CN109721886A - Pvc用环保透明锌基热稳定剂及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PVC用环保透明锌基热稳定剂及其制备工艺，涉及材料化学技术领域，包括以下重量份的物质：硬脂酸锌15‑35份、水滑石10‑32份、气相二氧化硅5‑15份、6‑氨基‑1，3‑二甲基脲嘧啶2‑8份、三（2‑羟乙基）异氰尿酸酯5‑20份、单硬脂酸甘油酯2‑8份、单硬脂酸季戊四醇酯2‑8份、亚磷酸酯3‑15份、抗氧剂1‑15份、外润滑剂1‑15份、β二酮类0.5‑5份，其制备工艺包括硬脂酸锌制备和PVC用透明锌基热稳定剂制备两部分；本发明PVC用环保透明锌基热稳定剂不含有铅、镉、汞等有毒重金属，长期热稳定性好，可有效抑制初期变色，充分解决现有透明热稳定剂透明性差、毒性大、环保性差的技术问题，工艺技术简单，可快速实现产业化、规模化生产。

Description

PVC用环保透明锌基热稳定剂及其制备工艺

技术领域

本发明涉及材料化学技术领域，具体涉及一种PVC用环保透明锌基热稳定剂及其制备工艺。

背景技术

PVC是世界上产量最大的塑料产品之一，价格便宜，广泛应用于工业建筑、农业、日用品、包装、电力、公用事业等领域，由于聚氯乙烯的分子中存在烯丙基氯、叔氯等不稳定结构，其在高温条件下进行加工时，易脱去分子上的氯化氢，导致聚合物降解、变色，严重影响其使用性能和应用效果。因此，在聚氯乙烯加工过程中通常需要添加热稳定剂来增加其稳定性能。

目前市场上常用的聚氯乙烯透明热稳定剂包括有机锡类热稳定剂、液体钙锌（钡锌），粉体钙锌类热稳定剂及稀土类热稳定剂，有机锡类热稳定剂虽然透明度好，但也具有一定的毒性，存在异味、硫化污染及价格高等问题，备受争议；液体钙锌（钡锌）因为存在有各种有机溶剂和增塑剂，存在析出及毒性问题，而普通钙锌类稳定剂透明度及热稳定性都较差，稀土类热稳定剂因资源及效能等问题用量较少，因而粉体锌基透明环保稳定剂的发展极具潜力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种PVC用环保透明锌基热稳定剂，解决现有PVC透明热稳定剂透明性差、毒性大、环保性差的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：

PVC用环保透明锌基热稳定剂，所述PVC用环保透明锌基热稳定剂包括以下重量份的物质：硬脂酸锌15-35份、水滑石10-32份、气相二氧化硅5-15份、6-氨基-1，3-二甲基脲嘧啶2-8份、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯5-20份、单硬脂酸甘油酯2-8份、单硬脂酸季戊四醇酯2-8份、亚磷酸酯3-15份、抗氧剂1-15份、外润滑剂1-15份、β二酮类0.5-5份。

更进一步的，所述PVC用环保透明锌基热稳定剂包括以下重量份的物质：硬脂酸锌25份、水滑石25份、气相二氧化硅10份、6-氨基-1，3-二甲基脲嘧啶6份、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯12份、单硬脂酸甘油酯4份、单硬脂酸季戊四醇酯4份、亚磷酸酯6份、抗氧剂3份、外润滑剂3份、β二酮类2份。

更进一步的，所述硬脂酸锌包括硬脂酸90-110份，氧化锌10-20份，双氧水0.1-0.5份，氨水及氢氧化钾任意比例混合物0.4-0.6份。

更进一步的，所述PVC用环保透明锌基热稳定剂的制备工艺包括如下步骤：

a、硬脂酸锌制备：将称好的硬脂酸投入反应釜内，加热搅拌至温度90-140℃时缓慢加入氧化锌，再加入双氧水反应80-100min加入氨水及氢氧化钾任意比例混合物，至反应物料澄清透明后降温，出料冷却，压片后粉碎制得粉状透明硬脂酸锌；

b、PVC用透明锌基热稳定剂制备：将称好的硬脂酸锌、水滑石、气相二氧化硅 加入高速混料机，然后加入称好的6-氨基-1，3-二甲基脲嘧啶、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯、单硬脂酸甘油酯、单硬脂酸季戊四醇酯、亚磷酸酯、抗氧剂、外润滑剂、β二酮类在50℃以下以转速1500-2000r/min混合2-3min，再以转速500-800r/min混合13-18min，出料即可得环保透明锌基热稳定剂。

更进一步的，所述β二酮类包括二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、乙酰丙酮中的任意一种。

更进一步的，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1520中的任意一种。

更进一步的，所述外润滑剂包括石蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、褐煤酯、硬脂醇中的任意一种。

