CN103881142A - 复合稳定剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于稳定剂领域，具体涉及一种复合稳定剂，由如下重量分数的原料组成，各原料总量为100%：20%～40%稀土、20%～40%硬脂酸盐、10～20%氯化石蜡、5～10%防老剂和5～10%抗氧剂。稀土为镧、铈、镨、钕或钷中的一种或几种。本复合稳定剂组成简单合理、原料易得、价格低、无污染、用量少、具有复合化、稳定效果好；本发明还提供其制备方法，将各原料加入搅拌机，搅拌50-70分钟，混合均匀，分装即得产品。工艺合理。

Description

复合稳定剂及其制备方法

技术领域

本发明属于稳定剂领域，具体涉及一种复合稳定剂及其制备方法。

背景技术

橡塑材料应用广泛，但是其热稳定性很差，且一般加工温度比分解温度要高，所以在加工过程中需加入热稳定剂。工业上广泛应用的热稳定剂多为铅、镉、钡、锡等金属盐类，具有较大的毒性，对人体健康伤害较大。随着全世界的环保意识日趋强化，有关环保的规制也日趋严格，在这种形势下，有力地推动了无毒热稳定剂的开发。传统的无毒复合稳定剂主要是硬脂酸钙和硬脂酸锌复合稳定剂。但是其稳定效果低，与多种辅助稳定剂如多元醇、β-二酮、环氧化合物等复配，效果仍不理想。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种复合稳定剂，本复合稳定剂组成简单合理、原料易得、价格低、无污染、用量少、具有复合化、稳定效果好；本发明还提供其制备方法，工艺合理。

本发明所述的复合稳定剂，由如下重量分数的原料组成，各原料总量为100%：20%～40%稀土、20%～40%硬脂酸盐、10～20%氯化石蜡、5～10%防老剂和5～10%和抗氧剂。

稀土元素有众多空轨道作为中心离子接受配位体的孤对电子，同时稀土金属离子有较大的离子半径，所以稀土元素易与橡塑材料中的有机物和无机物形成各种配位体或螯合物，增加分子间的相互作用力。稀土用于橡塑材料具有偶联、增容、增韧、提高物料流动性和提高材料力学性能的作用。在PVC材料中，它能与PVC上的活泼氯配位，有效的防止了脱HC1反应。另外，它能吸附和中和HC1，消除对降解的催化反应。而且，它能捕捉游离基和吸附离子型杂质，提高PVC脱HC1的活化能，从而缓解降解。

稀土价格低廉，添加量少，且具有良好的热稳定性能，本发明中稀土为镧、铈、镨、钕或钷中的一种或几种。因为这几类稀土可吸收230～320nm的紫外线(老化因素：紫外线、氧、潮湿等)，因此，稀土稳定剂具有其他稳定剂少有的抗光老化性能。稀土元素为低毒元素，在其生产、加工、运输、储存中对人体均无毒害作用。

本发明制备得到的复合稳定剂大大提高了PVC的热稳定性能。其复配型热稳定剂的综合性能常优于传统铅盐及钡锌、钡／镉／锌类稳定剂。

硬脂酸盐优选为硬脂酸锌或硬脂酸钙中的一种或两种。

氯化石蜡的平均分子量1060-1100，化学稳定性好，具有优良的阻燃性、耐化学药品性、相溶性、耐老化性和热稳定性。它能赋予聚合物一定的阻燃性、润滑性和稳定性。氯化石蜡优选为氯化石蜡70。

防老剂优选为防老剂DNP，防老剂DNP既是链断裂抑制剂，又是金属络合剂，有优良的耐热老化、耐天然老化和抗铜、锰等有害金属的作用。与硬脂酸盐相溶性好，还可以促进硬脂酸盐与稀土的融合，是橡胶、塑料的抗氧剂、稳定剂和聚合反应抑制剂。

抗氧化剂优选为抗氧化剂264，能抑制或延缓塑料或橡胶的氧化降解而延长使用寿命，防老剂DNP与抗氧化剂264并用，可以更好地取长补短，抑制或延缓塑料或橡胶的氧化降解而延长使用寿命。

本发明所述的复合稳定剂的作用机理为：本发明通过选择合适的原料及含量，各组分协同作用，硬脂酸盐与稀土有很好的复配协同作用，使橡塑材料的热分解和燃烧率大大降低；分解释放出的水和二氧化碳气体能稀释、阻隔可燃性气体；分解后的产物为碱性多孔物质，比表面大，能吸附有害气体特别是酸性气体，同时其与燃烧时塑料表面的炭化产物结合生成保护膜，切断热能和氧的侵入。硬脂酸盐与稀土有很好的复配协同作用，作为热稳定剂添加到橡塑材料中，不但大大提高了材料的热稳定性能，而且有一定的润滑性，抗氧化性。

由于每一种防老剂的防护作用都有其局限性，而橡胶制品在实际使用过程中的老化又是多种因素影响的结果，所以本发明采用防老剂DNP与抗氧化剂264并用，能防止或抑制诸如氧、热、光、臭氧、机械应力、重金属离子等因素破坏制品性能、延长制品储存和使用寿命的配合剂，来确保防老化效果。延缓塑料或橡胶的氧化降解而延长使用寿命。氯化石蜡70除了自身的稳定性、润滑性和阻燃性以外，他还能促进复合稳定剂组分之间更好的相容，促进稳定剂组分与橡塑材料相容性，使他们很好的融合在一起，促进彼此间协同效用的更大发挥。使复合稳定剂加入后聚合物在加工过程中减少其分子链间摩擦力，复合稳定剂与聚合物的相容性良好，可以均匀分散到分子链之间，从而减少分子链的内摩擦，提高聚合物的流动性，并能改进制品表面光洁度。

