CN103849088A - 一种稀土-高岭土pvc热稳定剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种稀土-高岭土PVC热稳定剂及其制备方法，热稳定剂的各组分的质量组成是：稀土化合物30～70％，稀土改性的高岭土20～60％，表面改性剂3～5％，辅助稳定剂7～40％；所述的各组分的总质量为100%。其优点为:本发明产品与PVC树脂具有很好的兼容性；既有很好的初期热稳定性，同时兼具长期热稳定性优良的热稳定性；PVC制品具有很好的力学性能；本发明产品环保无毒性，不含铅、铬、锡等重金属，以及其他有毒成分。在生产和使用本发明产品时，不会对人体和环境造成危害；本发明的产品原料来源广泛，成本低廉，制备方法简单，可操作性强，适合大规模工业生产。

Description

一种稀土-高岭土PVC热稳定剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种稀土-高岭土PVC热稳定剂及其制备方法，属于化工技术领域。

背景技术

PVC作为五大通用塑料之一，被广泛应用于化工、建筑等行业。但由于PVC存在“结构缺陷”，其分子链中含有端基双键、烯丙基氯、引发剂残基等不稳定结构，因而需要加入热稳定剂防止或减缓PVC降解。常用的热稳定剂中，铅盐类热稳定剂性价比最好，但是有毒，因此已被欧盟RoHS指令和中国建设部218号公告明确禁止使用；有机锡类热稳定剂性能最好，但是价格昂贵，应用受限；钙/锌类热稳定剂是铅盐类热稳定剂的主要替代品，虽然无毒，但热稳定效果与其用量有直接关系，随着用量增加会影响PVC 制品的力学性能和其它性能；稀土类热稳定剂具有良好的长期热稳定性，低毒，还具有偶联、增韧、增塑的功能，但常用的稀土类热稳定剂多为一些有机弱酸类稀土盐，单独使用时，表现为初始稳定性较差。因此，尽快开发出一种高效、无毒的热稳定剂是必然趋势。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有稳定剂的缺陷，提供一种环保、高效、无毒的稀土-高岭土PVC热稳定剂及其制备方法，本发明的稳定剂克服了初始稳定性差的缺点，具有优良的长期热稳定性，环保、无毒，符合当今PVC工艺的生产要求。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种稀土-高岭土PVC热稳定剂，其特征在于，各组分的质量组成是：

稀土化合物          30～70％

稀土改性的高岭土    20～60％

表面改性剂          3～5％

辅助稳定剂          7～40％

所述的各组分的总质量为100%；

所述的稀土改性的高岭土的制备方法是：将高岭土分散于稀土盐溶液中，保温搅拌1～3小时，离心过滤、干燥，即得稀土改性的高岭土。

所述的稀土元素包含镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇中的一种或一种以上。

所述的稀土化合物包括稀土有机化合物和稀土无机化合物，其中稀土有机化合物包括水杨酸稀土、油酸稀土、硬脂酸稀土、软脂酸稀土、月桂酸稀土、环烷酸稀土、柠檬酸稀土中的一种或一种以上；稀土无机化合物包括稀土氧化物、氯化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、草酸盐中的一种或两种以上。

所述高岭土为层状结构。

所述表面改性剂包括硅烷偶联剂、稀土偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种。

所述的辅助稳定剂包括双季戊四醇、硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种。

所述的稀土-高岭土PVC热稳定剂的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：

（1）将高岭土分散于浓度为0.01mol/L～0.1mol/L稀土盐酸盐或硝酸盐溶液中，在60℃～90℃保温高速搅拌1～3小时，离心过滤，80℃～120℃干燥2～6小时，即得稀土改性的高岭土；稀土盐与高岭土的质量比为10％～50％；

（2）将稀土化合物和稀土改性的高岭土分散于水与醇的混合溶液中，加入表面改性剂，搅拌0.5～1小时，进行表面处理；

（3）加入辅助稳定剂，继续搅拌1～2小时，进行复配；

（4）最后进行过滤、干燥、包装。

本发明的显著优点为:

   (1)本发明产品与PVC树脂具有很好的兼容性；既有很好的初期热稳定性，同时兼具长期热稳定性优良的热稳定性；PVC制品具有很好的力学性能。

   (2)本发明产品环保无毒性，不含铅、铬、锡等重金属，以及其他有毒成分。在生产和使用本发明产品时，不会对人体和环境造成危害。

   (3)本发明的产品原料来源广泛，成本低廉，制备方法简单，可操作性强，适合大规模工业生产。

具体实施方式

实施例1 

将24.54g高岭土分散到浓度为0.01mol/L LaCl₃溶液1L中，搅拌状态下80℃保温2小时，离心过滤，120℃干燥2小时，即得稀土改性的高岭土。

将上述稀土改性的高岭土20g分散于水与醇的混合溶液中，加入氧化镧35g，分散均匀后，加入表面改性剂硅烷偶联剂5g，搅拌0.5小时，再加入双季戊四醇20g，硬脂酸10g，聚乙烯蜡10g，继续搅拌2小时，最后过滤、干燥、包装。

