專利名稱：：一種片鈉鋁石基聚氯乙烯復合熱穩定劑及其應用的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種用于聚氯乙烯的復合熱穩定劑，更具體地講，本發明涉及一種以片鈉鋁石為基礎同時含有鋅皂和e-二酮化合物的聚氯乙烯復合熱穩定劑及其應用。
背景技術：
：聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，其制品具有廣泛的用途。但是，PVC存在熱穩定性差的缺點，加工時必須添加適當的熱穩定劑以抑制其熱降解。目前工業上常用的熱穩定劑主要有無機鉛鹽、金屬皂和有機錫等[1]。但是，其中大多數常用的品種是有毒的，這不但限制了PVC制品的應用范圍，而且，其使用對環境和勞動健康造成的危害正隨PVC制品生產的持續增長而迅速加深。為給PVC工業發展提供更有力的技術支持同時有利于保護環境、改善勞動衛生條件，PVC熱穩定劑正朝無毒、環保和高性能化方向發展。片鈉鋁石學名為堿式碳酸鈉鋁，化學式為NaAl(0H)^03，是一種纖維狀白色無毒固體物質。片鈉鋁石因可在34(TC以上吸熱分解并釋放二氧化碳和水，已被用作聚合物阻燃劑。片鈉鋁石具有弱堿性，可以中和吸收HC1，因此也可用作PVC熱穩定劑。1992年，Louis等在US5143959中公開了一種由a)片鈉鋁石、水滑石或它們的化合物，b)Y-(羥烷基)聚有機硅油，c)有機鋅化合物和d)有機鈣、鎂、鋇或鑭系化合物或它們的混合物組成的硬質氯化聚合物用復合熱穩定劑，其中所含的聚有機硅油可使聚合物配混料的熱穩定性不因環氧油用量降低而受損，因此可使制品的沖擊強度得到提高。1993年，Louis等在US5194470中公開了一種由a)片鈉鋁石，b)有機錫13-二酮鹽，c)有機鋅化合物和d)有機鈣、鎂、鋇或鑭系化合物組成的硬質氯化聚合物用復合熱穩定劑，該復合熱穩定劑也可使聚合物配混料的熱穩定性不因環氧油用量降低而受損。1999年，Wolfgang等在US5925696中公開了由一種1，3-二取代-6-氨基脲嘧啶和包括片鈉鋁石的另外十二種化合物之一組成的主要用于PVC的復合熱穩定劑。2000年Josef等在US6136900中公開了一種含有由a)聚合二氫吡啶；b)晶態水滑石，晶態或不定形沸石，晶態或不定形片鈉鋁石、麥羥硅鈉石或水羥硅鈉石，二糖醇和受阻胺之一和c)至少一種鋅、鋁或鑭系化合物組成的復合熱穩定劑的PVC配混料。2009年，Stefan等在US2009048374中公開了一種由至少一種A組分和至少一種B組分組成的含鹵聚合物用復合熱穩定劑，其中A組分包括咔吧肼等四種含氮有機物而B組分包括片鈉鋁石等其它類型化合物。2009年，Wolfgang在US2009131564中公開了至少含有一種配位聚合三乙醇胺高氯酸根金屬內配合物的含鹵聚合物，尤其PVC用熱穩定劑體系，該熱穩定劑體系也可同時含有片鈉鋁石等其它類型化合物組分。遺憾的是，含片鈉鋁石復合熱穩定劑的現有技術均要求并用如Y-(羥烷基)聚有機硅油、有機錫P-二酮鹽、聚合二氫吡啶、氨基脲嘧啶、配位聚合三乙醇胺高氯酸根金屬內配合物等特殊化合物組分，因此難于推廣應用。
發明內容本發明的目的在于提供一種可以有效克服現有技術所存在缺點的PVC用片鈉鋁3石基復合熱穩定劑。本發明者通過系統深入的研究發現，本發明的目的可以通過將片鈉鋁石與特定的常用熱穩定劑組分按特定的配比復配實現。本發明提供的一種片鈉鋁石基聚氯乙烯復合熱穩定劑，由片鈉鋁石與鋅皂和P-二酮化合物組成，各組分的配比為片鈉鋁石100質量份鋅皂5100質量份P-二酮化合物1100質量份其中，片鈉鋁石是化學式為NaAl(0H)2C03的無機化合物；鋅皂選自硬脂酸鋅、棕櫚酸鋅、月桂酸鋅、辛酸鋅、油酸鋅、苯甲酸鋅、水楊酸鋅或其混合物；P-二酮化合物選自二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、脫氫乙酸、乙酰丙酮或其鈣、鎂、鋅、稀土、鋁鹽，其中，稀土包括鈧、釔和钷除外的鑭系元素。