CN115746396A - 一种高氯酸盐改性水滑石及制备方法、复合热稳定剂及制备方法、皮革制品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高氯酸盐改性水滑石及制备方法、复合热稳定剂及制备方法、皮革制品,将水滑石加入到含羟基有机溶剂中,搅拌形成水滑石浆液;向水滑石浆液中加入酸性溶液构成反应体系,并调节反应体系的PH至3‑4.5之间;将反应体系温度维持在60‑90℃,向水滑石浆液中加入于水滑石摩尔比为(1‑13):1的高氯酸盐溶液,继续保持反应体系的PH为3‑4.5,对加入了高氯酸盐溶液的水滑石浆液进行搅拌,获得高氯酸盐改性水滑石浆液;去除产物水分,得到高氯酸盐改性水滑石且其高氯酸根与碳酸根的比例为(4‑35):1,本发明通过采用含羟基有机溶剂来分散水滑石,并调节PH在3‑4.5范围内,提升高氯酸盐与水滑石的反应速率。
Description
技术领域
本发明涉及汽车内饰用复合热稳定剂领域,尤其涉及一种高氯酸盐改性水滑石及制备方法、复合热稳定剂及制备方法、皮革制品。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)由于其增塑性柔软且机械性能好,已广泛应用于汽车用皮革内饰等领域,如皮革坐垫,皮革方向盘等;目前对汽车用皮革的要求越来越突出,例如颜色要求等,但PVC材质受热超过100℃一定时间后,会导致发生色变,特别是浅色的PVC,因此在生产时,通常将热稳定剂加入到用作汽车皮革的PVC中。
水滑石是一种无机复合热稳定剂,其对PVC热稳定性具有积极作用;高氯酸盐能够对降低PVC制品在长期储存的过程中热老化色变现象,将二者的功能结合,能够大大提升PVC的热稳定性。
目前在高氯酸盐与水滑石反应的过程中,需要先将水滑石在溶剂中分散均匀再进行后续反应,目前分散水滑石的溶剂往往采用去离子水或者有机溶剂,当采用去离子水作为溶剂时,水滑石不易在去离子水中分散,需要搅拌较长时间,而采用有机溶剂作为溶剂时,水滑石在有机溶剂中,却不易与高氯酸盐反应,反应速率很低。
发明内容
基于上述现状,本发明的主要目的在于提供一种高氯酸盐改性水滑石及制备方法、复合热稳定剂及制备方法、皮革制品,加快制备PVC热稳定剂的速率。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种利用有机溶剂制备高氯酸盐改性水滑石的方法,所述方法包括:
步骤S1:将水滑石加入到含羟基有机溶剂中,搅拌形成水滑石浆液;其中,每100ml所述含羟基有机溶剂中加入1至5g所述水滑石;
步骤S2:向所述水滑石浆液中加入酸性溶液构成反应体系,并通过控制加入的所述酸性溶液的量来调节反应体系的PH至3-4.5之间;
步骤S3:对所述反应体系进行温度控制,使反应温度维持在60-90℃,向所述水滑石浆液中加入高氯酸盐溶液,加入的量使反应体系中的高氯酸盐与水滑石的摩尔比为(1-13):1,继续通过控制加入的酸性溶液的量来保持反应体系的PH为3-4.5,对加入了所述高氯酸盐溶液的所述水滑石浆液进行搅拌,经预设时长的反应后,获得高氯酸盐改性水滑石浆液;
步骤S4:去除所述高氯酸盐改性水滑石浆液中的水分,得到高氯酸盐改性水滑石,其中所述高氯酸盐改性水滑石中的高氯酸根与碳酸根的比例为(4-35):1;
其中,所述步骤S2和所述步骤S3加入的酸性溶液的量的比值范围为1:(0.1-1)。
优选地,所述含羟基有机溶剂为甲醇、乙醇、丁醇、辛醇、正丁醇、异丙醇、乙二醇、正己醇、苯甲醇、丙二醇中的一种。
优选地,所述高氯酸盐包括高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锂、高氯酸钙、高氯酸镁、高氯酸钡中的一种或几种;所述反应的氛围为氮气、氦气或者减压氛围中的一种。
优选地,所述酸性溶液为盐酸、硫酸中的一种。
优选地,在步骤S2中和步骤S3中,加入所述酸性溶液的比例为1:(0.6-0.8)。
优选地,所述反应体系的PH值为3-4;所述高氯酸盐溶液与所述水滑石浆液的摩尔比为(7-10):1,所述高氯酸盐改性水滑石中的高氯酸根与碳酸根的比例为(9.6-18.6):1。
为了进一步解决上述问题,本发明还提供一种高氯酸盐改性水滑石,所述高氯酸盐改性水滑石根据上述高氯酸盐改性水滑石的制备方法制备得到,所述高氯酸盐改性水滑石中高氯酸根与碳酸根的比例为(4-35):1。
为了进一步解决上述问题,本发明还提供一种复合热稳定剂的制备方法,该方法包括:
在高氯酸盐改性水滑石中加入助热稳定剂制备获得复合热稳定剂,所述高氯酸盐改性水滑石由上述高氯酸盐改性水滑石的制备方法制备获得;
