CN109942984A - 一种片状钙锌稳定剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种片状钙锌稳定剂的制备方法，包括以下重量份数的原料组分：硬脂酸31.25份、氢氧化钙1.5份、氧化锌3.5份、辅助稳定剂6.97份、填充剂53.97份、催化剂13.25份、水0.7份；本发明采用钙和锌作为主要元素取代铅盐稳定剂，在塑化过程中，由于电负性较大，使得极性基团与PVC树脂的急性节点具有较强的亲和力而形成键能较强的结合物，从而减弱或消除了PVC各层离子键的吸引力，从而PVC相互缠绕的链段易于扩散，分子基团之间界限易于消失，促进了PVC树脂塑化，提高了PVC制品性能，减少了机械磨损，延长了下游设备的使用寿命；该稳定剂具有无毒无害、无粉尘污染的优点，也具有较高的稳定性和润滑性，能制备得到较好分散性、相容性以及较高光洁度的PVC制品。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种片状钙锌稳定剂的制备方法，具体来说是涉及一种应用于PVC行业和人造皮革的片状钙锌稳定剂的制备方法。
背景技术
PVC(即聚氯乙烯)是世界上用量最大的五大合成树脂之一，是由氯乙烯单体经自由基聚合反应生成的热塑性线性聚合物。PVC材料具有高强度、价格低廉，耐化学腐蚀性好、电绝缘性好以及难燃烧等优点，而且容易加工，可通过模压、层合、注塑等多种方式进行加工，广泛应用于工程建筑、食品包装、电气等行业的硬质和软制品。随着应用领域的进一步扩展，对PVC的需求将持续增加。
尽管PVC具有优越的性能，但由于PVC高分子链结构中含有支化点、双键和引发剂残基等不稳定因素的存在，使得PVC分子链上的氯容易从分子链上脱出，加热至140℃时便会分解释放出氯化氢。随着加热时间延长或者温度升高，HCL大量脱出并积累在材料中，由于HCL对PVC降解具有催化作用，使得PVC降解速度大大加快，脱出HCL后分子链中大量形成具有生色的共轭双键，制品出现颜色急剧加深，物理机械性能下降的现象，甚至碳化直至丧失使用价值。因此，在PVC制品进行成型加工时，必须使用热稳定剂。
广义地讲，能增加溶液、胶体、固体、混合物的稳定性能化学物都叫稳定剂。稳定剂可以减慢反应，保持化学平衡，降低表面张力，防止光、热分解或氧化分解等作用。广义的化学稳定剂来源非常广泛，主要根据配方设计者的设计目的，可以灵活的使用任何化学物以达到PVC产品品质稳定的目的。工业上常用的热稳定剂主要包括铅盐、金属皂、有机锡、有机锑、有机稀土、纯有机化合物等。据估计，我国目前有热稳定剂生产能力7万t/a，2000年消费量约为8万t/a。
目前，PVC行业中应用极广的稳定剂是三盐基硫酸铅，一般简称为铅盐，铅盐的有效铅含量较高，虽比其它产品表现出更为出色的热稳定性，但铅盐稳定剂的主要存在如下问题和缺点：一是铅盐稳定剂有毒，由于使用铅盐稳定剂生产的PVC产品铅含量较高，许多国家都已经修订了饮用水中铅含量标准，在PVC上水管中使用铅盐已不可能，有毒铅盐稳定剂的毒性限制了它在许多卫生要求严格的场合中应用；二是目前市面上流通的稳定剂主要以粉末状为主，虽易于加工的同时，但由于加工中产生大量粉尘，粉尘对人体呼吸道和环境产生较大的危害；三是由于一般铅盐仅附在PVC粒子的表面使得盐铅的分散性较差，其作用相当于阻碍PVC粒子间的融合，会明显推迟塑化，降低PVC粒子间的摩擦，减少PVC内的剪切作用，加工设备承受载荷较低；若铅盐用量较多，铅盐的颗粒越细，此作用就越明显，这就造成了下游加工企业设备损耗大，机器淘汰率高的问题，并且降低了PVC产品性能，增加了机械磨损，减少了设备的使用寿命。
发明内容
本发明解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种可制备得到无毒无害PVC制品并具有较高稳定性和润滑性的片状钙锌稳定剂的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种片状钙锌稳定剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：按以下重量份数准备原料组分：硬脂酸31.25份、氢氧化钙1.5份、氧化锌3.5份、单季戊四醇4.71份、β二酮1.18份、尿嘧啶1.18份、重钙32.92份、PE蜡15.67份、环氧大豆油2.85份、赛克2.53份、沸石9.8份、水滑石3.45份、水0.7份；
