CN104387702B - 一种pvc用金属有机框架材料基复合热稳定剂及应用 - Google Patents

一种pvc用金属有机框架材料基复合热稳定剂及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种PVC用金属有机框架材料基复合热稳定剂及应用，该复合热稳定剂包含以下质量分数的组分：金属有机框架材料：10%－80%；硬脂酸钙：5%－50%；水滑石：10%－55%；β－二酮：5%－20%。该复合热稳定剂能显著改善PVC在加工过程中的初期色相和长期热稳定性，综合热稳定效果优于以硬脂酸锌为主要组分的钙－锌复合热稳定剂。此外，该复合热稳定剂的各组分均属于无毒环保型，并与PVC的相容性好，迁移率低。

Description

一种PVC用金属有机框架材料基复合热稳定剂及应用
技术领域
本发明涉及一种PVC用金属有机框架材料基复合热稳定剂及应用，属于材料应用领域。
背景技术
PVC在加工温度下易发生分解，导致制品颜色加深，结构和性质发生改变。因此，在PVC的加工过程中，必须加入热稳定剂，以阻止或降低其分解。目前，常用的热稳定剂包括铅盐类、有机锡类、金属皂类和复合热稳定剂。铅盐类热稳定剂是开发最早并具有良好热稳定性能的PVC热稳定剂。然而，由于铅盐类化合物具有较强的毒性，对人体与环境安全形成危害，世界各国正逐渐限制铅盐类热稳定剂的使用。有机锡类热稳定剂的热稳定性和透明性较好，毒性小，是一类综合性能优良的PVC热稳定剂，但生产成本较高，使其应用受到限制。
以锌皂和钙皂为主要成分的钙－锌复合热稳定剂具有无毒、价格低廉等特点，是目前最具发展前景的PVC用环保型复合热稳定剂。然而，已有的钙－锌复合热稳定剂大都以硬脂酸锌为主要组分。与铅盐类和有机锡类热稳定剂相比，其存在初期着色较严重，长期热稳定性较差等缺陷。因此，有必要开发新型的热稳定剂材料，以替代硬脂酸锌，改善钙－锌复合热稳定剂的初期着色性和长期热稳定性，更好的应用于PVC加工领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种PVC用金属有机框架材料基复合热稳定剂及其应用方法，该复合热稳定剂具有优异的热稳定性、无毒且价格低廉。
为了实现以上目的，本发明采取的技术方案是提供一种PVC用金属有机框架材料基复合热稳定剂，包括以下质量分数的组分：
金属有机框架材料：10%－80%；
硬脂酸钙：5%－50%；
水滑石：10%－55%；
β－二酮：5%－20%。
所述的金属有机框架材料是MOF-5、ZIF-4和ZIF-8中的一种或多种。
所述的复合热稳定剂的应用方法：在100份的PVC粉体中，加入20－70份增塑剂，0.5－10份复合热稳定剂，高速混合4－5分钟，于160℃－210℃的双辊开炼机上混炼4－5分钟即可。
本发明的优点在于：（1）本发明所提供的复合热稳定剂可以显著改善PVC的热稳定性，在加工过程中，其初期着色轻微，长期热稳定性好，其综合热稳定效果优于以硬脂酸锌为主要组分的钙－锌复合热稳定剂；（2）本发明所提供的复合热稳定剂与PVC的相容性好，迁移率低；（3）本发明所提供的复合热稳定剂属于无毒环保型。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。
实施例1：
本实施例的复合热稳定剂包含以下质量分数的组分：MOF-5：35%、硬脂酸钙：25%、水滑石：25%、β－二酮：15%。
在100份的PVC粉末中，加入邻苯二甲酸二正辛酯40份，复合热稳定剂5份，高速混合5分钟，于170℃的双辊开炼机上混炼5分钟，轧成1mm厚度的片样，并裁成2cm×2cm的PVC片。
实施例2：
本实施例的复合热稳定剂包含以下质量分数的组分：ZIF-4：45%、硬脂酸钙：25%、水滑石：20%、β－二酮：10%。