本发明所述的复合稳定剂，可满足加工橡塑材料的不同要求。本发明采用稀土与硬脂酸金属盐复配型稳定剂时，能够提供橡塑材料优异的稳定性和颜色保持性，不但有良好的静态热稳定性、初期稳定性，还有优良的动态稳定性、长期稳定性；将本发明所述的复合稳定剂添加于PVC聚合物，在挤出机和压延机中，加工温度可达230℃，而普通稳定剂加工温度在170℃以下，所以本发明所述的复合稳定剂经得起加工时的高温考验。将本发明所述的复合稳定剂添加到PVC中，通过静态热老化试验结果表明，复合稳定剂的热稳定时间(即样品变黑时间)达到210min以上，而普通稳定剂的热稳定时间为160min。在170士1℃的条件下，本发明所述的复合稳定剂热稳定时间延长了31%。

本发明所述的复合稳定剂的制备方法，包括以下步骤：将各原料加入搅拌机，搅拌50-70分钟，混合均匀，分装即得产品。

本复合稳定剂可作为添加剂直接添加到所要生产的塑料、橡胶等产品中，用量一般在产品重量的1%-8%。

综上所述，本发明具有以下优点：

（1）本发明所述的复合稳定剂是由稳定体系、润滑体系、抗氧体系、螯合体系，经过特殊的表面处理和聚合工艺形成的均相的有机统一体，形成无尘称量方便、降低劳动强度、改善配料环境、提高生产效率和产品质量。

（2）本发明所述的复合稳定剂具有与树脂的相容性好，可充分发挥各组分的协同作用，稳定性提高，透明性好，不易析出，无飞散、对环境无污染，容易计量，加工性能好，投料操作简化、减轻操作人员的劳动强度，提高加工生产效率等共同的优点。

（3）本发明还提供其制备方法，工艺合理。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

由如下重量分数的原料组成，各原料总量为100%：

20%稀土（铈）、40%硬脂酸盐（硬脂酸锌）、20%氯化石蜡70、10%防老剂DNP和10%抗氧剂264。

制备方法为：将各原料加入搅拌机，搅拌70分钟，混合均匀，分装即得产品。

性能测试：在100份PVC树脂和80份增塑剂中加入5份实施例1制得的复合稳定剂，塑化温度为160士1℃，白度为87；热稳定时间为210min，说明该复合稳定剂热稳定作用优异。

对比例1

在100份PVC树脂和80份增塑剂中加入5份市购的硬脂酸铅稳定剂，塑化温度160士1℃，白度为78；热稳定时间为170min。

实施例2

由如下重量分数的原料组成，各原料总量为100%：

35%稀土（镧）、35%硬脂酸盐（硬脂酸钙）、15%氯化石蜡70、8%防老剂DNP和7%抗氧剂264。

制备方法为：将各原料加入搅拌机，搅拌50分钟，混合均匀，分装即得产品。

性能测试：在100份PVC树脂和80份增塑剂中加入3份实施例2制得的复合稳定剂，塑化温度160士1℃，白度为84；热稳定时间为190min，说明该复合稳定剂热稳定作用优异。

对比例2

在100份PVC树脂和80份增塑剂中加入3份市购的钡锌复合稳定剂，塑化温度160士1℃，白度为70；热稳定时间为155min。

实施例3

由如下重量分数的原料组成，各原料总量为100%：

40%稀土（镨）、30%硬脂酸盐（硬脂酸锌）、20%氯化石蜡70、5%防老剂DNP和5%抗氧剂264。

制备方法为：将各原料加入搅拌机，搅拌60分钟，混合均匀，分装即得产品。

性能测试：在100份LDPE树脂和80份增塑剂中加入5份实施例1制得的复合稳定剂，塑化温度,160士1℃，白度为85；热稳定时间为210min，说明该复合稳定剂热稳定作用优异。

对比例3

在100份LDPE树脂和80份增塑剂中加入5份市购的钡／镉／锌复合稳定剂，塑化温度160士1℃，白度为75；热稳定时间为175min。

Claims (7)

1.一种复合稳定剂，其特征在于：由如下重量分数的原料组成，各原料总量为100%：20%～40%稀土、20%～40%硬脂酸盐、10～20%氯化石蜡、5～10%防老剂和5～10%和抗氧剂。

2.根据权利要求1所述的复合稳定剂，其特征在于：稀土为镧、铈、镨、钕或钷中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的复合稳定剂，其特征在于：硬脂酸盐为硬脂酸锌或硬脂酸钙中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的复合稳定剂，其特征在于：氯化石蜡为氯化石蜡70。

5.根据权利要求1所述的复合稳定剂，其特征在于：防老剂为防老剂DNP。

6.根据权利要求1所述的复合稳定剂，其特征在于：抗氧剂为抗氧剂264。

7.一种权利要求1-6任一所述的复合稳定剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将各原料加入搅拌机，搅拌50-70分钟，混合均匀，分装即得产品。