CN104962015A

CN104962015A - 一种新型复合热稳定剂及其在聚氯乙烯材料中的应用

Info

Publication number: CN104962015A
Application number: CN201510473419.3A
Authority: CN
Inventors: 张莉娜; 方春平
Original assignee: Jiangsu Ate Dongtai New Material Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Ate Dongtai New Material Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2015-08-05
Filing date: 2015-08-05
Publication date: 2015-10-07

Abstract

本发明涉及一种新型复合热稳定剂，其特征是：含有苯二甲酸金属盐、脂肪酸稀土、β-二酮、乙酰丙酮钙、复合抗氧剂、PE蜡、十六醇。本发明提供的复合热稳定剂可全面、有效提高聚氯乙烯的热稳定性能，如添加了此复合热稳定剂的聚氯乙烯材料具有更长的刚果红变色时间、更优异的初期着色性和动态热稳定性能；具有良好的加工性能，可促进塑化，降低熔体的扭矩；无毒、环保，可替代有机锡类、铅类或其他毒性较大的热稳定剂。

Description

一种新型复合热稳定剂及其在聚氯乙烯材料中的应用

技术领域

本发明涉及一种新型复合热稳定剂及其应用，具体地说，是涉及一种以苯二酸金属盐与脂肪酸稀土为主成分的新型稀土复合稳定剂以及在聚氯乙烯材料中的应用。

背景技术

聚氯乙烯是世界通用的五大合成树脂之一，其制品也是产量较大的一种通用塑料产品，广泛应用于塑钢门窗、地板、上/下水管、汽车内饰、线缆、农用薄膜等领域，但其热稳定剂差，在160～220℃下加工时会发生剧烈的热降解，因而在加工过程中需要加入热稳定剂。铅盐是性价比最高的热稳定剂，但其毒性大且具有累积性，2000年，欧盟PVC行业签署了自愿承担义务协议，给出了明确的禁铅时间表，承诺2015年在欧盟内部实现全面禁铅，其他国家也发出了类似的声明。有机锡稳定剂的热稳定效果好，但其价格昂贵且对人体中枢神经存在潜在的毒害性。钙/锌类稳定剂是近年来复合稳定剂中最活跃的研发前沿产品，但国内、外的热稳定剂在质量上还存在较大的差距。稀土类稳定剂是继铅系、金属皂类、有机锡类等PVC加工热稳定体系之后发展起来的新一代环保PVC热稳定剂，同时我国的稀土储存量非常丰富，充分利用资源上的优势，为稀土类复合稳定剂的发展提供了很好的基础条件；但是，稀土资源毕竟是不可再生资源，其开发使用成本必然会受到价格的影响，因而合理使用稀土资源，提高其使用价值是非常重要的。

发明内容

本发明提供了一种以苯二酸金属盐和脂肪酸稀土为主成分的组合物及其作为热稳定剂在聚氯乙烯材料中的应用。

本发明提供的新型复合热稳定剂包括：苯二甲酸金属盐、脂肪酸稀土、β-二酮、乙酰丙酮钙、复合抗氧剂、PE蜡、十六醇，所述的苯二甲酸金属盐的质量占热稳定剂总质量的20%～60%，脂肪酸稀土的质量占热稳定剂总质量的10%～50%，β-二酮的质量占热稳定剂总质量的2%～10%，乙酰丙酮钙的质量占热稳定剂总质量的0.5%～5%，复合抗氧剂的质量占热稳定剂总质量的0.5%～5%，PE蜡的质量占热稳定剂总质量的5%～10%，十六醇的质量占热稳定剂总质量的5%～15%。

所述的苯二甲酸金属盐为对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸的钙盐、锌盐或镁盐，或者它们任意比例的混合物。

所述的脂肪酸稀土为硬脂酸稀土、油酸稀土、月桂酸稀土、癸酸稀土、氰尿酸稀土或它们任意比例的混合物。

所述的复合抗氧剂为主抗氧剂双酚A或抗氧剂1010与磷酸酯类抗氧剂的混合物，按质量比主抗氧剂∶磷酸酯类抗氧剂=1∶2。

由于脂肪酸稀土在PVC加工过程中流动性差，易粘模、烧焦或造成划痕，苯二甲酸金属盐在发挥热稳定作用的同时，其优异的内润滑作用和PE蜡的外润滑作用相匹配，提高了PVC树脂与复合稳定剂混合加工时的流动性；抗氧剂提高了PVC制品的耐候性；β-二酮作为辅助稳定剂加入，是为提高热稳定剂性能；乙酰丙酮钙具有很强的络合作用，可防止金属离子在PVC中的迁移析出；十六醇作为乳化剂加入，减少复合时的乳化工艺时间。

本发明的关键在于苯二甲酸金属盐、脂肪酸稀土、β-二酮、乙酰丙酮钙、复合抗氧剂、PE蜡、十六醇的配比关系，通过合理的复合配比，并采用相适应的加工工艺，来获得适用于PVC制品加工的高效复合热稳定剂。

本发明还提供了上述复合热稳定剂在聚氯乙烯材料中的应用：在100份（按重量计）聚氯乙烯中，加入0～60份（按重量计）增塑剂，0～2份（按重量计）加工助剂，0-10份抗冲改性剂，0～50份（按重量计）填料，如碳酸钙、滑石粉或其任意比例的混合物，1～6份（按重量计）复合热稳定剂，及其他组分，经高速搅拌机混合均匀后，然后在160～200℃、辊距1mm左右的双辊开炼机上塑炼5min左右，塑化完全后拉出薄片即可。