所述助热稳定剂包括:钙/锌稳定剂、β-二酮和抗氧剂,所述复合热稳定剂内各组分的质量份数为所述高氯酸盐改性水滑石5-25份、钙/锌稳定剂5-55份,β-二酮1-25份,抗氧剂1-15份。
为了进一步解决上述问题,本发明还提供一种复合热稳定剂,采用上述复合热稳定剂的制备方法制备得到。
为了进一步解决上述问题,本发明还提供一种皮革制品,所述皮革制品的成分包含热稳定剂,所述热稳定剂为上述复合热稳定剂。
本发明的有益效果是:本发明采用含羟基有机溶剂作为分散水滑石的溶剂,二者相互形成水滑石浆液,水滑石浆液与酸性溶液构成反应体系,控制加入酸性溶液的量来调节反应体系的PH在3-4.5之间,反应温度为60-90℃,向水滑石浆液中加入高氯酸盐溶液,并继续加酸性溶液保持PH值,调节PH值和保持PH值所加入酸性溶液的量的比值范围是1:(0.1-1),搅拌获得高氯酸盐改性水滑石浆液,去除水分后,获得高氯酸盐改性水滑石,采用含羟基有机溶剂分散水滑石,能够提升水滑石浆液的分散度,并且调节PH在3-4.5的范围内,能够有效提升高氯酸根插层进入水滑石的速度,提升高氯酸盐改性水滑石的制备效率。
本发明的其他有益效果,将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述,本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍,应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。
附图说明
以下将参照附图对本发明的实施例的优选实施方式进行描述。图中:
图1为本发明实施例的利用有机溶剂制备高氯酸盐改性水滑石的方法的流程示意图
图2为图1中步骤S4的详细流程示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述,但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分,为了避免混淆本发明的实质,公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。
此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求,否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义;也就是说,是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
请参阅图1,本发明提供了一种利用有机溶剂制备高氯酸盐改性水滑石的方法,其包括如下步骤:
步骤S1:将水滑石加入到含羟基有机溶剂中,搅拌形成水滑石浆液;其中,每100ml含羟基有机溶剂中加入1至5g水滑石;
步骤S2:向水滑石浆液中加入酸性溶液构成反应体系,并通过控制加入的酸性溶液的量来调节反应体系的PH至3-4.5之间;
步骤S3:对反应体系进行温度控制,使反应温度维持在60-90℃,向水滑石浆液中加入高氯酸盐溶液,加入的量使反应体系中的高氯酸盐与水滑石的摩尔比为(1-13):1,继续通过控制加入的酸性溶液的量来保持反应体系的PH为3-4.5,对加入了高氯酸盐溶液的水滑石浆液进行搅拌,经预设时长的反应后,获得高氯酸盐改性水滑石浆液;
步骤S4:去除高氯酸盐改性水滑石浆液中的水分,得到高氯酸盐改性水滑石,其中高氯酸盐改性水滑石中的高氯酸根与碳酸根的比例为4-35;
其中,步骤S2和步骤S3加入的酸性溶液的量的比值范围为1:(0.1-1)。
作为一种实施例,在上述步骤S1中,将水滑石加入到含羟基有机溶剂中以第一速度搅拌形成水滑石浆液。
作为一种实施例,含羟基可以为甲醇、乙醇、丁醇、辛醇、正丁醇、异丙醇、乙二醇、正己醇、苯甲醇、丙二醇,优选的为甲醇。
作为一种实施例,在步骤S1中,可以通过搅拌装置或者人工搅拌来对水滑石浆液实施搅拌。
作为一种实施例,第一速度为1000-1500r/min,搅拌时间为30min-2h。
作为一种实施例,为将水滑石均匀分散于溶剂中,搅拌装置进行搅拌的第一速度可以是1000-1300r/min,1100-1400r/min,1200-1300r/min,1300-1500r/min。具体地,搅拌速度可以是1000r/min、1100r/min、1200r/min、1300r/min、1400r/min或1500r/min。
