意识的提高以及国家的强制规定，一些欧美国家已积极开展纯有机化合物热稳定剂的研制，美国康普顿公司于2000年推出不含金属的有机基热稳定剂OBS系列。国内具有代表性的深圳市志海实业有限公司AIMSTA系列，北京阿科玛生产的有机锡稳定剂，山东港泰实业有限公司生产的低铅、无铅热稳定剂系列，上海同亿化工厂生产的粉体钙锌PVC热稳定剂。目前国内未见报道纯有机环保型系列稳定剂产品。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的是提供一种环保型有机聚氯乙烯热稳定剂，避免了传统稳定剂均带有不同程度污染环境的问题。本发明的另一目的是提供该热稳定剂的制备方法。

本发明提供的聚氯乙烯热稳定剂，是以1，3-二甲基-6-氨基尿嘧啶为主稳定剂，复配硬脂酸钙、硬脂酸锌以及与其有协同效应的有机助剂，制得的一种纯有机环保型PVC热稳定剂，所述原料的重量配比为：

1，3-二甲基-6-氨基尿嘧啶               1~5份

环氧大豆油                            10～100份

硬脂酸钙                              3~10份

硬脂酸锌                              3~10份

有机助剂                              2~15份

所述有机助剂包括高氯酸钠、亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯，其中：

高氯酸钠                              1~10份

亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯       1~5份

上述方案中，优选的原料配比为：1，3-二甲基-6-氨基尿嘧啶4份，环氧大豆油30份，硬脂酸钙7份，硬脂酸锌7份，有机助剂6份，其中有机助剂包括高氯酸钠3份，亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯3份。

本发明还提供了聚氯乙烯热稳定剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、按照上述原料配比称取原料；

b、把原料放入高混机进行低速混合3分钟，转速为80转/分，温度为23℃，然后进行高速混合5分钟，转速为160转/分，温度为23℃；

c、压片：在180℃的条件下在开炼机上辊压5min；

d、制样：辊压出来的压片经过180℃、1min的过程处理成片材，样条长为10cm、厚为1mm；

e、性能测试：根据美国材料与试验协会标准ASTM D 1925-70测定黄度指数。

黄度指数是指无色透明或半透明或近白色物料偏离白色的程度。黄度指数的大小反应出稳定剂的稳定性能。数值越大，表明偏离白度越大，老化越厉害。

本发明提供的聚氯乙烯热稳定剂制备方法，工艺流程简单，各项操作程序规范，测试方法成熟。1，3-二甲基-6-氨基尿嘧啶、硬脂酸钙、硬脂酸锌、有机辅助稳定剂物质按照所述比例进行称量，然后放入高混机进行低速混合、高速混合，压片制样工作。关键技术是进行合理的配方设计，在配方设计中研究人员引入了嘧啶类有机化合物，经过大量的实验证明，该化合物的加入使稳定效果明显增加。

本项目通过选用无毒环保、能够置换分子链中不稳定的氯原子、抑制脱HCl的嘧啶类有机化合物以及硬脂酸钙、硬脂酸锌为主稳定剂，选用与它们具有良好协同效应的亚磷酸酯、环氧化合物等有机辅助稳定剂，并通过它们之间的合理配伍，通过以下途径: (1)结合脱出的HCl，终止其自动催化作用；(2)置换分子中不稳定的氯原子、抑制脱HCl反应；(3)能与多烯结构进行双键加成反应、消除或减少制品的变色和颜色加深；(4)钝化杂质实现PVC的稳定化，并选用能够使配料具有适度塑化速率和使加工能够保持平稳进行的内、外润滑剂、加工助剂，最终获得高效、复合、不含任何重金属的纯有机环保型热稳定剂。

与现有产品相比，本发明具有如下优点：（1）以1，3-二甲基-6-氨基尿嘧啶为主稳定剂，开发出新一代PVC热稳定剂；（2）整个稳定剂体系中不含重金属物质，具有高效、环保的特点；（3）制备工艺过程简单，应用生产性可靠。

具体实施方式：

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：

1000份的PVC（K=64），50份的环氧化大豆油， 4份的1，3-二甲基-6-氨基嘧啶， 3份的硬脂酸钙， 5份的硬脂酸锌， 6份的高氯酸钠， 2份的亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯组成的干燥的混合物在开炼机上180℃的条件下辊压5min。辊压出来的压片经过180℃ 1min的过程处理成片材，根据ASTM D 1925-70测得的黄度指数为18.88。

