CN107163443A - 乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂及其pvc材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂，包括乙酰丙酮稀土、有机锌金属化合物、辅助热稳定剂、润滑剂和填料；按重量计，乙酰丙酮稀土、有机锌金属化合物、辅助热稳定剂、润滑剂和填料的用量比为2.0～5.0：3.0～10.0：1.0～3.0：1.0～5.0：2.0～10.0。本发明还公开了一种应用乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂的PVC材料，乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂的用量为每100重量份PVC中配加1.0～5.0重量份乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂。本发明能够有效改善PVC的初期着色性和长期热稳定性能，并降低PVC制品在生产过程中的平衡扭矩，提高生产效率。

Description

乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂及其PVC材料
技术领域
本发明涉及一种PVC稳定剂，具体说，涉及一种乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂及其PVC材料。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)塑料性能优异，价格低廉，其应用十分广泛，约占整个塑料消耗量的40％，是目前世界上产量仅次于聚乙烯的第二类塑料产品。但由于其分子结构对热不稳定，通常在120℃以上就容易发生脱氯化氢的降解反应，在PVC的加工过程中必须添加加入适当的稳定剂，以减缓PVC在加工过程中热分解。
随着我国环保条列的出台以及欧盟对铅盐类稳定剂的严格限定，铅盐类稳定剂已被逐步限制或禁止使用，目前使用范围最广的是钙锌类稳定剂。虽然钙锌类稳定剂无明显异味，且成本较为低廉，但是仍然存在着初期着色性差和后期热稳定性能急剧下降等现象。另外PVC在加入钙锌类稳定剂，在制备PVC制品的过程中，平衡扭矩偏大，导致工业生产过程中能耗损失严重，生产效率降低。
稀土离子拥有许多4f～5d空电子能级，以此作为配位中心与PVC分子中活泼的氯原子发生配位作用，使C-Cl键趋于稳定不易发生断裂，从而起到稳定作用。另外乙酰丙酮属于辅助稳定剂，它单独使用时无明显的稳定作用，但与稀土离子并用后，能明显改善PVC制品的耐热性和耐候性。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂及其 PVC材料，能够有效改善PVC的初期着色性和长期热稳定性能，并降低PVC 制品在生产过程中的平衡扭矩，提高生产效率。
技术方案如下：
一种乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂，包括乙酰丙酮稀土、有机锌金属化合物、辅助热稳定剂、润滑剂和填料；按重量计，乙酰丙酮稀土、有机锌金属化合物、辅助热稳定剂、润滑剂和填料的用量比为2.0～5.0：3.0～10.0： 1.0～3.0：1.0～5.0：2.0～10.0。
进一步：乙酰丙酮稀土中，稀土元素选用Sc、Y或镧系元素。
进一步：有机锌金属化合物选用硬脂酸锌、磷酸锌、硼酸锌或乙酰水杨酸锌。
进一步：辅助热稳定剂选用水滑石、乙酰丙酮钙、抗氧剂、亚磷酸酯、β-二酮或环氧大豆油中的一种或多种。
进一步：润滑剂选用石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、单甘脂中的一种或多种。
进一步：填料选用碳酸钙、高岭土、金红石、碳白、玻璃纤维中的一种或多种。
一种应用乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂的PVC材料，乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂的用量为每100重量份PVC中配加1.0～5.0重量份乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
1、本发明制备的乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂，能够有效改善PVC的初期着色性和长期热稳定性能，并降低PVC制品在生产过程中的平衡扭矩，提高生产效率。
本发明可明显地改善PVC的热稳定性能，降低PVC初期着色并延长后期的稳定时间，有效解决钙锌类稳定剂后期出现的“锌烧”现象，并且在PVC 制品生产过程中可明显降低平衡扭矩，提高生产效率。
2、本发明工艺操作简单，原料易得，绿色环保，无重金属污染，环保节能，在工业生产中具有非常广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明中烘箱老化试验结果的示意图；
图2是本发明中配方4、配方5、配方6转矩流变结果图。
具体实施方式
下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
本发明综合了稀土离子与乙酰丙酮化合物两者的优点，制得乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂，并辅以其它辅料，制得了乙酰丙酮类稀土稳定剂，并用于改善PVC的热稳定性能。
乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂，由乙酰丙酮稀土、有机锌金属化合物、辅助热稳定剂、润滑剂及填料复合而成。按重量计，其用量比为2.0～5.0： 3.0～10.0：1.0～3.0：1.0～5.0：2.0～10.0。
乙酰丙酮稀土中，稀土元素选用Sc、Y或镧系元素的一种。有机锌金属化合物选用硬脂酸锌、磷酸锌、硼酸锌或乙酰水杨酸锌中的一种。辅助热稳定剂为水滑石、乙酰丙酮钙、抗氧剂、亚磷酸酯、β-二酮或环氧大豆油中的一种或多种。润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、单甘脂中的一种或多种。填料为碳酸钙、高岭土、金红石、碳白、玻璃纤维中的一种或多种。