作为一种实施例,为将水滑石均匀分散于溶剂中,第一速度搅拌的时间可以是30min-40min,30min-1h,40min-1h,1h-2h。具体地,搅拌速度可以是30min、40min、1h、2h。
作为一种实施例,为使水滑石分散均匀且缩短搅拌时间,可以将第一速度取值1000-1300r/min,搅拌时间取值30min-1h,或者将第一速度取值1100-1400r/min,搅拌时间取值30-40min。
作为一种实施例,在上述步骤S2中,为了提升反应速率,反应体系的PH值可以是3-3.5、3-4、3-4.5具体地,反应体系的PH可以是,3、3.5、4、4.5。
作为一种实施例,在上述步骤S2中,具体地,反应体系优选的PH值的范围为3-4.5之间,优选的PH值为4。ClO4-/CO3 2-的比例在PH值为3-4的范围内均处于较高的比例,ClO4-/CO3 2--的比例达到最大,PH值4-4.5的范围内,ClO4-/CO3 2-的比例随着PH值的升高而减小。
作为一种实施例,在步骤S2中,水滑石浆液中调节PH值的方法为在水滑石浆液中加入盐酸或者硫酸,但不受限于此。
作为一种实施例,在上述步骤S3中,具体地,高氯酸盐可以以溶液的形式加入,其包括但不受限于:高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锂、高氯酸钙、高氯酸镁、高氯酸钡中的一种或几种。
作为一种实施例,高氯酸盐溶液与水滑石浆液的摩尔比可以是(1-3):1,(1-7):1,(3-7):1,(3-10):1,(7-10):1,(10-13):1,高氯酸盐溶液与水滑石浆液的摩尔比可以是1:1,3:1,5:1,7:1,10:1,13:1。
作为一种实施例,高氯酸盐溶液与水滑石浆液的摩尔比若比值过小,则没有足够量的高氯酸根离子插层进入水滑石;高氯酸盐溶液与水滑石浆液若比值过大,高氯酸盐与水滑石的反应速度过快,难以控制高氯酸根插层进入水滑石的插层量,为了得到所需高氯酸根与碳酸根的比值的高氯酸盐改性水滑石为了得到所需高氯酸根与碳酸根的比值的高氯酸盐改性水滑石,可以将高氯酸盐溶液与水滑石浆液的摩尔比控制在(7-10):1范围内,优选为7。
作为一种实施例,步骤S3中,对反应体系进行温度控制的范围可以为60-70℃、65-75℃、70-80℃、75-85℃。具体地,反应的温度可以是60℃、65℃、70℃、75℃、80℃或85℃。
作为一种实施例,步骤S3中,为了提升反应的安全性,并保持反应效率,可将反应温度控制在75-85℃,优选为80℃,此时反应温度较高,能够大大提高了反应速率。
作为一种实施例,在步骤S3反应过程中,反应体系内的质子源被不断消耗,需要继续增加酸性溶液调节PH,在步骤S2和步骤S3中加入的酸性溶液的比例在1:(0.1-1)范围内。
作为一种实施例,在步骤S2和步骤S3加入酸性物质的比例范围可以是1:(0.1-0.5)、1:(0.6-0.8)、1:(0.8-1)。具体地,步骤骤S2和步骤S3加入酸性物质的比例范围可以是1:0.1、1:0.3、1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:1。
作为一种实施例,为了调节反应的PH值在较利于反应进行的范围,步骤S2与步骤S3中为调节PH所加的酸性溶液的比例优选在1:(0.6-0.8),易于步骤S3中的PH值保持在至3-4.5范围,大大提升高氯酸盐与水滑石的反应速率。
具体地,反应过程中,反应氛围可以为空气、氮气以及氦气或者减压氛围中的一种,但不受限于此,采用氮气、氦气等惰性气体作为反应氛围,可以在反应时消去反应中的二氧化碳,能够提升离子置换反应的速率;在减少空气压力的氛围下进行反应,反应氛围内的二氧化碳减少,提升离子置换的反应速率。
作为一种实施例,在上述步骤S3中,采用第二速度对加入高氯酸盐溶液的水滑石浆液进行搅拌。
作为一种实施例,在步骤S3中,可以通过搅拌装置或者人工搅拌来对加入高氯酸盐的水滑石浆液进行搅拌。
作为一种实施例,第二速度为1000-1500r/min,搅拌时间为30min-3h。
作为一种实施例,为了使高氯酸盐与水滑石充分反应,搅拌装置进行搅拌的第二速度可以是1000-1300r/min,1100-1400r/min,1200-1300r/min。具体地,搅拌速度可以是1000r/min、1100r/min、1300r/min或1400r/min。
作为一种实施例,为了使高氯酸盐与水滑石充分反应,以第二速度进行搅拌的时间可以是30min-1h,1h-1h30min,1h30min-2h,1h-2h,1h-3h,2.5h-3h。具体地,以第二速度进行搅拌的时间可以是30min、1h、1h30min、2h、2h30min或3h。