步骤二：先对反应炉进行加温至反应炉内的温度达到并保持在60度，再将31.25份硬脂酸加入反应炉内，然后对硬脂酸进行均匀搅拌并保持均匀搅拌，硬脂酸逐渐变成液态；由于硬脂酸熔点相对较低，反应炉内的温度设置为60度，使得硬脂酸变成液态过程中达到最佳效果，并且降低了发生挥发的程度；
步骤三：当步骤二中的硬脂酸完全变成液态之后，将3.5份氧化锌和1.5份氢氧化钙加入液态的硬脂酸中形成混合物，保持均匀搅拌混合物，使得在氧化锌和氢氧化钙分别与硬脂酸发生化学反应的过程中能更充分地发生反应，从而反应之后更充分地得到硬脂酸锌和硬脂酸钙；
步骤四：当步骤三中的氧化锌和氢氧化钙分别与硬脂酸发生反应之后，将4.71份单季戊四醇、1.18份β二酮、1.18份尿嘧啶、32.92份重钙、2.53份赛克、9.8份沸石、3.45份水滑石和0.7份水加入反应之后的混合物中，保持均匀搅拌混合物；其中，加入的水能将步骤三产生的混合物充分溶解，并且加入适量的水能降低温度，实现了较好的自动降温功能；由于步骤三中的氧化锌和氢氧化钙分别与硬脂酸反应并不彻底、不完全，存在少许未发生反应的情况，为了使步骤三残留的未反应的各原料混合物充分并彻底且完全反应，加入的单季戊四醇、β二酮、尿嘧啶作为辅助稳定剂，具有较好的润滑和活性的特性，能辅助步骤二的各原料继续反应彻底，实现原料的完全利用并能使得反应更稳定；加入的重钙作为主要的填充剂，为中间体的生成以及最终的制品奠定了坚实的基础，也有利于制备生成的最终制品成片状；作为填充剂的赛克具有优良的机械性能和耐热性，进一步提高了中间体和最终制品的机械性能和耐热性；沸石作为催化剂，对加速和稳定反应起了催化作用，具有催化功能；
步骤五：当步骤四反应彻底之后，将15.67份PE蜡、2.85份环氧大豆油加入反应彻底之后的混合物中，保持均匀搅拌混合物；其中，作为填充剂的PE蜡具有优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性，大大提高了制备生成的最终制品的光泽度、润滑作用和加工性能；作为填充剂的环氧大豆油具有相容性好、挥发性低、迁移性小的特性，具有优良的热稳定性、光稳定性、耐水性和耐油性，可赋予最终制品良好的机械强度、耐候性及电性能，且无毒性，进一步提高了制备生成的最终制品的稳定性、润滑作用和加工性能；
步骤六：对步骤五的混合物进行充分搅拌均匀之后，将液态的混合物导入双滚挤压机中冷却并挤压成固态片状成品，然后将片状成品打包；片状成品使得制备过程中不易产生粉尘，避免了危害人体和污染环境。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：采用钙和锌作为主要元素取代铅盐稳定剂，在塑化过程中，由于电负性较大，使得极性基团与PVC树脂的急性节点具有较强的亲和力而形成键能较强的结合物，从而减弱或消除了PVC各层离子键的吸引力，从而PVC相互缠绕的链段易于扩散，分子基团之间界限易于消失，促进了PVC树脂塑化，提高了PVC制品性能，减少了机械磨损，延长了下游设备的使用寿命；该稳定剂具有无毒无害、无粉尘污染的优点，也具有较高的稳定性和润滑性，能制备得到较好分散性、相容性以及较高光洁度的PVC制品。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
一种片状钙锌稳定剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：按以下重量份数准备原料组分：硬脂酸31.25份、氢氧化钙1.5份、氧化锌3.5份、单季戊四醇4.71份、β二酮1.18份、尿嘧啶1.18份、重钙32.92份、PE蜡15.67份、环氧大豆油2.85份、赛克2.53份、沸石9.8份、水滑石3.45份、水0.7份；