在100份的PVC粉末中，加入邻苯二甲酸二正辛酯50份，复合热稳定剂5份，高速混合4分钟，于180℃的双辊开炼机上混炼5分钟，轧成1mm厚度的片样，并裁成2cm×2cm的PVC片。
实施例3：
本实施例的复合热稳定剂包含以下质量分数的组分：ZIF-8：40%、硬脂酸钙：35%、水滑石：15%、β－二酮：10%。
在100份的PVC粉末中，加入邻苯二甲酸二正辛酯55份，复合热稳定剂5份，高速混合5分钟，于190℃的双辊开炼机上混炼4分钟，轧成1mm厚度的片样，并裁成2cm×2cm的PVC片。
实施例4：
本实施例的复合热稳定剂包含以下质量分数的组分：MOF-5：60%、硬脂酸钙：20%、水滑石：15%、β－二酮：5%。
在100份的PVC粉末中，加入邻苯二甲酸二正辛酯70份，复合热稳定剂3份，高速混合4分钟，于200℃的双辊开炼机上混炼4分钟，轧成1mm厚度的片样，并裁成2cm×2cm的PVC片。
实施例5：
本实施例的复合热稳定剂包含以下质量分数的组分：MOF-5：80%、硬脂酸钙：10%、水滑石：5%、β－二酮：5%。
在100份的PVC粉末中，加入邻苯二甲酸二正辛酯50份，复合热稳定剂8份，高速混合5分钟，于170℃的双辊开炼机上混炼5分钟，轧成1mm厚度的片样，并裁成2cm×2cm的PVC片。
实施例6：
本实施例的复合热稳定剂包含以下质量分数的组分：MOF-5：20%、硬脂酸钙：30%、水滑石：40%、β－二酮：10%。
在100份的PVC粉末中，加入邻苯二甲酸二正辛酯50份，复合热稳定剂4份，高速混合5分钟，于170℃的双辊开炼机上混炼5分钟，轧成1mm厚度的片样，并裁成2cm×2cm的PVC片。
比较例1：
本比较例的复合热稳定剂包含以下质量分数的组分：硬脂酸锌：35%、硬脂酸钙：25%、水滑石：25%、β－二酮：15%。
在100份的PVC粉末中，加入邻苯二甲酸二正辛酯40份，复合热稳定剂5份，高速混合5分钟，于170℃的双辊开炼机上混炼5分钟，轧成1mm厚度的片样，并裁成2cm×2cm的PVC片。
比较例2：
本比较例的复合热稳定剂包含以下质量分数的组分：硬脂酸锌：45%、硬脂酸钙：25%、水滑石：20%、β－二酮：10%。
在100份的PVC粉末中，加入邻苯二甲酸二正辛酯50份，复合热稳定剂5份，高速混合5分钟，于180℃的双辊开炼机上混炼5分钟，轧成1mm厚度的片样，并裁成2cm×2cm的PVC片。
实施例7：热稳定性能测试。
本发明评价复合热稳定剂的热稳定性能的测试方法是将所得的PVC片放入200℃烘箱中进行静态热老化实验，以PVC片出现浅黄色的时间评价其初期热稳定性，以PVC片出现黑色的时间评价其长期热稳定性。试验结果见表1。
表1：PVC片热稳定性试验结果。
试验结果表明：本发明提供的金属有机框架材料基复合热稳定剂比传统的硬脂酸锌基钙－锌复合热稳定剂能更进一步的改善PVC制品的初期着色性和提高长期热稳定性。
应当理解，本发明虽然已通过以上实施例进行了清楚说明，然而在不背离本发明精神及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的变化和修正，但这些相应的变化和修正都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种PVC用金属有机框架材料基复合热稳定剂，其特征在于，包含以下质量含量的组分：
金属有机框架材料：10％－80％；
硬脂酸钙：5％－50％；
水滑石：10％－55％；
β－二酮：5％－20％；
其中，所述金属有机框架材料为MOF-5、ZIF-4或ZIF-8。
2.根据权利要求1所述的复合热稳定剂的应用，其特征在于，在100份的PVC粉体中，加入20－70份增塑剂，0.5－10份复合热稳定剂，高速混合4－5分钟，于160℃－210℃的双辊开炼机上混炼4－5分钟即可。
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