作为一种实施例,为了使高氯酸盐与水滑石充分反应,可以将第二速度取值为1000-1300r/min,搅拌时间取值1h30min-2h;第二速度取值为1100-1400r/min,搅拌时间取值1h-1h30min或者将第二速度取值为1200-1300r/min,搅拌时间取值1h-2h。
在制备高氯酸盐改性水滑石过程中,采用含羟基有机溶剂作为分散水滑石的溶剂,使水滑石能够快速的分散至溶剂中形成水滑石浆液,并且将反应体系的PH调整至3-4.5之间,能够使水滑石浆液与高氯酸盐快速反应,提升了制备高氯酸盐改性水滑石的速度。
作为一种实施例,步骤S4中,去除高氯酸盐改性水滑石浆液中的水分的步骤包括:
S41:对高氯酸盐水滑石浆液进行蒸干获得固体;
S42:对蒸干后的固体进行干燥处理。
作为一种实施例,步骤S41中,蒸干处理采用的设备包括但不限于旋转蒸干仪。
作为一种实施例,步骤S42中,在进行干燥处理时,采用的温度范围为:60-80℃,干燥处理的时间为5-40h。
作为一种实施例,干燥处理的温度可以为60-70℃,在此区间内可以选择60℃、65℃、70℃;干燥处理的温度还可以为70-80℃,在此区间内可以选择70℃、75℃、80℃。
作为一种实施例,干燥处理的时间可以是5-15h,在此区间内可以选择5h、10h、15h;干燥处理的时间可以是15h-40h,在此区间内可以选择15h、30h、40h。
为了加快干燥处理的速度并且保证干燥效果,干燥的温度优选70℃,干燥时间优选10小时。
作为一种实施例,反应得出后的产物进行研磨处理,取得高氯酸盐改性水滑石,便于后续进行使用。
当反应体系的PH值为4-4.5,高氯酸盐溶液与水滑石浆液的摩尔比为(3-7):1,或反应体系的PH值为3-3.5,高氯酸盐溶液与水滑石浆液的摩尔比为(7-10):1,高氯酸盐溶液与水滑石浆液之间的反应速率最快,得到的产品对皮革提供的热稳定性最好。
作为一种实施例,水滑石的结构为[M2+ 1-xM3+ x(OH-)2]x+[(CO3 2-)x/2·mH2O]x-。其中,M2+是二价金属离子,M3+是三价金属离子,m是一正数,x是一不大于0.33的正数。二价金属离子M2+可以是Mg2+、Mn2+、Zn2+、Fe2+、Ca2+、Cu2+,三价金属离子M3+可以是Al3+、Fe3+;高氯酸盐改性水滑石的结构为[M2+ 1-xM3+ x(OH-)2]x+[(CO3 2-)y(ClO4 -)z·mH2O]x-。其中,0<x<0.5,0<y<0.25,0<z<0.5,且满足2y+z=x。
为表现在相同的反应条件下,采用含羟基溶剂作为溶剂分散水滑石,并调节反应体系为酸性的情况下,对高氯酸盐改性水滑石反应速率的影响
在反应温度为80℃,高氯酸盐溶液与水滑石浆液摩尔比为7,反应时间1h,其他反应条件均相同的情况下,设置以下实验组及对照组:
实验组1:以含羟基有机溶剂为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为2.4。
实验组2:以含羟基有机溶剂为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为3.1。
实验组3;以含羟基有机溶剂为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为3.9。
实验组4:以含羟基有机溶剂为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为4.6。
实验组5:以含羟基有机溶剂为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为5.2。
实验组6:以含羟基有机溶剂为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为5.7。
实验组7:以含羟基有机溶剂为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为6.4。
实验组8:以含羟基有机溶剂为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为7。
实验组9:以含羟基有机溶剂为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为7.5。
实验组10:以含羟基有机溶剂为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为8.6。
