CN106751179A - 一种pvc塑料用热稳定剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PVC塑料用热稳定剂及其制备方法，所述热稳定剂按照质量份数计，由以下原料组成：改性水滑石8‑12份、硬脂酸钙1‑2份、异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯9‑14份、乙撑双硬脂酸酰胺5‑9份；改性水滑石的制备包括高温煅烧、硫酸热搅拌处理、洗涤、烘干、加蓖麻油酸热超声波处理一系列步骤；将改性水滑石和异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯混合，在65‑68℃水浴条件下加热处理；加入硬脂酸钙，在70‑74℃水浴条件下加热处理；加入乙撑双硬脂酸酰胺，在76‑78℃水浴条件下加热处理得到。本发明热稳定剂具有优异的热稳定效果和耐候效果。

Description

一种PVC塑料用热稳定剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体是一种PVC塑料用热稳定剂及其制备方法。
背景技术
PVC塑料(PVC)是仅次于聚乙烯的第二大塑料品种，具有较高的强度和优异的耐腐蚀性及绝缘性，其制品广泛应用于建筑、电器、玩具、包装等行业。但是PVC有其结构缺陷，加热时不稳定，分解释放出氯化氢气体，解决的办法是在PVC加工中加入热稳定剂。
传统PVC热稳定剂中含有铅、镉等重金属，毒性较大，具有生物积累性，而且废弃后也会对环境造成污染，更不能用于对安全要求较高的食品类、医疗卫生类和玩具制品类，已逐渐退出历史舞台。有机锡热稳定剂具有优异的热稳定性，但价格昂贵；而钙/锌金属皂清洁环保，价格低廉，但单纯金属皂类热稳定剂效果还不是很理想，尤其在硬制品中。因此，开发出一种性能优异的热稳定剂，以弥补有机锡类及金属皂类热稳定剂的不足是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有优异的热稳定效果的PVC塑料用热稳定剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种PVC塑料用热稳定剂，按照质量份数计，由以下原料组成：改性水滑石8-12份、硬脂酸钙1-2份、异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯9-14份、乙撑双硬脂酸酰胺5-9份；所述的改性水滑石的制备步骤为：将水滑石在880-950℃温度下煅烧1-2h，冷却，粉碎至200-250目，得水滑石粉末；将水滑石粉末加入其质量的5-6倍的浓度为3-5mol/L的硫酸溶液中，加热至45-48℃并进行保温搅拌处理30-40min，过滤，洗涤至中性，烘干；再与水滑石粉末质量的20-26％的蓖麻油酸混合，分散在体积浓度为84-88％的乙醇溶液中，加热至62-64℃，以功率为260-280W、频率为32-34kHz的超声波进行处理70-80min，过滤，洗涤，干燥，研磨，过150-200目筛，得改性水滑石。
作为本发明进一步的方案：按照质量份数计，由以下原料组成：改性水滑石9-11份、硬脂酸钙1.2-1.4份、异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯11-13份、乙撑双硬脂酸酰胺7-8份。
作为本发明进一步的方案：按照质量份数计，由以下原料组成：改性水滑石10份、硬脂酸钙1.3份、异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯12份、乙撑双硬脂酸酰胺7.6份。
所述的PVC塑料用热稳定剂的制备方法，包括以下步骤：将改性水滑石和异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯混合，在65-68℃水浴条件下加热50-60min；接着加入硬脂酸钙，在70-74℃水浴条件下加热5-8min；最后加入乙撑双硬脂酸酰胺，在76-78℃水浴条件下加热20-30min，得到所述的PVC塑料用热稳定剂。
所述的PVC塑料用热稳定剂在制备PVC塑料高分子材料方面的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过其与异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯以及其他组分的协同作用，发挥出优异的热稳定效果和耐候效果，解决了现有的有机锡类及金属皂类热稳定剂的热稳定效果不佳的问题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种PVC塑料用热稳定剂，按照质量份数计，由以下原料组成：改性水滑石8份、硬脂酸钙2份、异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯9份、乙撑双硬脂酸酰胺9份；改性水滑石的制备步骤为：将水滑石在880℃温度下煅烧2h，冷却，粉碎至200目，得水滑石粉末；将水滑石粉末加入其质量的5倍的浓度为5mol/L的硫酸溶液中，加热至45℃并进行保温搅拌处理40min，过滤，洗涤至中性，烘干；再与水滑石粉末质量的20％的蓖麻油酸混合，分散在体积浓度为88％的乙醇溶液中，加热至62℃，以功率为280W、频率为32kHz的超声波进行处理80min，过滤，洗涤，干燥，研磨，过150目筛，得改性水滑石。
