CN109251364A - 一种pvc塑料生产加工用热稳定剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新型功能材料技术领域，公开了一种PVC塑料生产加工用热稳定剂，利用热稳定性能极好的氧化锌与氧化钬作为核心原料，对其进行有机化处理，能够提高与PVC塑料的相容性，同时使用络合沸石粉对其进行包覆，增大了比表面积，能够提高热稳定剂的作用效率，降低用量，显著延长了PVC塑料的使用寿命，本发明制备得到的热稳定剂解决了现有PVC塑料在热、光、氧、酸碱等的作用下材料性能急剧劣化的问题，并具有较高的力学稳定性，兼顾了PVC塑料耐老化性和力学性能的提升，提高了PVC塑料的开发利用，能够实现延长PVC塑料使用寿命以及扩展其适用领域的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。

Description

一种PVC塑料生产加工用热稳定剂
技术领域
本发明属于新型功能材料技术领域，具体涉及一种PVC塑料生产加工用热稳定剂。
背景技术
塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，俗称塑料或树脂，可以自由改变成分及形体样式，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。
聚氯乙烯，英文简称PVC，是氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂，或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。PVC曾是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。
由于PVC塑料热稳定性很差，在温度超过100℃后即开始发生裂解、热变色等降解现象，在酸碱环境作用下，更加速了材料性能劣化。因此PVC塑料在使用过程中需要长期防止热、光、氧、酸碱等的破坏作用，限制了其应用范围，使得PVC塑料的使用寿命得不到提高。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种PVC塑料生产加工用热稳定剂，能够提高热稳定剂的作用效率，降低用量，显著延长了PVC塑料的使用寿命。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种PVC塑料生产加工用热稳定剂，按照重量份计由以下成分制成：氧化锌1.8-2.0份、氧化钬1.5-1.6份、氢氧化钠溶液11-12份、油酸0.5-0.6份、乙醇20-25份、正庚烷3.2-3.3份、三乙烯四胺1.0-1.2份、氮氮二甲基甲酰胺1.2-1.4份、沸石粉5.5-6.0份、浓氨水3-4份，其制备方法包括以下步骤：
（1）将氧化锌与氧化钬粉末加入烧杯中，加入氢氧化钠溶液搅拌混合均匀后，转移到装有搅拌器的三口烧瓶中，滴加油酸，快速搅拌混合均匀，水浴加热至45-55℃，然后将正庚烷和氮氮二甲基甲酰胺加入到三口烧瓶中，继续升温至85-88℃，搅拌反应2-3小时，反应结束后冷却至室温；
（2）将沸石粉加入到乙醇溶剂中，加热至70-75℃，搅拌混合40-50分钟，依次滴加三乙烯四胺和浓氨水，混合搅拌均匀后，在氮气保护下反应20-30分钟，然后进行过滤，在70-80℃下干燥3-4小时，置于预热后的马弗炉中，在700-740℃下煅烧1.0-1.5小时，得到络合沸石粉；
（3）将步骤（2）制备得到的混合物加入到步骤（1）中的反应产物中，超声处理15-18分钟，然后转移至反应釜中，在180-185℃下保温反应4-5小时，反应结束后自然冷却至室温，将产物取出，使用去离子水和无水乙醇先后各清洗3-5次，然后将产物在100-110℃下干燥7-8小时，冷却后研磨成粉即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述氢氧化钠溶液质量浓度为20-24%。
作为对上述方案的进一步描述，所述浓氨水pH值在11.0-11.2之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述快速搅拌速度为800-900转/分钟。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中马弗炉预热温度为200-230℃。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）制备得到的热稳定剂粒径大小在100-120纳米之间。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有PVC塑料热稳定性差的问题，本发明提供了一种PVC塑料生产加工用热稳定剂，利用热稳定性能极好的氧化锌与氧化钬作为核心原料，对其进行有机化处理，能够提高与PVC塑料的相容性，同时使用络合沸石粉对其进行包覆，增大了比表面积，能够提高热稳定剂的作用效率，降低用量，显著延长了PVC塑料的使用寿命，本发明制备得到的热稳定剂解决了现有PVC塑料在热、光、氧、酸碱等的作用下材料性能急剧劣化的问题，并具有较高的力学稳定性，兼顾了PVC塑料耐老化性和力学性能的提升，提高了PVC塑料的开发利用，能够实现延长PVC塑料使用寿命以及扩展其适用领域的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。
