專利名稱：一種水滑石復合熱穩(wěn)定劑及其應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水滑石復合熱穩(wěn)定劑及其應用。
背景技術(shù)：
含鹵聚烯烴在光照或者加熱情況下，會發(fā)生脫HCl的自催化反應，直接導致制品顏色變深，結(jié)構(gòu)和性能遭到極大的破壞，因此在加工過程中必須要加入熱穩(wěn)定劑，以阻止或延緩其降解。常用的熱穩(wěn)定劑包括鉛鹽類、金屬皂類、有機錫類、復合熱穩(wěn)定劑及其他助劑等。 鉛鹽類熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定效果好，電絕緣性及耐侯性佳，價格便宜，但鉛有毒，不僅在與食品相關(guān)的產(chǎn)品中應用受到限制，而且隨著人們環(huán)保意識的提高，幾乎在所有產(chǎn)品中的應用都受到限制。另外，鉛鹽熱穩(wěn)定劑還容易受硫的污染而失效。金屬皂類一般為金屬鈣、鋇、福等的硬脂酸鹽，熱穩(wěn)定性能一般，并且它們中的一些也有毒。有機錫和含鹵聚烯烴的相容性較好，但價格昂貴。因此，高效、無毒、價格低廉的熱穩(wěn)定劑的開發(fā)和應用對于加工和改性研究具有十分重要的意義。水滑石類熱穩(wěn)定劑作為新型的熱穩(wěn)定劑之一，是目前研究角度的一類熱穩(wěn)定劑。 早在1980年，日本Kyowa化學公司就率先將水滑石填充到PVC中，使得PVC熱穩(wěn)時間延長。 研究得知，水滑石對含鹵聚烯烴的熱穩(wěn)定效果主要是因為其在受熱分解時會吸收大量的熱，從而降低材料表面的溫度，分解產(chǎn)生的水和二氧化碳又可起到隔絕的作用，分解產(chǎn)生的物質(zhì)也會在物質(zhì)表面形成一層保護膜，從而達到保護的效果。然而，常用的單一二元水滑石熱穩(wěn)定劑即使改性后熱穩(wěn)定時間依然很短，在加熱后前期易變黃，后期易發(fā)黑。通過有機陰離子插層改性后的二元水滑石的熱穩(wěn)定性能雖然有所提升，但是制備過程中的有機離子大多都是有毒或者是有刺激性氣味的物質(zhì)。多元水滑石合成條件較難控制。目前研究較熱的是合成稀土類的水滑石，然而中國稀土儲量在 1996至2009年間已經(jīng)大跌37%，只剩2700萬噸。按現(xiàn)有生產(chǎn)速度，我國的中、重類稀土儲備僅能維持15至20年。因此，采用稀土改性也不是長久之計。且水滑石加入含鹵聚烯烴后，會因為水滑石的片層結(jié)構(gòu)的引入而造成復合熔體的粘度增加、扭矩變大，導致加工困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高效、無毒、價格低廉、制備工藝簡單、與含鹵聚烯烴兼容性能佳的水滑石復合熱穩(wěn)定劑的制備和應用方法。該復合熱穩(wěn)定劑不僅不需用到稀土材料，解決了傳統(tǒng)熱穩(wěn)定劑常見的有毒、昂貴、著色性差、熱穩(wěn)定時間較短等缺點，且加入含鹵聚烯烴后不會出現(xiàn)復合熔體粘度增加、扭矩變大等問題。—種水滑石復合熱穩(wěn)定劑，其特征是含有水滑石、輔助熱穩(wěn)定劑、潤滑劑、對苯二甲酸金屬鹽。對苯二甲酸金屬鹽在水滑石復合熱穩(wěn)定劑中的應用沒有報道過，其在高溫下不易發(fā)生分解反應，且可使得熱穩(wěn)定劑在含齒聚烯烴材料中分散更均勻，使得熱穩(wěn)定效果更好。