所述的PVC塑料用热稳定剂的制备方法，包括以下步骤：将改性水滑石和异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯混合，在65℃水浴条件下加热50min；接着加入硬脂酸钙，在70℃水浴条件下加热5min；最后加入乙撑双硬脂酸酰胺，在76℃水浴条件下加热20min，得到所述的PVC塑料用热稳定剂。
实施例2
本发明实施例中，一种PVC塑料用热稳定剂，按照质量份数计，由以下原料组成：改性水滑石12份、硬脂酸钙1份、异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯14份、乙撑双硬脂酸酰胺5份；改性水滑石的制备步骤为：将水滑石在950℃温度下煅烧1h，冷却，粉碎至250目，得水滑石粉末；将水滑石粉末加入其质量的6倍的浓度为3mol/L的硫酸溶液中，加热至48℃并进行保温搅拌处理30min，过滤，洗涤至中性，烘干；再与水滑石粉末质量的26％的蓖麻油酸混合，分散在体积浓度为84％的乙醇溶液中，加热至64℃，以功率为260W、频率为34kHz的超声波进行处理70min，过滤，洗涤，干燥，研磨，过200目筛，得改性水滑石。
所述的PVC塑料用热稳定剂的制备方法，包括以下步骤：将改性水滑石和异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯混合，在68℃水浴条件下加热60min；接着加入硬脂酸钙，在74℃水浴条件下加热8min；最后加入乙撑双硬脂酸酰胺，在78℃水浴条件下加热30min，得到所述的PVC塑料用热稳定剂。
实施例3
本发明实施例中，一种PVC塑料用热稳定剂，按照质量份数计，由以下原料组成：改性水滑石9份、硬脂酸钙1.4份、异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯11份、乙撑双硬脂酸酰胺8份；改性水滑石的制备步骤为：将水滑石在880℃温度下煅烧2h，冷却，粉碎至200目，得水滑石粉末；将水滑石粉末加入其质量的5倍的浓度为5mol/L的硫酸溶液中，加热至45℃并进行保温搅拌处理40min，过滤，洗涤至中性，烘干；再与水滑石粉末质量的20％的蓖麻油酸混合，分散在体积浓度为88％的乙醇溶液中，加热至62℃，以功率为280W、频率为32kHz的超声波进行处理80min，过滤，洗涤，干燥，研磨，过150目筛，得改性水滑石。
所述的PVC塑料用热稳定剂的制备方法，包括以下步骤：将改性水滑石和异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯混合，在65℃水浴条件下加热60min；接着加入硬脂酸钙，在70℃水浴条件下加热8min；最后加入乙撑双硬脂酸酰胺，在76℃水浴条件下加热30min，得到所述的PVC塑料用热稳定剂。
实施例4
本发明实施例中，一种PVC塑料用热稳定剂，按照质量份数计，由以下原料组成：改性水滑石11份、硬脂酸钙1.2份、异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯13份、乙撑双硬脂酸酰胺7份；改性水滑石的制备步骤为：将水滑石在950℃温度下煅烧1h，冷却，粉碎至250目，得水滑石粉末；将水滑石粉末加入其质量的6倍的浓度为3mol/L的硫酸溶液中，加热至48℃并进行保温搅拌处理30min，过滤，洗涤至中性，烘干；再与水滑石粉末质量的26％的蓖麻油酸混合，分散在体积浓度为84％的乙醇溶液中，加热至64℃，以功率为260W、频率为34kHz的超声波进行处理70min，过滤，洗涤，干燥，研磨，过200目筛，得改性水滑石。
所述的PVC塑料用热稳定剂的制备方法，包括以下步骤：将改性水滑石和异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯混合，在68℃水浴条件下加热50min；接着加入硬脂酸钙，在74℃水浴条件下加热5min；最后加入乙撑双硬脂酸酰胺，在78℃水浴条件下加热20min，得到所述的PVC塑料用热稳定剂。
实施例5
本发明实施例中，一种PVC塑料用热稳定剂，按照质量份数计，由以下原料组成：改性水滑石10份、硬脂酸钙1.3份、异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯12份、乙撑双硬脂酸酰胺7.6份；改性水滑石的制备步骤为：将水滑石在930℃温度下煅烧1.5h，冷却，粉碎至250目，得水滑石粉末；将水滑石粉末加入其质量的6倍的浓度为4mol/L的硫酸溶液中，加热至46℃并进行保温搅拌处理36min，过滤，洗涤至中性，烘干；再与水滑石粉末质量的24％的蓖麻油酸混合，分散在体积浓度为86％的乙醇溶液中，加热至63℃，以功率为270W、频率为33kHz的超声波进行处理78min，过滤，洗涤，干燥，研磨，过200目筛，得改性水滑石。
所述的PVC塑料用热稳定剂的制备方法，包括以下步骤：将改性水滑石和异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯混合，在67℃水浴条件下加热55min；接着加入硬脂酸钙，在72℃水浴条件下加热6min；最后加入乙撑双硬脂酸酰胺，在77℃水浴条件下加热28min，得到所述的PVC塑料用热稳定剂。
对比例1
在实施例5的基础上，删除硬脂酸钙这一组分，其余与实施例5完全相同。