实验组11:以含羟基有机溶剂为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为9.3。
实验组12:以含羟基有机溶剂为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为9.9。
实验组13:以含羟基有机溶剂为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为10.5。
实验组14:以含羟基有机溶剂为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为11。
对照组1:以去离子水为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为2.4。
对照组2:以去离子水为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为3.1。
对照组3;以去离子水为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为3.9。
对照组4:以去离子水为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为4.6。
对照组5:以去离子水为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为5.2。
对照组6:以去离子水为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为5.7。
对照组7:以去离子水为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为6.4。
对照组8:以去离子水为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为7。
对照组9:以去离子水为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为7.5。
对照组10:以去离子水为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为8.6。
对照组11:以去离子水为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为9.3。
对照组12:以去离子水为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为9.9。
对照组13:以去离子水为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为10.5。
对照组14:以去离子水为溶剂分散水滑石,将高氯酸盐溶液加入水滑石浆液中,调节反应体系的PH为11。
高氯酸盐与水滑石的反应速率,表现在相同时间下高氯酸根与碳酸根的比例,测试结果如表1所示。
表1各实验组以及对照组反应后的ClO4 -/CO3 2-数值
由表1中的结果可以看出,当采用含羟基有机溶剂作为分散水滑石的溶剂后,通过实验组8-14得知,反应体系在中性或碱性的条件下,反省速度均比较缓慢,而实验组2-6对应的是PH在3-6之间的范围,此状态下为酸性条件下的反应,从表1中可以看出,在此反应体系下,高氯酸盐和水滑石反应的速度很快,有表1中可以看出,虽然实验组4中的反应速度有所下降,但是还是保持在较高的数值,但在实验组5也就是PH升高到5以上时,反应速度下降较快,所以在采用含羟基有机溶剂作为分散水滑石的溶剂时,控制反应体系PH值为3-4.5之间的范围,能够有更快的反应速度。
观察对照组中能够看出,即使对照组10-13的反应速度有所增加,但是最快的速度还是低于实验组2中的数据,可以见得,在一定的PH值下,以含羟基有机溶剂作为分散水滑石的溶剂,能够使高氯酸盐和水滑石以更快的速度反应,在同等时间下,能够使更多的高氯酸根插层进入水滑石内。
通过将高氯酸盐加入至水滑石中进行离子置换,将部分的碳酸根置换为高氯酸根,得到高氯酸盐改性的水滑石,实现了高氯酸盐与水滑石的结合,同时能够保持水滑石的插层阴离子中依然存在有部分碳酸根阴离子,保持了碳酸根与HCl的结合能力,以此使高氯酸盐改性水滑石能够提升PVC制品的热稳定性;通过将分散水滑石的溶剂改为含羟基有机溶剂,不仅在作为溶剂分散水滑石时能够提升水滑石的分散度,利于水滑石和高氯酸盐反应,而且将反应体系的PH值调节为酸性后,含羟基有机溶剂和酸性溶液均能够提供反应所需的质子源,能加快水滑石浆液与高氯酸盐反应的速率,提升了高氯酸盐改性水滑石制备的效率。