本实施例中每份为1克。

实施例2：

1000份的PVC（K=64），20份的环氧化大豆油，2份的1，3-二甲基-6-氨基嘧啶， 4份的硬脂酸钙， 4份的硬脂酸锌， 6份的高氯酸钠， 2份的亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯组成的干燥的混合物在开炼机上180℃的条件下辊压5min。辊压出来的压片经过180℃ 1min的过程处理成片材，根据ASTM D 1925-70测得的黄度指数为22.53。

本实施例中每份为1克。

实施例3：

1000份的PVC（K=64），20份的环氧化大豆油， 4份的1，3-二甲基-6-氨基嘧啶， 5份的硬脂酸钙， 3份的硬脂酸锌， 6份的高氯酸钠， 2份的亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯组成的干燥的混合物在开炼机上180℃的条件下辊压5min。辊压出来的压片经过180℃ 1min的过程处理成片材，根据ASTM D 1925-70测得的黄度指数为17.21。

本实施例中每份为1克。

实施例4：

1000份的PVC（K=64），30份的环氧化大豆油，4份的1，3-二甲基-6-氨基嘧啶， 7份的硬脂酸钙， 7份的硬脂酸锌， 3份的高氯酸钠， 3份的亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯组成的干燥的混合物在开炼机上180℃的条件下辊压5min。辊压出来的压片经过180℃ 1min的过程处理成片材，根据ASTM D 1925-70测得的黄度指数为14.93。

本实施例中每份为1克。

比较例1：

1000份的PVC（K=64），50份的环氧化大豆油， 3份的硬脂酸钙， 5份的硬脂酸锌， 6份的高氯酸钠， 2份的亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯组成的干燥的混合物在开炼机上180℃的条件下辊压5min。辊压出来的压片经过180℃ 1min的过程处理成片材。

该比较例不含有1，3-二甲基-6-氨基嘧啶，同实施例1的方法压片，根据ASTM D 1925-70测得的黄度指数为26.53。

该比较例中每份为1克。

比较例2：

1000份的PVC（K=64），20份的环氧化大豆油，4份的硬脂酸钙，4份的硬脂酸锌，6份的高氯酸钠，2份的亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯组成的干燥的混合物在开炼机上180℃的条件下辊压5min。辊压出来的压片经过180℃ 1min的过程处理成片材。

该比较例不含有1，3-二甲基-6-氨基嘧啶，同实施例2的方法压片，根据ASTM D 1925-70测得的黄度指数为32.31。

该比较例中每份为1克。

表1为根据ASTM D 1925-70测定实施例和比较例的黄度指数，由表1可见，比较例中未使用1，3-二甲基-6-氨基嘧啶后，黄度指数明显升高，数值越大，表明偏离白度越大，老化越厉害。显然，采用本发明的方法制备的热稳定剂，黄度指数低，说明热稳定剂的稳定性得到了提高。

表1  黄度指数测定表

样品	黄度指数
		实施例1	18.88
实施例2	22.53
		实施例3	17.21
实施例4	14.93
		比较例1	26.53
比较例2	32.31

Claims (3)

1.一种聚氯乙烯热稳定剂，其特征在于：它是以1，3-二甲基-6-氨基尿嘧啶为主稳定剂，复配硬脂酸钙、硬脂酸锌以及与其有协同效应的有机助剂制得，所述原料的重量配比为：

1，3-二甲基-6-氨基尿嘧啶               1~5份

环氧大豆油                            10～100份

硬脂酸钙                              3~10份

硬脂酸锌                              3~10份

有机助剂                              2~15份；

所述有机助剂包括高氯酸钠、亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯，其中：

高氯酸钠                              1~10份

亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯       1~5份。

2.根据权利要求1所述的聚氯乙烯热稳定剂，其特征在于：所述原料配比优选为：1，3-二甲基-6-氨基尿嘧啶4份，环氧大豆油30份，硬脂酸钙7份，硬脂酸锌7份，有机助剂6份。

3.根据权利要求2所述的聚氯乙烯热稳定剂，其特征在于：所述有机助剂包括高氯酸钠3份，亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯3份。