本发明的有益效果为：

（1）本发明提供的复合热稳定剂无毒、环保，在聚氯乙烯成型加工过程中，可替代有机锡类、铅类或其他毒性较大的热稳定剂。

（2）通过对添加上述复合热稳定剂的聚氯乙烯进行静态和动态热稳定性能实验，结果表明，本发明所提供的复合热稳定剂可全面提高聚氯乙烯的热稳定性能，具有更长的刚果红变色时间、更优异的初期着色性和动态热稳定性能。

（3）本发明提供的复合热稳定剂具有良好的加工性能，可促进塑化，降低熔体的扭矩。

【具体实施方式】

实施例1：

新型复合热稳定剂的组成为：40%苯二甲酸金属盐、25%脂肪酸稀土、8%β-二酮、2%乙酰丙酮钙、4%复合抗氧剂、10%PE蜡、11%十六醇。

将100份PVC和4份复合热稳定剂加入到高速混合机中，低速启动电机，正常后进入高速混合，待温度升至60℃，于高转速下将35份DOP加到料中，在80℃左右，将20份碳酸钙和0.5份PE蜡加入到料中，继续搅拌至温度升至120℃后出料，在170℃双辊开炼机上混炼5min，出片。

实施例2：

新型复合热稳定剂的组成为：30%苯二甲酸金属盐、40%脂肪酸稀土、6%β-二酮、1.5%乙酰丙酮钙、4.5%复合抗氧剂、8%PE蜡、10%十六醇。

在100份PVC中，加入2份加工助剂ACR、10份碳酸钙、0.3份硬脂酸、4份复合热稳定剂，在高速混合机中搅拌至温度升至120℃后出料，在180℃双辊开炼机上混炼5min，出片。

实施例3：

新型复合热稳定剂的组成为：35%苯二甲酸金属盐、40%脂肪酸稀土、6%β-二酮、3%乙酰丙酮钙、3%复合抗氧剂、6%PE蜡、7%十六醇。

在100份PVC中，加入5份DOP、40份碳酸钙、硬脂酸0.6份、0.4份石蜡、4份复合热稳定剂，在高速混合机中搅拌至温度升至120℃后出料，在180℃双辊开炼机上混炼5min，出片。

实施例4：

新型复合热稳定剂的组成为：50%苯二甲酸金属盐、30%脂肪酸稀土、4%β-二酮、1.5%乙酰丙酮钙、2.5%复合抗氧剂、4%PE蜡、8%十六醇。

将100份PVC和5.6份复合热稳定剂加入到高速混合机中，低速启动电机，正常后进入高速混合，待温度升至60℃，于高转速下将18份DOP加到料中，在80℃左右，将50份碳酸钙和0.8份硬脂酸加入到料中，继续搅拌至温度升至120℃后出料，在165℃双辊开炼机上混炼5min，出片。

实施例5：

新型复合热稳定剂的组成为：20%苯二甲酸金属盐、45%脂肪酸稀土、10%β-二酮、3%乙酰丙酮钙、4%复合抗氧剂、6%PE蜡、12%十六醇。

在100份PVC中，加入1份加工助剂ACR、6份抗冲改性剂CPE、2.4份润滑剂、5份复合热稳定剂，在高速混合机中搅拌至温度升至120℃后出料，在190℃双辊开炼机上混炼8min左右，待塑化好之后出片。

Claims

1.一种新型复合热稳定剂及其在聚氯乙烯材料中的应用，其特征在于，产品组成包括：苯二甲酸金属盐、脂肪酸稀土、β-二酮、乙酰丙酮钙、复合抗氧剂、PE蜡、十六醇。

2.权利要求1所述的新型复合热稳定剂，其特征是各组分的质量百分比：苯二甲酸金属盐20%～60%，脂肪酸稀土10%～50%，β-二酮2%～10%，乙酰丙酮钙0.5%～5%，复合抗氧剂0.5%～5%，PE蜡5%～10%，十六醇5%～15%。

3.权利要求2所述的新型复合热稳定剂，其特征是：所述的苯二甲酸金属盐为对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸的钙盐、锌盐或镁盐，或者它们任意比例的混合物。

4.权利要求2所述的新型复合热稳定剂，其特征是：所述的脂肪酸稀土为硬脂酸稀土、油酸稀土、月桂酸稀土、癸酸稀土、氰尿酸稀土或它们任意比例的混合物。

5.权利要求2所述的新型复合热稳定剂，其特征是：所述的复合抗氧剂为主抗氧剂双酚A或抗氧剂1010与磷酸酯类抗氧剂的混合物，按质量比主抗氧剂∶磷酸酯类抗氧剂=1∶2。

6.权利要求1至5任一项所述的新型复合热稳定剂的应用，其特征是：在100份（按重量计）聚氯乙烯中，加入0～60份（按重量计）增塑剂，0～2份（按重量计）加工助剂，0-10份抗冲改性剂，0～50份（按重量计）填料，如碳酸钙、滑石粉或其任意比例的混合物，1～6份（按重量计）复合热稳定剂，及其他组分，经高速搅拌机混合均匀后，然后在160～200℃、辊距1mm左右的双辊开炼机上塑炼5min左右，塑化完全后拉出薄片即可。