对比例2
在实施例5的基础上，删除异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯这一组分，其余与实施例5完全相同。
对比例3
在实施例5的基础上，删除硬脂酸钙、异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯这两种组分，其余与实施例5完全相同。
按照PVC塑料和热稳定剂的质量比为100：2.5的比例，分别利用上述实施例1-5以及对比例1-3所制得的热稳定剂制备PVC塑料材料，具体制备步骤为：按比例将PVC塑料和热稳定剂高速混合3min后，于180-190℃在塑炼机上充分塑炼，制备得PVC塑料材料。
以各例所制得的PVC塑料材料为测试对象，按照GB3917-1982规定的PVC塑料热稳定性测试方法-刚果红法，在190℃进行静态热稳定性测试；按照转矩流变仪实验在190℃条件下进行动态热稳定性测试；根据GB/T1995《PVC塑料树脂热稳定性实验方法，白度法》测定PVC样品白度，测试的结果如表1、表2所示。
表1各例的静态热稳定性和动态热稳定性结果
由表1可以看出：与对比例相比，本发明的静态热稳定时间和动态热稳定时间有了大幅度提升，具有很好的热稳定效果；对比实施例5和对比例1-3，说明本发明热稳定剂的硬脂酸钙和异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯这两种组分与其余组分之间发挥了很强的协同作用，较不含硬脂酸钙和/或异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯的使用效果得到大幅度改善。
表2各例的样品白度值
项目 24h白度(％) 48h白度(％) 72h白度(％) 120h白度(％)
实施例1 95.5 92.6 89.6 87.2
实施例2 96.0 92.9 90.1 87.7
实施例3 96.6 93.9 90.9 88.5
实施例4 97.3 94.7 91.7 89.5
实施例5 97.9 96.1 93.5 92.0
对比例1 92.6 84.6 80.4 77.6
对比例2 91.1 83.4 78.4 75.0
对比例3 88.2 80.7 75.2 71.7
由表2可以看出：本发明在24h、48h、72h和120h时的样品白度均高于对比例的样品白度；随着时间的延长，对比例的样品白度显著减小，在120h时，样品白度仅为71.7-77.6％，而本发明的样品白度为87.2-92.0％，说明本发明热稳定剂的耐候性较对比例更优；对比实施例5和对比例1-3，说明本发明热稳定剂的硬脂酸钙和异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯这两种组分与其余组分之间发挥了很强的协同作用，较不含硬脂酸钙和/或异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯的使用效果得到大幅度改善。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种PVC塑料用热稳定剂，其特征在于，按照质量份数计，由以下原料组成：改性水滑石8-12份、硬脂酸钙1-2份、异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯9-14份、乙撑双硬脂酸酰胺5-9份；所述的改性水滑石的制备步骤为：将水滑石在880-950℃温度下煅烧1-2h，冷却，粉碎至200-250目，得水滑石粉末；将水滑石粉末加入其质量的5-6倍的浓度为3-5mol/L的硫酸溶液中，加热至45-48℃并进行保温搅拌处理30-40min，过滤，洗涤至中性，烘干；再与水滑石粉末质量的20-26％的蓖麻油酸混合，分散在体积浓度为84-88％的乙醇溶液中，加热至62-64℃，以功率为260-280W、频率为32-34kHz的超声波进行处理70-80min，过滤，洗涤，干燥，研磨，过150-200目筛，得改性水滑石。
2.根据权利要求1所述的PVC塑料用热稳定剂，其特征在于，按照质量份数计，由以下原料组成：改性水滑石9-11份、硬脂酸钙1.2-1.4份、异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯11-13份、乙撑双硬脂酸酰胺7-8份。
3.根据权利要求2所述的PVC塑料用热稳定剂，其特征在于，按照质量份数计，由以下原料组成：改性水滑石10份、硬脂酸钙1.3份、异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯12份、乙撑双硬脂酸酰胺7.6份。
4.根据权利要求1-3任一所述的PVC塑料用热稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将改性水滑石和异硬脂醇聚氧乙烯醚亚油酸酯混合，在65-68℃水浴条件下加热50-60min；接着加入硬脂酸钙，在70-74℃水浴条件下加热5-8min；最后加入乙撑双硬脂酸酰胺，在76-78℃水浴条件下加热20-30min，得到所述的PVC塑料用热稳定剂。
5.根据权利要求1-3任一所述的PVC塑料用热稳定剂在制备PVC塑料高分子材料方面的应用。
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