較優選的配比為片鈉鋁石100質量份鋅皂1070質量份|3-二酮化合物570質量份其中，鋅皂選自硬脂酸鋅、棕櫚酸鋅、月桂酸鋅或其混合物；13-二酮化合物選自二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷或其鈣、鎂、鋅、鑭、鈰、鋁鹽。本發明的聚氯乙烯復合熱穩定劑的應用，其用量為每IOO質量份PVC樹脂添加0.18質量份聚氯乙烯復合熱穩定劑。本發明的聚氯乙烯復合熱穩定劑的應用，更適宜的用量為每IOO質量份PVC樹脂添加0.35質量份聚氯乙烯復合熱穩定劑。本發明所使用的片鈉鋁石可根據以下反應原理合成Al2(S04)3+3Na2C03+3H20—2A1(OH)3I+3C02個+3Na2S04Al(OH)3+NaHC03—NaAl(OH)2C03I+H20工藝步驟如下在反應器中加入作為介質的水和一定量的無水碳酸鈉，攪拌加熱升溫至508(TC并控制恒定，慢慢加入化學計量比的硫酸鋁溶液，攪拌反應lh后，加入化學計量比的碳酸氫鈉溶液，攪拌反應3h，然后加入質量為沉淀物l5X的硬脂酸，繼續攪拌反應0.5h，反應生成物經過濾、洗滌、脫水、干燥和粉碎得產物。通過將片鈉鋁石和鋅皂、P-二酮化合物按比例混合均勻即可得本發明提供的PVC用片鈉鋁石基復合熱穩定劑。本發明提供的PVC用的片鈉鋁石基復合熱穩定劑具有以下有益效果1.無毒、環保，因為其組分均為無毒化合物；2.易于應用推廣，因為原料易得、生產工藝簡單、成本低；3.具有較高得綜合應用性能。系統的評價實驗結果表明，本發明提供的片鈉鋁石基復合熱穩定劑具有以下應用性能特點(1)可有效抑制PVC初期著色并具有優良的長期熱穩定效能；(2)與傳統的以鈣、鋅皂為基礎的復合熱穩定劑相比，所穩定PVC的透明性明顯提高，電絕緣性顯著改進，因此特別適用于電線電纜透明PVC包覆材料的加工；4.配伍性好，不會與其它助劑發生交叉污染。具體實施例方式以下通過具體但非限制性的實施例對本發明作進一步的說明。實施例1片鈉鋁石的合成在500mL燒瓶中，加入200mL水和15.9g無水碳酸鈉(0.15mol)，攪拌加熱升溫至708(TC控制恒定，加入固含量為17.lg的近飽和硫酸鋁溶液(0.05mol)，攪拌反應lh后，加入固含量為8.4g的近飽和碳酸氫鈉溶液(0.lmol)，攪拌反應3h，然后加入質量為沉淀物3%的硬脂酸，繼續攪拌反應0.5h，反應生成物經過濾、洗滌、脫水并于75t:烘干后粉碎至過200目篩，得片鈉鋁石產品。實施例27禾P比較例16復合熱穩定劑的制備按表1所示的配方將各組分物質加入手提式高速中藥粉碎機充分混合均勻，得本發明片鈉鋁石基復合熱穩定劑及比較用鈣_鋅皂熱穩定劑。表1復合熱穩定劑配方<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>聚氯乙烯樹脂(SG-5型)100鄰苯二甲酸二辛酯(D0P)50環氧大豆油(ESB0)3熱穩定劑見表2試樣制備按配方將物料加入高速混合機中，捏和均勻，再將配混料在煉塑機上于16(TC塑煉5min，拉制成厚度約為lmm的試片備用。2熱穩定性測試參照ASTM2115-67，將試片置于鋁片上，在熱老化試驗箱中于180。C恒溫加熱，每隔一定時間間隔取樣，觀測試片顏色變化以評價熱穩定性(變色越慢，熱穩定性越好)。