本發(fā)明的目的通過以下方式實現(xiàn)一種水滑石復合熱穩(wěn)定劑，其特征是含有表面改性的二元水滑石、對苯二甲酸金屬鹽、潤滑劑及3 - 二酮類化合物。作為優(yōu)選，各組分質(zhì)量百分比為二元水滑石10% _60%、對苯二甲酸金屬鹽 5% -65%、潤滑劑15% -35%及￠-二酮類化合物5% -25%。表面改性的二元水滑石為經(jīng)過硬脂酸鈉表面改性的鋅鋁水滑石、鎂鋁水滑石、鈣鋅水滑石、鈣鎂水滑石、鈣鋁水滑石、鋅鎂水滑石中的一種或幾種的混合物。 所述的對苯二甲酸金屬鹽優(yōu)選對苯二甲酸鈣、對苯二甲酸鎂、對苯二甲酸鋅、對苯二甲酸鉀、對苯二甲酸鈉、對苯二甲酸鋇、對苯二甲酸鋁、對苯二甲酸鐵。所述潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸中的一種或幾種。所述的￠-二酮類化合物為硬脂酰苯甲酰甲烷、二苯甲酰甲烷、異戊酰苯甲酰甲烷、辛酰苯甲酰甲烷。表面改性的二元水滑石是將I份二元水滑石中加入30-50份水，升溫至60°C 100°C，加入0. 4% 5%的硬脂酸鈉，攪拌I 4小時，洗滌過濾干燥，得經(jīng)改性后的二元水滑石。一種含鹵聚烯烴用水滑石復合熱穩(wěn)定劑為改性后的二元水滑石與對苯二甲酸金屬鹽、3 - 二酮類化合物在反應釜中充分混合，充分混合后移至捏合機加熱攪拌，加入潤滑劑，在80°C 100°C捏合20min，出料壓片制得。該穩(wěn)定劑的應用特征在與，在100份(按重量計)的含鹵聚烯烴粉末中，加入30 60份(按重量計)增塑劑，如鄰苯二甲酸二正辛酯(DOP)，() 2 5. 5份(按重量計)復合熱穩(wěn)定劑，高速混合4 5min,于160°C 200°C的雙棍開煉機上混煉4 5min即可。本發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)點I、通過對添加上述復合熱穩(wěn)定劑的含鹵聚烯烴進行靜態(tài)熱老化實驗，結(jié)果表明， 本發(fā)明所提供的復合熱穩(wěn)定劑可以有效提高含鹵聚烯烴的熱穩(wěn)定性。在iso土rc環(huán)境下， 含鹵聚烯烴表現(xiàn)出較高的初期著色性，熱穩(wěn)的時間可長達100 220min以上。2、本發(fā)明所得復合熱穩(wěn)定劑與含鹵聚烯烴相溶性好，具有良好的加工性能。3、本發(fā)明所得復合熱穩(wěn)定劑具有良好的塑化性能，不會增加復合熔體粘度，可有效降低塑料扭矩。4、本發(fā)明所得的復合熱穩(wěn)定劑從材質(zhì)到過程均為無毒無污染。
具體實施例方式實施例I :復合熱穩(wěn)定劑比例為鎂鋁水滑石60%、對苯二甲酸金屬鈣20%、石蠟 15%及硬脂酰苯甲酰甲烷5%。I份鎂鋁水滑石中加入50份水，升溫至100°C，加入5%的硬脂酸鈉，攪拌4小時， 洗滌過濾干燥，得經(jīng)改性后的鎂鋁水滑石。所的產(chǎn)物與對苯二甲酸金屬鈣、硬脂酰苯甲酰甲烷在反應釜中充分混合，充分混合后移至捏合機加熱攪拌，加入石蠟，在90°C捏合20min， 出料壓片制得。在100份的PVC粉末中，加入60份領(lǐng)苯二甲酸二正辛酯(DOP)，5. 5份復合熱穩(wěn)定劑，高速混合5min，于200°C的雙輥開煉機上混煉5min，制片。