本发明还提供一种高氯酸盐改性水滑石,采用上述高氯酸盐改性水滑石的制备方法得到,高氯酸根与碳酸根的比例为(4-35):1。
本发明还提供一种复合热稳定剂的制备方法,该方法包括:
在高氯酸盐改性水滑石中加入助热稳定剂制备获得热稳定剂,高氯酸盐改性水滑石由上述的高氯酸盐改性水滑石的制备方法制备获得。
作为一种实施例,助热稳定剂包括:钙/锌稳定剂、β-二酮、抗氧剂,各组分的质量份数为高氯酸盐改性水滑石5-25份、钙/锌稳定剂5-55份、β-二酮1-25份、抗氧剂1-15份。
作为一种实施例,高氯酸盐改性水滑石的份数可以是5-8份,7-10份,10-25份,20-25份。具体地,高氯酸盐改性水滑石的份数可以是5份、7份、8份、10份、15份或25份。
作为一种实施例,钙/锌稳定剂的份数可以是5-20份,20-30份,25-35份,35-40份、40-55份。具体地,高氯酸盐改性水滑石的份数可以是5份、8份、10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份或55份。
作为一种实施例,β-二酮的份数可以是1-5份,1-10份,8-12份,5-15份,15-25份。具体地,β-二酮的份数可以是1份、3份、5份、10份、8份、12份、15份或25份。
作为一种实施例,抗氧剂的份数可以是1-5份,1-10份,8-12份,5-15份。具体地,抗氧剂的份数可以是1份、3份、5份、10份、8份、12份或15份。
作为一种实施例,复合热稳定剂在提皮革制品中的热稳定效果时,钙/锌稳定剂、β-二酮、抗氧剂均有重要作用,所以复合稳定剂中,采用高氯酸盐改性水滑石为5-8份,钙/锌稳定剂25-35份、β-二酮8-12份、抗氧剂8-12份或者高氯酸盐改性水滑石为7-10份,钙/锌稳定剂35-40份、β-二酮1-10份、抗氧剂1-10份的组分比例能够较好的提升皮革制品的热稳定性。
进一步的,钙/锌稳定剂为氧化钙/锌、碳酸钙/锌、硬脂酸钙/锌、月桂酸钙/锌、油酸钙/锌、蓖麻油酸钙/锌、混合脂肪酸钙/锌、混合脂肪酸钙/锌、环烷酸钙/锌、苯甲酸钙/锌中的一种或几种。
进一步的,β-二酮为乙酰丙酮、苯甲酰丙酮、硬酯酰苯甲酰甲烷、二苯甲酰甲烷的一种或几种。
进一步的,抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂245、抗氧剂3125、抗氧剂168、抗氧剂626的一种或几种。
本发明还提供一种复合热稳定剂,采用上述复合热稳定剂的制备方法得到。
为表现高氯酸盐改性水滑石对皮革制品的热稳定性的提升效果,在反应温度为20℃,高氯酸盐溶液与水滑石浆液摩尔比为7:1,反应时间2h,其他反应条件均相同的情况下,设置以下实施例及对比例:
实施例1
本实施例提供一种复合热稳定剂,该复合热稳定剂包括:高氯酸盐改性的水滑石8份、钙/锌稳定剂30份、β-二酮10份、抗氧剂10份。
其中,按照上述制备高氯酸盐改性水滑石方法所制得ClO4 -/CO3 2-的比例为0的高氯酸盐改性水滑石。
实施例2
本实施例提供一种复合热稳定剂,复合热稳定剂组成与实施例1相同。
其中,与实施例1中的区别为,高氯酸盐改性水滑石的ClO4 -/CO3 2-的比例为0.6:1。
实施例3
本实施例提供一种复合热稳定剂,复合热稳定剂组成与实施例1相同。
其中,与实施例1中的区别为,高氯酸盐改性水滑石的ClO4 -/CO3 2-的比例为1.4:1。
实施例4
本实施例提供一种复合热稳定剂,复合热稳定剂组成与实施例1相同。
其中,与实施例1中的区别为,高氯酸盐改性水滑石的ClO4 -/CO3 2-的比例为3.9:1。
实施例5
本实施例提供一种复合热稳定剂,复合热稳定剂组成与实施例1相同。
其中,与实施例1中的区别为,高氯酸盐改性水滑石的ClO4 -/CO3 2-的比例为9.6:1。
实施例6
本实施例提供一种复合热稳定剂,复合热稳定剂组成与实施例1相同。
其中,与实施例1中的区别为,高氯酸盐改性水滑石的ClO4 -/CO3 2-的比例为18.6:1。
实施例7
本实施例提供一种复合热稳定剂,复合热稳定剂组成与实施例1相同。
其中,与实施例1中的区别为,高氯酸盐改性水滑石的ClO4 -/CO3 2-的比例为32.8:1。
实施例8
本实施例提供一种复合热稳定剂,复合热稳定剂组成与实施例1相同。
其中,与实施例1中的区别为,高氯酸盐改性水滑石的ClO4 -/CO3 2-的比例为∞。