3透明性和電絕緣性測試用平板硫化機將試片壓制成0.40mm厚的光滑薄片，按照GB2410_1980《透明塑料透光率和霧度試驗方法》，用光電霧度儀測定透光率和霧度以評價透明性(透過率越高，霧度越低，透明性越好)，再根據GB/T1410-2006《固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗方法》，用高阻計測定體積電阻率以評價電絕緣性(體積電阻率越大，電絕緣性越好)。本發明片鈉鋁石基復合熱穩定劑及比較用鈣_鋅皂復合熱穩定劑的應用性能測試結果見表2。表2復合熱穩定劑的性能序號熱穩定劑熱穩定性^透明性(厚度0.40mm)體積電阻率編號配比/質量份初期著色z初黃/min終黑/min透光率/%霧度/%/n.m(3(TC)8發明1#1.2無2013088.43.41.25><101()9發明"2.5無65湧86.23,81.44xl010實10發明2#1.2無4012088.73.3U7xl01(>施11發明3#1.2無4010089.23.21.08xl01()例12發明4#1.2無4012088.93,213發明5#1.2無4012088.53.31.12xl01Q14發明6#1.2無4511088.63.31.21xl01Q7比較"1.2無3014085.35.51.17xl09比較例8比較2#1.2無4011085.95.21.28xl099比較3#1.2無3010086.35.11.21xl0910比較4#1.2無4011085.25.11.20xl0911比較5#1.2無4011085.95.31.25xl0912比較6#1.2無4510085.11.21xl09注t,貞為試片初始變黃時間，t纟^為試片最終變黑時間。權利要求一種片鈉鋁石基聚氯乙烯復合熱穩定劑，其特征在于由片鈉鋁石與鋅皂和β-二酮化合物組成，各組分的配比為片鈉鋁石100質量份鋅皂5～100質量份β-二酮化合物1～100質量份其中，片鈉鋁石是化學式為NaAl(OH)2CO3的無機化合物；鋅皂選自硬脂酸鋅、棕櫚酸鋅、月桂酸鋅、辛酸鋅、油酸鋅、苯甲酸鋅、水楊酸鋅或其混合物；β-二酮化合物選自二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、脫氫乙酸、乙酰丙酮或其鈣、鎂、鋅、稀土、鋁鹽，其中，稀土包括鈧、釔和钷除外的鑭系元素。2.根據權利要求1所述的聚氯乙烯復合熱穩定劑，其特征在于各組分的配比為片鈉鋁石100質量份鋅皂1070質量份P_二酮化合物570質量份其中，鋅皂選自硬脂酸鋅、棕櫚酸鋅、月桂酸鋅或其混合物；13_二酮化合物選自二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷或其鈣、鎂、鋅、鑭、鈰、鋁鹽。3.—種權利要求l所述的聚氯乙烯復合熱穩定劑的應用，其特征在于其用量為每IOO質量份PVC樹脂添加0.18質量份聚氯乙烯復合熱穩定劑。4.根據權利要求3所述的聚氯乙烯復合熱穩定劑的應用，其特征在于其用量為每IOO質量份PVC樹脂添加0.35質量份聚氯乙烯復合熱穩定劑。全文摘要本發明公開了一種片鈉鋁石基聚氯乙烯復合熱穩定劑及其應用，該復合熱穩定劑由片鈉鋁石與鋅皂和β-二酮化合物組成，各組分的配比為片鈉鋁石100質量份，鋅皂5～100質量份，β～二酮化合物1～100質量份；該復合熱穩定劑的用量為每100質量份PVC樹脂添加0.1～8質量份；該復合熱穩定劑具有原料易得、生產工藝簡單、成本低、無毒、環保、配伍性好、可有效抑制PVC初期著色、長期熱穩定效能優良、透明性和電絕緣性優異等特點。文檔編號C08L27/06GK101781432SQ20101010985公開日2010年7月21日申請日期2010年2月5日優先權日2010年2月5日發明者吳茂英,毛芳,賴文華申請人:廣東工業大學