实施例2

将24.66g高岭土分散到浓度为0.05mol/L CeCl₃溶液1L中，搅拌状态下80℃保温2小时，离心过滤，80℃干燥6小时，即得稀土改性的高岭土。

将上述稀土改性的高岭土20g分散于水与醇的混合溶液中，加入氧化镧铈17g，硬脂酸镧50g分散均匀后，加入表面改性剂硅烷偶联剂200g，搅拌0.5小时，再加入双季戊四醇6g，硬脂酸1g，聚乙烯蜡3g，继续搅拌2小时，最后过滤、干燥、包装。

实施例3

将67.28g高岭土分散到浓度为0.1mol/L Sm(NO₃)₃溶液1L中，搅拌状态下80℃保温2小时，离心过滤，80℃干燥6小时，即得稀土改性的高岭土。

将上述稀土改性的高岭土60g分散于水与醇的混合溶液中，加入水杨酸镧10g，硬脂酸钐20g分散均匀后，加入表面改性剂稀土偶联剂3g，搅拌0.5小时，再加入双季戊四醇2g，硬脂酸1g，聚乙烯蜡4g，继续搅拌2小时，最后过滤、干燥、包装。

实施例4

将25g高岭土分散到浓度为0.1mol/L 氯化镧铈混合溶液1L中，搅拌状态下90℃保温2小时，离心过滤，100℃干燥4小时，即得稀土改性的高岭土。

将上述稀土改性的高岭土20g分散于水与醇的混合溶液中，加入月桂酸镧25g，柠檬酸铈35g，氢氧化镧铈10g，分散均匀后，加入表面改性剂稀土偶联剂3g，搅拌0.5小时，再加入双季戊四醇2g，硬脂酸2g，聚乙烯蜡3g，继续搅拌2小时，最后过滤、干燥、包装。

下表为本发明与其他稀土稳定剂对比结果：按重量百分比

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为了清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种稀土-高岭土PVC热稳定剂，其特征是：各组分的质量组成是：

稀土化合物          30～70％

稀土改性的高岭土    20～60％

表面改性剂          3～5％

辅助稳定剂          7～40％

所述的各组分的总质量为100%；

所述的稀土改性的高岭土的制备方法是：将高岭土分散于稀土盐溶液中，保温搅拌1～3小时，离心过滤、干燥，即得稀土改性的高岭土。

2.根据权利要求1所述的稀土-高岭土PVC热稳定剂，其特征是：所述的稀土元素包含镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇中的一种或一种以上。

3.根据权利要求1所述的稀土-高岭土PVC热稳定剂，其特征是：所述的稀土化合物包括稀土有机化合物和稀土无机化合物，其中稀土有机化合物包括水杨酸稀土、油酸稀土、硬脂酸稀土、软脂酸稀土、月桂酸稀土、环烷酸稀土、柠檬酸稀土中的一种或一种以上；稀土无机化合物包括稀土氧化物、氯化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、草酸盐中的一种或两种以上。

4.根据权利要求1所述的稀土-高岭土PVC热稳定剂，其特征是：所述高岭土为层状结构。

5.根据权利要求1所述的稀土-高岭土PVC热稳定剂，其特征是：所述表面改性剂包括硅烷偶联剂、稀土偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种。

6.根据权利要求1所述的稀土-高岭土PVC热稳定剂，其特征是：所述的辅助稳定剂包括双季戊四醇、硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种。

7.一种根据权利要求1所述的稀土-高岭土PVC热稳定剂的制备方法，其特征是：制备步骤如下：

（1）将高岭土分散于浓度为0.01mol/L～0.1mol/L稀土盐酸盐或硝酸盐溶液中，在60℃～90℃保温高速搅拌1～3小时，离心过滤，80℃～120℃干燥2～6小时，即得稀土改性的高岭土；稀土盐与高岭土的质量比为10％～50％；

（2）将稀土化合物和稀土改性的高岭土分散于水与醇的混合溶液中，加入表面改性剂，搅拌0.5～1小时，进行表面处理；

（3）加入辅助稳定剂，继续搅拌1～2小时，进行复配；

（4）最后进行过滤、干燥、包装。