步骤二：先对反应炉进行加温至反应炉内的温度达到并保持在60度，再将31.25份硬脂酸加入反应炉内，然后对硬脂酸进行均匀搅拌并保持均匀搅拌，硬脂酸逐渐变成液态；由于硬脂酸熔点相对较低，反应炉内的温度设置为60度，使得硬脂酸变成液态过程中达到最佳效果，并且降低了发生挥发的程度；
步骤三：当步骤二中的硬脂酸完全变成液态之后，将3.5份氧化锌和1.5份氢氧化钙加入液态的硬脂酸中形成混合物，保持均匀搅拌混合物，使得在氧化锌和氢氧化钙分别与硬脂酸发生化学反应的过程中能更充分地发生反应，从而反应之后更充分地得到硬脂酸锌和硬脂酸钙；
步骤四：当步骤三中的氧化锌和氢氧化钙分别与硬脂酸发生反应之后，将4.71份单季戊四醇、1.18份β二酮、1.18份尿嘧啶、32.92份重钙、2.53份赛克、9.8份沸石、3.45份水滑石和0.7份水加入反应之后的混合物中，保持均匀搅拌混合物；其中，加入的水能将步骤三产生的混合物充分溶解，并且加入适量的水能降低温度，实现了较好的自动降温功能；由于步骤三中的氧化锌和氢氧化钙分别与硬脂酸反应并不彻底、不完全，存在少许未发生反应的情况，为了使步骤三残留的未反应的各原料混合物充分并彻底且完全反应，加入的单季戊四醇、β二酮、尿嘧啶作为辅助稳定剂，具有较好的润滑和活性的特性，能辅助步骤二的各原料继续反应彻底，实现原料的完全利用并能使得反应更稳定；加入的重钙作为主要的填充剂，为中间体的生成以及最终的制品奠定了坚实的基础，也有利于制备生成的最终制品成片状；作为填充剂的赛克具有优良的机械性能和耐热性，进一步提高了中间体和最终制品的机械性能和耐热性；沸石作为催化剂，对加速和稳定反应起了催化作用，具有催化功能；
步骤五：当步骤四反应彻底之后，将15.67份PE蜡、2.85份环氧大豆油加入反应彻底之后的混合物中，保持均匀搅拌混合物；其中，作为填充剂的PE蜡具有优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性，大大提高了制备生成的最终制品的光泽度、润滑作用和加工性能；作为填充剂的环氧大豆油具有相容性好、挥发性低、迁移性小的特性，具有优良的热稳定性、光稳定性、耐水性和耐油性，可赋予最终制品良好的机械强度、耐候性及电性能，且无毒性，进一步提高了制备生成的最终制品的稳定性、润滑作用和加工性能；
步骤六：对步骤五的混合物进行充分搅拌均匀之后，将液态的混合物导入双滚挤压机中冷却并挤压成固态片状成品，然后将片状成品打包；片状成品使得制备过程中不易产生粉尘，避免了危害人体和污染环境。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (1)
1.一种片状钙锌稳定剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：按以下重量份数准备原料组分：硬脂酸31.25份、氢氧化钙1.5份、氧化锌3.5份、单季戊四醇4.71份、β二酮1.18份、尿嘧啶1.18份、重钙32.92份、PE蜡15.67份、环氧大豆油2.85份、赛克2.53份、沸石9.8份、水滑石3.45份、水0.7份；
步骤二：先对反应炉进行加温至反应炉内的温度达到并保持在60度，再将31.25份硬脂酸加入反应炉内，然后对硬脂酸进行均匀搅拌并保持均匀搅拌，硬脂酸逐渐变成液态；
步骤三：当步骤二中的硬脂酸完全变成液态之后，将3.5份氧化锌和1.5份氢氧化钙加入液态的硬脂酸中形成混合物，保持均匀搅拌混合物；
步骤四：当步骤三中的氧化锌和氢氧化钙分别与硬脂酸发生反应之后，将4.71份单季戊四醇、1.18份β二酮、1.18份尿嘧啶、32.92份重钙、2.53份赛克、9.8份沸石、3.45份水滑石和0.7份水加入反应之后的混合物中，保持均匀搅拌混合物；
步骤五：当步骤四反应彻底之后，将15.67份PE蜡、2.85份环氧大豆油加入反应彻底之后的混合物中，保持均匀搅拌混合物；
步骤六：对步骤五的混合物进行充分搅拌均匀之后，将液态的混合物导入双滚挤压机中冷却并挤压成固态片状成品，然后将片状成品打包。
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