采用了上述方案后，本发明的有益效果是：

本发明PVC用环保透明锌基热稳定剂及其制备工艺采用硬脂酸锌作为主稳定剂，水滑石作为吸酸剂，气相二氧化硅作为填充料，6-氨基-1，3-二甲基脲嘧啶和三（2-羟乙基）异氰尿酸酯作为螯合剂，单硬脂酸甘油酯作为内润滑剂，单硬脂酸季戊四醇酯和亚磷酸酯作为辅助热稳定剂，同时配合添加抗氧剂、外润滑剂和β二酮类，剔除了铅、镉、汞等有毒重金属，属于真正的绿色环保稳定剂，应用于聚氯乙烯生产加工时，长期热稳定性好，可有效抑制初期变色，保证PVC材料高透明度和低雾度，充分解决现有透明热稳定剂透明性差、毒性大，环保性差的技术问题，工艺技术简单，可快速实现产业化、规模化生产。

具体实施方式

下面对本发明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的其中的几个实施例，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作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：

称取硬脂酸90份，氧化锌10份，双氧水0.1份，氨水及氢氧化钾任意比例混合物0.4份，将称好的硬脂酸投入反应釜，加热搅拌至温度90℃，缓慢加入氧化锌，再加入双氧水反应80min，加入氨水及氢氧化钾任意比例混合物，至反应物料澄清透明后降温，出料冷却，压片后粉碎制得粉状透明硬脂酸锌。

称取上述制得的硬脂酸锌15份、水滑石10份、气相二氧化硅5份、6-氨基-1，3-二甲基脲嘧啶2份、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯5份、单硬脂酸甘油酯2份、单硬脂酸季戊四醇酯2份、亚磷酸酯3份、抗氧剂1份、外润滑剂1份、β二酮类0.5份，将称好的硬脂酸锌、水滑石、气相二氧化硅 加入高速混料机，然后加入称好的6-氨基-1，3-二甲基脲嘧啶、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯、单硬脂酸甘油酯、单硬脂酸季戊四醇酯、亚磷酸酯、抗氧剂、外润滑剂、β二酮类在50℃以下以转速1500r/min混合2min，再以转速500r/min混合15min，出料即可得环保透明锌基热稳定剂。

上述β二酮类为二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、乙酰丙酮中的任意一种；上述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1520中的任意一种；上述外润滑剂包括石蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、褐煤酯、硬脂醇中的任意一种。

实施例2

称取硬脂酸110份，氧化锌20份，双氧水0.5份，氨水及氢氧化钾任意比例混合物0.6份，将称好的硬脂酸投入反应釜，加热搅拌至温度140℃，缓慢加入氧化锌，再加入双氧水反应100min，加入氨水及氢氧化钾任意比例混合物，至反应物料澄清透明后降温，出料冷却，压片后粉碎制得粉状透明硬脂酸锌。

称取上述制得的硬脂酸锌35份、水滑石32份、气相二氧化硅15份、6-氨基-1，3-二甲基脲嘧啶8份、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯20份、单硬脂酸甘油酯8份、单硬脂酸季戊四醇酯8份、亚磷酸酯15份、抗氧剂5份、外润滑剂5份、β二酮类5份，将称好的硬脂酸锌、水滑石、气相二氧化硅 加入高速混料机，然后加入称好的6-氨基-1，3-二甲基脲嘧啶、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯、单硬脂酸甘油酯、单硬脂酸季戊四醇酯、亚磷酸酯、抗氧剂、外润滑剂、β二酮类在50℃以下以转速2000r/min混合3min，再以转速800r/min混合18min，出料即可得环保透明锌基热稳定剂。

上述β二酮类为二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、乙酰丙酮中的任意一种；上述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1520中的任意一种；上述外润滑剂包括石蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、褐煤酯、硬脂醇中的任意一种。

实施例3

称取硬脂酸100份，氧化锌15份，双氧水0.2份，氨水及氢氧化钾任意比例混合物0.5份，将称好的硬脂酸投入反应釜，加热搅拌至温度110℃，缓慢加入氧化锌，再加入双氧水反应90min，加入氨水及氢氧化钾任意比例混合物，至反应物料澄清透明后降温，出料冷却，压片后粉碎制得粉状透明硬脂酸锌。