實施例2 :復合熱穩(wěn)定劑比例為鈣鋅水滑石50%、對苯二甲酸金屬鎂5%、聚乙烯蠟20%及二苯甲酰甲烷25%。I份鈣鋅水滑石中加入40份水，升溫至90°C，加入4%的硬脂酸鈉，攪拌3小時，洗滌過濾干燥，得經(jīng)改性后的鈣鋅水滑石。所的產(chǎn)物與對苯二甲酸金屬鎂、二苯甲酰甲烷在反應釜中充分混合，充分混合后移至捏合機加熱攪拌，加入聚乙烯蠟，在100°c捏合20min，出料壓片制得。在100份的PVC粉末中，加入50份領(lǐng)苯二甲酸二正辛酯(DOP)，4. 5份復合熱穩(wěn)定劑，高速混合4min，于190°C的雙輥開煉機上混煉4min，制片。實施例3 :復合熱穩(wěn)定劑比例為鈣鎂水滑石40%、對苯二甲酸金屬鋁40%、硬脂酸10%及異戊酰苯甲酰甲烷10%。I份鈣鎂水滑石中加入30份水，升溫至80°C，加入3%的硬脂酸鈉，攪拌2小時，洗滌過濾干燥，得經(jīng)改性后的鈣鎂水滑石。所的產(chǎn)物與對苯二甲酸金屬鋁、異戊酰苯甲酰甲烷在反應釜中充分混合，充分混合后移至捏合機加熱攪拌，加入硬脂酸，在80°C捏合20min， 出料壓片制得。在100份的PVC粉末中，加入40份領(lǐng)苯二甲酸二正辛酯(DOP)，3. 5份復合熱穩(wěn)定劑，高速混合5min，于180°C的雙輥開煉機上混煉4min，制片。實施例4 :復合熱穩(wěn)定劑比例為鋅鋁水滑石30%、對苯二甲酸金屬鋅15%、石蠟 35%及辛酰苯甲酰甲烷20%。I份鋅鋁水滑石中加入50份水，升溫至70°C，加入2%的硬脂酸鈉，攪拌I小時，洗滌過濾干燥，得經(jīng)改性后的鋅鋁水滑石。所的產(chǎn)物與對苯二甲酸金屬鋅、辛酰苯甲酰甲烷在反應釜中充分混合，充分混合后移至捏合機加熱攪拌，加入石蠟，在90°C捏合20min，出料壓片制得。在100份的PVC粉末中，加入30份領(lǐng)苯二甲酸二正辛酯(DOP)，2. 5份復合熱穩(wěn)定劑，高速混合4min，于170°C的雙輥開煉機上混煉5min，制片。實施例5 :復合熱穩(wěn)定劑比例為鋅鎂水滑石20%、對苯二甲酸金屬鉀40%、硬脂酸35%及二苯甲酰甲烷10%。I份鋅鎂水滑石中加入40份水，升溫至60°C，加入I %的硬脂酸鈉，攪拌4小時，洗滌過濾干燥，得經(jīng)改性后的鋅鎂水滑石。所的產(chǎn)物與對苯二甲酸金屬鉀、二苯甲酰甲烷在反應釜中充分混合，充分混合后移至捏合機加熱攪拌，加入硬脂酸，在100°C捏合20min，出料壓片制得。在100份的PVC粉末中，加入60份領(lǐng)苯二甲酸二正辛酯(DOP)，I. 5份復合熱穩(wěn)定劑，高速混合5min，于160°C的雙輥開煉機上混煉5min，制片。實施例6 :復合熱穩(wěn)定劑比例為鈣鋁水滑石10%、對苯二甲酸金屬鈉65%、聚乙烯蠟15%及異戊酰苯甲酰甲烷10%。I份鈣鋁水滑石中加入30份水，升溫至100°C，加入0. 4%的硬脂酸鈉，攪拌3小時，洗滌過濾干燥，得經(jīng)改性后的鈣鋁水滑石。所的產(chǎn)物與對苯二甲酸金屬鈉、異戊酰苯甲酰甲烷在反應釜中充分混合，充分混合后移至捏合機加熱攪拌，加入聚乙烯蠟，在80°C捏合 20min，出料壓片制得。在100份的PVC粉末中，加入50份領(lǐng)苯二甲酸二正辛酯(DOP)，3份復合熱穩(wěn)定劑，高速混合4min，于200°C的雙輥開煉機上混煉4min，制片。實施例7 :復合熱穩(wěn)定劑比例為鎂鋁水滑石60%、對苯二甲酸金屬鋇15%、石蠟 20%及異戊酰苯甲酰甲烷5%。I份鎂鋁水滑石中加入50份水，升溫至90°C，加入5%的硬脂酸鈉，攪拌2小時，洗滌過濾干燥，得經(jīng)改性后的鎂鋁水滑石。