对比例1
提供一种复合热稳定剂,其中,包括未改性水滑石5份、高氯酸盐5份、钙/锌稳定剂40份、β-二酮10份、抗氧剂10份。
对比例2
提供一种复合热稳定剂,与对比例1的成分区别为:将5份未改性水滑石改为5份高氯酸盐改性的水滑石。
对比例3
提供一种复合热稳定剂,与对比例1的成分区别为:将5份高氯酸盐改为5份高氯酸盐改性的水滑石。
对比例4
提供一种复合热稳定剂,与上述对比例的成分区别为:此复合热稳定剂没有加入未改性的水滑石、高氯酸盐改性水滑石以及高氯酸盐。
对比例5
提供一种复合热稳定剂,与对比例1的成分区别为:没有加入高氯酸盐。
对比例6
提供一种复合热稳定剂,与对比例1的成分区别为:没有加入未改性水滑石。
对比例7
提供一种市售通用型钙/锌稳定剂。
对比例8
提供一种市售通用型无机复合热稳定剂。
将上述实施例1-8以及对比例1-8所提供的复合热稳定剂以相同的配方掺入PVC糊剂中,加入复合热稳定剂的PVC糊剂的配方如表1所示。
表2PVC糊剂配方
将上述原料在室温下用搅拌机进行搅拌10-15min,转速为1000r/min。混合均匀后,倒在涂布机上,设定刮涂厚度为0.5mm,塑化时间和塑化温度分别为1min和180℃。
颜色变化是PVC制品热老化的一个明显特征,将上述试样裁剪成10cm×10cm,放入120±1℃,进行长期静态热老化实验,一周后取出,利用色差仪测定试样的色差ΔE。所有原始样片的L值均为97左右。
测试结果如表2所示
表3各试样热老化7天后的色差
由表2得出的结果可以看出,首先,实施例1代表的比例可以理解为在高氯酸盐改性水滑石中,高氯酸根没有插层进入水滑石中,实施例2-8为高氯酸根的比例在高氯酸盐改性水滑石中逐渐增高,直到实施例8中,高氯酸根的数量远远大于碳酸根,其中,此过程中高氯酸根与碳酸根的比例,可以通过改变上述制备过程中不同浓度的高氯酸盐和水滑石比例,反应过程中PH的调节,反应气氛以及反应温度来控制。
在实施例1-8中,可知ClO4 -/CO3 2-的比例在初步上升时,△E逐渐下降,即代表了高氯酸根改性水滑石对PVC的的热稳定性具有积极效果,但随着ClO4 -/CO3 2-的比例继续上升,碳酸根的比例减少,△E即呈上升趋势,即能够证明,虽然高氯酸根插层进入水滑石中能够提升PVC材料的热稳定性,但若高氯酸根比例过多或者几乎完全成为水滑石中的插层阴离子,PVC材料的热稳定性会有所下降,表明了本申请中提供的高氯酸根改性水滑石制备方法所制备的高氯酸根改性水滑石在复合热稳定剂中对PVC热稳定性的提升效果,要好于将插层阴离子完全替换为高氯酸根离子的方法所制备的高氯酸根类水滑石,更适合应用于浅色PVC制品。
在对比例1-8中,对比例2以及对比例3的△E较低,而二者的复合热稳定剂中均加入了高氯酸盐改性的水滑石,从此项结果来分析,加入了高氯酸盐改性水滑石的复合热稳定剂,明显能够对PVC制品提供更好的热稳定性。
从对比例1与对比例5中的对比来看,对比例5中的△E低于对比例1,说明了高氯酸盐对PVC制品的热稳定性有提升效果。
从对比例1与对比例3中的对比来看,二者均在复合热稳定剂中引入了高氯酸盐,区别为对比例1中只是将高氯酸盐加入到复合热稳定剂中,并没有进行离子置换,而对比例3中加入采用上述制备方法制得的高氯酸盐改性水滑石,从数据上看,对比例3中提供的复合热稳定剂对PVC制品的热稳定性提升好于对比例1中所提供的复合热稳定剂,即能够证明,在对PVC制品热稳定性提升效果上,采用上述制备方法制备的高氯酸盐改性水滑石要优于单纯将高氯酸盐加入水滑石中。
从对比例5和对比例6中的数据中,可知加入高氯酸盐改性水滑石的复合热稳定剂对PVC制品的热稳定性改善效果优于市售通用型钙/锌稳定剂、市售通用型无机复合热稳定剂。
综上所述,本申请提供的制备方法所制备出的高氯酸盐改性水滑石,以及包括该改性水滑石的复合热稳定剂,其不仅能够对PVC制品长期热老化性能有很大的提升,能够满足使用者对浅色PVC制品的需求;而且在制备高氯酸盐改性水滑石时,通过将溶剂由去离子水改变为含羟基有机溶剂,加快水滑石在溶剂中的分散度,并调节反应体系的PH为酸性,加快高氯酸盐与水滑石浆液的反应速度,提升高氯酸盐改性水滑石的生产效率,其制备方法简单,可操作性强,同时制备材料不含任何重金属,无毒、环保,适用于大工业生产。
相对未改性水滑石、未改性水滑石单纯加入高氯酸盐或者现有制备方法所得的插层阴离子完全为高氯酸根的水滑石,本申请所提供的高氯酸盐改性水滑石对PVC热稳定性均有较大提升。
本发明还提供一种皮革制品,皮革制品内添加的热稳定剂为上述复合热稳定剂,其皮革制品具有良好的热稳定性以及颜色保留性。