实施例1
一种PVC塑料生产加工用热稳定剂，按照重量份计由以下成分制成：氧化锌1.8份、氧化钬1.5份、氢氧化钠溶液11份、油酸0.5份、乙醇20份、正庚烷3.2份、三乙烯四胺1.0份、氮氮二甲基甲酰胺1.2份、沸石粉5.5份、浓氨水3份，其制备方法包括以下步骤：
（1）将氧化锌与氧化钬粉末加入烧杯中，加入氢氧化钠溶液搅拌混合均匀后，转移到装有搅拌器的三口烧瓶中，滴加油酸，快速搅拌混合均匀，水浴加热至45℃，然后将正庚烷和氮氮二甲基甲酰胺加入到三口烧瓶中，继续升温至85℃，搅拌反应2小时，反应结束后冷却至室温；
（2）将沸石粉加入到乙醇溶剂中，加热至70℃，搅拌混合40分钟，依次滴加三乙烯四胺和浓氨水，混合搅拌均匀后，在氮气保护下反应20分钟，然后进行过滤，在70℃下干燥3小时，置于预热后的马弗炉中，在700℃下煅烧1.0小时，得到络合沸石粉；
（3）将步骤（2）制备得到的混合物加入到步骤（1）中的反应产物中，超声处理15分钟，然后转移至反应釜中，在180℃下保温反应4小时，反应结束后自然冷却至室温，将产物取出，使用去离子水和无水乙醇先后各清洗3次，然后将产物在100℃下干燥7小时，冷却后研磨成粉即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述氢氧化钠溶液质量浓度为20%。
作为对上述方案的进一步描述，所述浓氨水pH值在11.0-11.2之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述快速搅拌速度为800转/分钟。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中马弗炉预热温度为200℃。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）制备得到的热稳定剂粒径大小在100-120纳米之间。
实施例2
一种PVC塑料生产加工用热稳定剂，按照重量份计由以下成分制成：氧化锌1.9份、氧化钬1.55份、氢氧化钠溶液11.5份、油酸0.55份、乙醇23份、正庚烷3.25份、三乙烯四胺1.1份、氮氮二甲基甲酰胺1.3份、沸石粉5.8份、浓氨水3.5份，其制备方法包括以下步骤：
（1）将氧化锌与氧化钬粉末加入烧杯中，加入氢氧化钠溶液搅拌混合均匀后，转移到装有搅拌器的三口烧瓶中，滴加油酸，快速搅拌混合均匀，水浴加热至50℃，然后将正庚烷和氮氮二甲基甲酰胺加入到三口烧瓶中，继续升温至86℃，搅拌反应2.5小时，反应结束后冷却至室温；
（2）将沸石粉加入到乙醇溶剂中，加热至72℃，搅拌混合45分钟，依次滴加三乙烯四胺和浓氨水，混合搅拌均匀后，在氮气保护下反应25分钟，然后进行过滤，在75℃下干燥3.5小时，置于预热后的马弗炉中，在720℃下煅烧1.2小时，得到络合沸石粉；
（3）将步骤（2）制备得到的混合物加入到步骤（1）中的反应产物中，超声处理16分钟，然后转移至反应釜中，在182℃下保温反应4.5小时，反应结束后自然冷却至室温，将产物取出，使用去离子水和无水乙醇先后各清洗4次，然后将产物在105℃下干燥7.5小时，冷却后研磨成粉即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述氢氧化钠溶液质量浓度为22%。
作为对上述方案的进一步描述，所述浓氨水pH值在11.0-11.2之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述快速搅拌速度为850转/分钟。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中马弗炉预热温度为210℃。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）制备得到的热稳定剂粒径大小在100-120纳米之间。
实施例3
一种PVC塑料生产加工用热稳定剂，按照重量份计由以下成分制成：氧化锌2.0份、氧化钬1.6份、氢氧化钠溶液12份、油酸0.6份、乙醇25份、正庚烷3.3份、三乙烯四胺1.2份、氮氮二甲基甲酰胺1.4份、沸石粉6.0份、浓氨水4份，其制备方法包括以下步骤：
（1）将氧化锌与氧化钬粉末加入烧杯中，加入氢氧化钠溶液搅拌混合均匀后，转移到装有搅拌器的三口烧瓶中，滴加油酸，快速搅拌混合均匀，水浴加热至55℃，然后将正庚烷和氮氮二甲基甲酰胺加入到三口烧瓶中，继续升温至88℃，搅拌反应3小时，反应结束后冷却至室温；