应用乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂的PVC材料，其中乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂用量为：100重量份PVC中配加1.0～5.0重量份乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂。
实施例1：
准确称取乙酰丙酮镧2.5g、磷酸锌3.0g、水滑石1.0g、抗氧剂1.0g、聚乙烯蜡2.0g、碳酸钙5.0g，并将以上组分经高速混合机充分混合，即得乙酰丙酮镧稀土复合热稳定剂1#。
实施例2：
准确称取乙酰丙酮钆3.0g、硼酸锌4.0g、水滑石1.0g、抗氧剂0.5g、β- 二酮1.0g、聚乙烯蜡2.0g、碳酸钙5.0g、碳白1.0g，并将以上组分经高速混合机充分混合，即得乙酰丙酮钆稀土复合热稳定剂2#。
实施例3：
准确称取乙酰丙酮铕3.5g、硬脂酸锌5g、水滑石0.3g、乙酰丙酮钙0.5g、抗氧剂0.3g、β-二酮0.6g、石蜡2.0g、碳酸钙5.0g，高岭土1.0g，并将以上组分经高速混合机充分混合，即得乙酰丙酮铕稀土复合热稳定剂3#。
实施例4：
准确称取乙酰丙酮镧2.5g、磷酸锌6.0g、水滑石0.5g、抗、β-二酮0.6g、环氧大豆油0.3g、聚乙烯蜡2.0g、碳酸钙5.0g、高岭土1.0g，并将以上组分经高速混合机充分混合，即得乙酰丙酮镧稀土复合热稳定剂4#。
实施例5：
准确称取乙酰丙酮钆3.0g、硼酸锌7.0g、水滑石0.5g、抗氧剂0.5g、亚磷酸三辛酯1.0g、聚乙烯蜡1.0g、氧化聚乙烯蜡1.0g、碳酸钙5.0g、高岭土 0.5g、金红石1.0g，并将以上组分经高速混合机充分混合，即得乙酰丙酮钆稀土复合热稳定剂5#。
实施例6：
准确称取乙酰丙酮铕3.0g、硬脂酸锌9.0g、水滑石0.5g、乙酰丙酮钙0.5g、抗氧剂0.3g、亚磷酸三辛酯0.6g、环氧大豆油0.6g、聚乙烯蜡1.0g、单甘脂 1.0g、碳酸钙7.0g、高岭土0.5g、金红石0.5g，并将以上组分经高速混合机充分混合，即得乙酰丙酮铕稀土复合热稳定剂6#。
1、乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂的烘箱老化试验，实验配方的组成示于表1中，具体如下：
表1：配方组分 单位：g
准确按上述配方要求，对每个样品精确称量并混合均匀，置于辊温160℃、辊距1mm的双辊炼塑机上塑炼3min，取片后，剪成2cm×2cm方块试片，按GB/T 7141-92标准要求，将PVC片按顺序分组置于老化烘箱中，在200±1℃下进行烘箱老化实验测试，每隔10min取出试片，观察并记录试片色度的变化，时间一直持续到试片出现黑色为止。
如图1所示，是本发明中烘箱老化试验结果的示意图。
由图1可见，从配方1、2、3中可以发现，随着稳定剂用量的增加，热稳定时间明显提高，但总体热稳定时间较短，这主要是由于稳定剂各成分配比不当所致。
从配方4～配方6比较可发现，不同品种、不同用量的辅助稳定剂及润滑剂的使用对热稳定时间也有所不同。从实验数据中可以看出：配方5的热稳定性能最好，不仅具有优良的初期稳定性，而且后期锌烧现象也不明显。
从图1中可以看出，随着时间的推移，试片的颜色逐渐变深，白度值也逐渐降低。试片的基本变化规律为白色—淡黄色—黄色—橘黄色—深绿色—黑色。
2、乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂的转矩流变实验。
按照表1的配方，准确称取配方4、配方5、配方6各70克，在哈克流变仪上进行了转矩流变实验。设置转矩流变温度为185℃，转速50r/min，结果见图2。
如图2所示，是本发明中配方4、配方5、配方6转矩流变结果图。
从图1中可以看出，配方5、配方6稳定剂的平衡扭矩明显比配方4稳定剂的平衡扭矩要小，这主要是由于配方5和配方6中的润滑剂量占的比重比较大，因此，在实际生产中如果采用配方5或配方6的稀土稳定剂，可以提高产品生产效率。另外，配方6的动态老化时间也比其它配方的动态老化时间要长，这与烘箱老化结果一致。
因此，从烘箱老化结果和转矩流变结果来看，本发明热稳定剂的热稳定性能明显比钙锌热稳定性能要好，且本发明稳定剂的平衡扭矩较低，具有较好的工业应用前景。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂，其特征在于：包括乙酰丙酮稀土、有机锌金属化合物、辅助热稳定剂、润滑剂和填料；按重量计，乙酰丙酮稀土、有机锌金属化合物、辅助热稳定剂、润滑剂和填料的用量比为2.0～5.0：3.0～10.0：1.0～3.0：1.0～5.0：2.0～10.0。
2.如权利要求1所述乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂，其特征在于：乙酰丙酮稀土中，稀土元素选用Sc、Y或镧系元素。
3.如权利要求1所述乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂，其特征在于：有机锌金属化合物选用硬脂酸锌、磷酸锌、硼酸锌或乙酰水杨酸锌。
4.如权利要求1所述乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂，其特征在于：辅助热稳定剂选用水滑石、乙酰丙酮钙、抗氧剂、亚磷酸酯、β-二酮或环氧大豆油中的一种或多种。
5.如权利要求1所述乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂，其特征在于：润滑剂选用石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、单甘脂中的一种或多种。
6.如权利要求1所述乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂，其特征在于：填料选用碳酸钙、高岭土、金红石、碳白、玻璃纤维中的一种或多种。
7.一种应用权利要求1～6所述乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂的PVC材料，其特征在于：乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂的用量为每100重量份PVC中配加1.0～5.0重量份乙酰丙酮类稀土复合热稳定剂。
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