需要说明的是,本发明中采用步骤编号(字母或数字编号)来指代某些具体的方法步骤,仅仅是出于描述方便和简洁的目的,而绝不是用字母或数字来限制这些方法步骤的顺序。本领域的技术人员能够明了,相关方法步骤的顺序,应由技术本身决定,不应因步骤编号的存在而被不适当地限制,本领域技术人员可以根据技术本身确定各种允许的、合理的步骤顺序。
本领域的技术人员能够理解的是,在不冲突的前提下,上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解,上述的实施方式仅是示例性的,而非限制性的,在不偏离本发明的基本原理的情况下,本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换,都将包含于本发明的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种利用有机溶剂制备高氯酸盐改性水滑石的方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤S1:将水滑石加入到含羟基有机溶剂中,搅拌形成水滑石浆液;其中,每100ml所述含羟基有机溶剂中加入1至5g所述水滑石;
步骤S2:向所述水滑石浆液中加入酸性溶液构成反应体系,并通过控制加入的所述酸性溶液的量来调节反应体系的PH至3-4.5之间;
步骤S3:对所述反应体系进行温度控制,使反应温度维持在60-90℃,向所述水滑石浆液中加入高氯酸盐溶液,加入的量使反应体系中的高氯酸盐与水滑石的摩尔比为(1-13):1,继续通过控制加入的酸性溶液的量来保持反应体系的PH为3-4.5,对加入了所述高氯酸盐溶液的所述水滑石浆液进行搅拌,经预设时长的反应后,获得高氯酸盐改性水滑石浆液;
步骤S4:去除所述高氯酸盐改性水滑石浆液中的水分,得到高氯酸盐改性水滑石,其中所述高氯酸盐改性水滑石中的高氯酸根与碳酸根的比例为(4-35):1;
其中,所述步骤S2和所述步骤S3加入的酸性溶液的量的比值范围为1:(0.1-1)。
2.根据权利要求1所述的一种利用有机溶剂制备高氯酸盐改性水滑石的方法,其特征在于,所述含羟基有机溶剂为甲醇、乙醇、丁醇、辛醇、正丁醇、异丙醇、乙二醇、正己醇、苯甲醇、丙二醇中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种利用有机溶剂制备高氯酸盐改性水滑石的方法,其特征在于,所述高氯酸盐包括高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锂、高氯酸钙、高氯酸镁、高氯酸钡中的一种或几种;所述反应的氛围为氮气、氦气或者减压氛围中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种利用有机溶剂制备高氯酸盐改性水滑石的方法,其特征在于,所述酸性溶液为盐酸、硫酸中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种利用有机溶剂制备高氯酸盐改性水滑石的方法,其特征在于,在步骤S2中和步骤S3中,加入所述酸性溶液的比例为1:(0.6-0.8)。
6.根据权利要求1所述的一种利用有机溶剂制备高氯酸盐改性水滑石的方法,其特征在于,所述反应体系的PH值为3-4;所述高氯酸盐溶液与所述水滑石浆液的摩尔比为(7-10):1,所述高氯酸盐改性水滑石中的高氯酸根与碳酸根的比例为(9.6-18.6):1。
7.一种高氯酸盐改性水滑石,其特征在于,所述高氯酸盐改性水滑石根据如权利要求1-6任一项所述高氯酸盐改性水滑石的制备方法制备得到,所述高氯酸盐改性水滑石中高氯酸根与碳酸根的比例为(4-35):1。
8.一种复合热稳定剂的制备方法,其特征在于,该方法包括:
在高氯酸盐改性水滑石中加入助热稳定剂制备获得复合热稳定剂,所述高氯酸盐改性水滑石由权利要求1-7任一项所述高氯酸盐改性水滑石的制备方法制备获得;
所述助热稳定剂包括:钙/锌稳定剂、β-二酮和抗氧剂,所述复合热稳定剂内各组分的质量份数为所述高氯酸盐改性水滑石5-25份、钙/锌稳定剂5-55份,β-二酮1-25份,抗氧剂1-15份。
9.一种复合热稳定剂,其特征在于,采用如权利要求8所述复合热稳定剂的制备方法制备得到。
10.一种皮革制品,其特征在于,所述皮革制品的成分包含热稳定剂,所述热稳定剂为权利要求9所述复合热稳定剂。
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