称取上述制得的硬脂酸锌25份、水滑石25份、气相二氧化硅10份、6-氨基-1，3-二甲基脲嘧啶6份、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯12份、单硬脂酸甘油酯4份、单硬脂酸季戊四醇酯4份、亚磷酸酯6份、抗氧剂3份、外润滑剂3份、β二酮类2份，将称好的硬脂酸锌、水滑石、气相二氧化硅 加入高速混料机，然后加入称好的6-氨基-1，3-二甲基脲嘧啶、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯、单硬脂酸甘油酯、单硬脂酸季戊四醇酯、亚磷酸酯、抗氧剂、外润滑剂、β二酮类在50℃以下以转速1800r/min混合2.5min，再以转速700r/min混合15min，出料即可得环保透明锌基热稳定剂。

上述β二酮类为二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、乙酰丙酮中的任意一种；上述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1520中的任意一种；上述外润滑剂包括石蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、褐煤酯、硬脂醇中的任意一种。

对照组1

现有市售的钙锌基PVC热稳定剂。

性能测试

为了对比本发明的效果，将上述4种方式对应的稳定剂按质量比5%加入到PVC原料中进行混炼制造，对样品静态热稳定性、动态热稳定性和透光率进行测试，测试方法如下：

1、静态热稳定性测试

称取PVC样本配方，混合均匀，在开始式炼塑机上混炼，温度190℃，混炼时间3min，制成厚度约为1mm的样片，记录PVC样本变黑时间，即为静态热稳定时间。

2、动态热稳定性测试

称取PVC样本配方，混合均匀，加入转矩流变仪中进行流变行为测试，混炼温度185℃，转速50rpm，记录PVC从塑化到分解的时间，即为动态热稳定时间。

3、透光率测试

称取PVC样本配方机械搅拌下混合均匀后加到双辊开炼机上185℃混炼5min，取出混合料放到平板硫化仪上压成1mm厚度的样品，然后利用紫外-可见光光度计测试样品的透光率。

上述四种样片具体对比数据如下表所示：

	动态热稳定时间min	静态热稳定时间min	透光率%
				实施列1	19.4	50	90
实施列2	18.5	53	92
				实施列3	19.2	55	93
对照组1	16.1	46	85

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.PVC用环保透明锌基热稳定剂，其特征在于，所述PVC用环保透明锌基热稳定剂包括以下重量份的物质：硬脂酸锌15-35份、水滑石10-32份、气相二氧化硅5-15份、6-氨基-1，3-二甲基脲嘧啶2-8份、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯5-20份、单硬脂酸甘油酯2-8份、单硬脂酸季戊四醇酯2-8份、亚磷酸酯3-15份、抗氧剂1-15份、外润滑剂1-15份、β二酮类0.5-5份。

2.如权利要求1所述的PVC用环保透明锌基热稳定剂，其特征在于, 所述PVC用环保透明锌基热稳定剂包括以下重量份的物质：硬脂酸锌25份、水滑石25份、气相二氧化硅10份、6-氨基-1，3-二甲基脲嘧啶6份、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯12份、单硬脂酸甘油酯4份、单硬脂酸季戊四醇酯4份、亚磷酸酯6份、抗氧剂3份、外润滑剂3份、β二酮类2份。

3.如权利要1或2任一权利要求所述的PVC用环保透明锌基热稳定剂，其特征在于,所述硬脂酸锌包括硬脂酸90-110份，氧化锌10-20份，双氧水0.1-0.5份，氨水及氢氧化钾任意比例混合物0.4-0.6份。

4.如权利要求3所述的PVC用环保透明锌基热稳定剂，其特征在于，所述PVC用环保透明锌基热稳定剂的制备工艺包括如下步骤：

a、硬脂酸锌制备：将称好的硬脂酸投入反应釜内，加热搅拌至温度90-140℃时缓慢加入氧化锌，再加入双氧水反应80-100min加入氨水及氢氧化钾任意比例混合物，至反应物料澄清透明后降温，出料冷却，压片后粉碎制得粉状透明硬脂酸锌；

b、PVC用透明锌基热稳定剂制备：将称好的硬脂酸锌、水滑石、气相二氧化硅 加入高速混料机，然后加入称好的6-氨基-1，3-二甲基脲嘧啶、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯、单硬脂酸甘油酯、单硬脂酸季戊四醇酯、亚磷酸酯、抗氧剂、外润滑剂、β二酮类在50℃以下以转速1500-2000r/min混合2-3min，再以转速500-800r/min混合13-18min，出料即可得环保透明锌基热稳定剂。

5.如权利要求4所述的PVC用环保透明锌基热稳定剂，其特征在于，所述β二酮类包括二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、乙酰丙酮中的任意一种。

6.如权利要求5所述的PVC用环保透明锌基热稳定剂，其特征在于，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1520中的任意一种。

7.如权利要求6所述的PVC用环保透明锌基热稳定剂，其特征在于,所述外润滑剂包括石蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、褐煤酯、硬脂醇中的任意一种。