（2）将沸石粉加入到乙醇溶剂中，加热至75℃，搅拌混合50分钟，依次滴加三乙烯四胺和浓氨水，混合搅拌均匀后，在氮气保护下反应30分钟，然后进行过滤，在80℃下干燥4小时，置于预热后的马弗炉中，在740℃下煅烧1.5小时，得到络合沸石粉；
（3）将步骤（2）制备得到的混合物加入到步骤（1）中的反应产物中，超声处理18分钟，然后转移至反应釜中，在185℃下保温反应5小时，反应结束后自然冷却至室温，将产物取出，使用去离子水和无水乙醇先后各清洗5次，然后将产物在110℃下干燥8小时，冷却后研磨成粉即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述氢氧化钠溶液质量浓度为24%。
作为对上述方案的进一步描述，所述浓氨水pH值在11.0-11.2之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述快速搅拌速度为900转/分钟。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中马弗炉预热温度为230℃。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）制备得到的热稳定剂粒径大小在100-120纳米之间。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，在热稳定剂制备中，省略氧化钬的添加，其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，在热稳定剂制备中，省略氮氮二甲基甲酰胺的添加，其余保持一致。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，在热稳定剂制备中，省略步骤（2）中络合沸石粉的制备添加，其余保持一致。
对比例4
与实施例3的区别仅在于，在络合沸石粉制备中，步骤（2）中在780℃下煅烧1.0小时，得到络合沸石粉，其余保持一致。
对比例5
与实施例3的区别仅在于，在热稳定剂制备中，步骤（3）中在200℃下保温反应3.5小时，其余保持一致。
对比实验
分别使用实施例1-3和对比例1-5的方法制备PVC塑料生产加工用热稳定剂，以使用三盐基硫酸铅作为热稳定剂的方法作为对照组，按照使用各组热稳定剂加工制备PVC塑料，各组制备原料相同，对制备得到的PVC塑料进行热性能比较，保持试验中无关变量一致，统计有效平均值，结果如下表所示：
（所述酸液为质量浓度为60%的硫酸）
本发明制备得到的热稳定剂解决了现有PVC塑料在热、光、氧、酸碱等的作用下材料性能急剧劣化的问题，并具有较高的力学稳定性，兼顾了PVC塑料耐老化性和力学性能的提升，提高了PVC塑料的开发利用，能够实现延长PVC塑料使用寿命以及扩展其适用领域的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。

Claims (6)

1.一种PVC塑料生产加工用热稳定剂，其特征在于，按照重量份计由以下成分制成：氧化锌1.8-2.0份、氧化钬1.5-1.6份、氢氧化钠溶液11-12份、油酸0.5-0.6份、乙醇20-25份、正庚烷3.2-3.3份、三乙烯四胺1.0-1.2份、氮氮二甲基甲酰胺1.2-1.4份、沸石粉5.5-6.0份、浓氨水3-4份，其制备方法包括以下步骤：
（1）将氧化锌与氧化钬粉末加入烧杯中，加入氢氧化钠溶液搅拌混合均匀后，转移到装有搅拌器的三口烧瓶中，滴加油酸，快速搅拌混合均匀，水浴加热至45-55℃，然后将正庚烷和氮氮二甲基甲酰胺加入到三口烧瓶中，继续升温至85-88℃，搅拌反应2-3小时，反应结束后冷却至室温；
（2）将沸石粉加入到乙醇溶剂中，加热至70-75℃，搅拌混合40-50分钟，依次滴加三乙烯四胺和浓氨水，混合搅拌均匀后，在氮气保护下反应20-30分钟，然后进行过滤，在70-80℃下干燥3-4小时，置于预热后的马弗炉中，在700-740℃下煅烧1.0-1.5小时，得到络合沸石粉；
（3）将步骤（2）制备得到的混合物加入到步骤（1）中的反应产物中，超声处理15-18分钟，然后转移至反应釜中，在180-185℃下保温反应4-5小时，反应结束后自然冷却至室温，将产物取出，使用去离子水和无水乙醇先后各清洗3-5次，然后将产物在100-110℃下干燥7-8小时，冷却后研磨成粉即可。
2.如权利要求1所述一种PVC塑料生产加工用热稳定剂，其特征在于，所述氢氧化钠溶液质量浓度为20-24%。
3.如权利要求1所述一种PVC塑料生产加工用热稳定剂，其特征在于，所述浓氨水pH值在11.0-11.2之间。
4.如权利要求1所述一种PVC塑料生产加工用热稳定剂，其特征在于，步骤（1）所述快速搅拌速度为800-900转/分钟。
5.如权利要求1所述一种PVC塑料生产加工用热稳定剂，其特征在于，步骤（2）中马弗炉预热温度为200-230℃。
6.如权利要求1所述一种PVC塑料生产加工用热稳定剂，其特征在于，步骤（3）制备得到的热稳定剂粒径大小在100-120纳米之间。
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