所的產(chǎn)物與對苯二甲酸金屬鋇、異戊酰苯甲酰甲烷在反應釜中充分混合，充分混合后移至捏合機加熱攪拌，加入石蠟，在90°C捏合20min，出料壓片制得。在100份的PVC粉末中，加入40份領(lǐng)苯二甲酸二正辛酯(DOP)，2份復合熱穩(wěn)定劑， 高速混合5min，于190°C的雙輥開煉機上混煉4min，制片。實施例8 :復合熱穩(wěn)定劑比例為鎂鋅水滑石50%、對苯二甲酸金屬鐵25%、硬脂酸20 %及辛酰苯甲酰甲烷5 %。I份鎂鋅水滑石中加入40份水，升溫至80°C，加入3%的硬脂酸鈉，攪拌I小時，洗滌過濾干燥，得經(jīng)改性后的鎂鋅水滑石。所的產(chǎn)物與對苯二甲酸金屬鐵、辛酰苯甲酰甲烷在反應釜中充分混合，充分混合后移至捏合機加熱攪拌，加入硬脂酸，在100°C捏合20min，出料壓片制得。在100份的PVC粉末中，加入30份領(lǐng)苯二甲酸二正辛酯(DOP)，I份復合熱穩(wěn)定劑， 高速混合4min，于180°C的雙輥開煉機上混煉5min，制片。實施例9 :復合熱穩(wěn)定劑比例為鈣鋅水滑石40%、對苯二甲酸金屬鈣30%、聚乙烯蠟15%及硬脂酰苯甲酰甲烷15%。鈣鋅二元水滑石中加入30份水，升溫至70°C，加入I %的硬脂酸鈉，攪拌4小時， 洗滌過濾干燥，得經(jīng)改性后的二元水滑石。所的產(chǎn)物與對苯二甲酸金屬鈣、硬脂酰苯甲酰甲烷在反應釜中充分混合，充分混合后移至捏合機加熱攪拌，加入聚乙烯蠟，在80°C捏合 20min，出料壓片制得。在100份的PVC粉末中，加入60份領(lǐng)苯二甲酸二正辛酯(DOP)，0. 2份復合熱穩(wěn)定劑，高速混合5min，于170°C的雙輥開煉機上混煉5min，制片。實施例10 :在100份的PVC粉末中，加入60份領(lǐng)苯二甲酸二正辛酯(DOP)，高速混合5min，于200°C的雙輥開煉機上混煉5min，制片。實施例11 :復合熱穩(wěn)定劑比例為鎂鋁水滑石50%、石蠟30%及硬脂酰苯甲酰甲烷20%。I份鎂鋁水滑石中加入50份水，升溫至100°C，加入5%的硬脂酸鈉，攪拌4小時， 洗滌過濾干燥，得經(jīng)改性后的鎂鋁水滑石。所的產(chǎn)物與對苯二甲酸金屬鈣、硬脂酰苯甲酰甲烷在反應釜中充分混合，充分混合后移至捏合機加熱攪拌，加入石蠟，在90°C捏合20min， 出料壓片制得。在100份的PVC粉末中，加入60份領(lǐng)苯二甲酸二正辛酯(DOP)，5. 5份復合熱穩(wěn)定劑，高速混合5min，于200°C的雙輥開煉機上混煉5min，制片。實施例12 :復合熱穩(wěn)定劑比例為鎂鋁水滑石60% (未經(jīng)硬脂酸鈉改性)、對苯二甲酸金屬鈣20 %、石蠟15 %及硬脂酰苯甲酰甲烷5 %。I份鎂鋁水滑石中加入50份水，升溫至100°C，加入5%的硬脂酸鈉，攪拌4小時， 洗滌過濾干燥，得經(jīng)改性后的鎂鋁水滑石。所的產(chǎn)物與對苯二甲酸金屬鈣、硬脂酰苯甲酰甲烷在反應釜中充分混合，充分混合后移至捏合機加熱攪拌，加入石蠟，在90°C捏合20min，出料壓片制得。在100份的PVC粉末中，加入60份領(lǐng)苯二甲酸二正辛酯(DOP)，5. 5份復合熱穩(wěn)定劑，高速混合5min，于200°C的雙輥開煉機上混煉5min，制片。實施例13 :復合熱穩(wěn)定劑比例為鎂鋁水滑石10%、對苯二甲酸金屬鈣70%、石蠟 15%及硬脂酰苯甲酰甲烷5%。I份鎂鋁水滑石中加入50份水，升溫至100°C，加入5%的硬脂酸鈉，攪拌4小時， 洗滌過濾干燥，得經(jīng)改性后的鎂鋁水滑石。所的產(chǎn)物與對苯二甲酸金屬鈣、硬脂酰苯甲酰甲烷在反應釜中充分混合，充分混合后移至捏合機加熱攪拌，加入石蠟，在90°C捏合20min， 出料壓片制得。在100份的PVC粉末中，加入60份領(lǐng)苯二甲酸二正辛酯(DOP)，5. 5份復合熱穩(wěn)定劑，高速混合5min，于200°C的雙輥開煉機上混煉5min，制片。實施例14熱穩(wěn)定性能測試本發(fā)明所采用的測試方式是將所得制片放入180±1°C烘箱中進行靜態(tài)熱老化實驗，將試片出現(xiàn)黑點的時間定為熱穩(wěn)的時間。塑料的加工性能的測定按照GB/T 12004. 4-2003進行測定其門尼粘度。試驗結(jié)果見表I.表I
權(quán)利要求
1.一種水滑石復合熱穩(wěn)定劑，其特征是含有水滑石、輔助熱穩(wěn)定劑、潤滑劑、對苯二甲酸金屬鹽。
2.權(quán)利要求I所述的水滑石復合熱穩(wěn)定劑，其特征是含有表面改性的二元水滑石、 β - 二酮類輔助熱穩(wěn)定劑、潤滑劑及對苯二甲酸金屬鹽。
3.權(quán)利要求2所述的水滑石復合熱穩(wěn)定劑，其特征是各組分質(zhì)量百分比為二元水滑石10% -60%, β-二酮類化合物5% -25%、潤滑劑15% -35 %及對苯二甲酸金屬鹽 5% -65%。
4.權(quán)利要求2所述的水滑石復合熱穩(wěn)定劑，其特征是表面改性的二元水滑石為經(jīng)過硬脂酸鈉表面改性的鋅鋁水滑石、鎂鋁水滑石、鈣鋅水滑石、鈣鎂水滑石、鈣鋁水滑石、鋅鎂水滑石中的一種或幾種的混合物。
5.權(quán)利要求2所述的水滑石復合熱穩(wěn)定劑，其特征是所述的對苯二甲酸金屬鹽優(yōu)選對苯二甲酸鈣、對苯二甲酸鎂、對苯二甲酸鋅、對苯二甲酸鉀、對苯二甲酸鈉、對苯二甲酸鋇、對苯二甲酸鋁、對苯二甲酸鐵。
6.權(quán)利要求2所述的水滑石復合熱穩(wěn)定劑，其特征是所述潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟、 硬脂酸中的一種或幾種。
7.權(quán)利要求2所述的水滑石復合熱穩(wěn)定劑，其特征是所述的β-二酮類化合物為硬脂酰苯甲酰甲烷、二苯甲酰甲烷、異戊酰苯甲酰甲烷、辛酰苯甲酰甲烷。
8.權(quán)利要求I至7任一項所述的水滑石復合熱穩(wěn)定劑的應用，其特征為，在100份的含鹵聚烯烴粉末中，加入30 60份增塑劑，O. 2 5. 5份權(quán)利要求I至7任一項所述的復合熱穩(wěn)定劑，高速混合4 5min,于160°C 200°C的雙棍開煉機上混煉4 5min即可。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水滑石復合熱穩(wěn)定劑，其特征是含有水滑石、輔助熱穩(wěn)定劑、潤滑劑、對苯二甲酸金屬鹽。本發(fā)明所提供的復合熱穩(wěn)定劑可以有效提高含鹵聚烯烴的熱穩(wěn)定性；與含鹵聚烯烴相溶性好，具有良好的加工性能；具有良好的塑化性能，不會增加復合熔體粘度，可有效降低塑料扭矩；從材質(zhì)到過程均為無毒無污染。
文檔編號C08K13/06GK102585295SQ201210008918
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者丁玉蘭, 方春平 申請人:江蘇愛特恩高分子材料有限公司