本發明屬于化工
技術領域：
，具體涉及一種PVC復合熱穩定劑。
背景技術：
：聚氯乙烯（PVC）是產量僅次于聚乙烯（PE）的第二大通用塑料，具有強度高且增塑、耐腐蝕、耐燃、絕緣性好、透明性高等優點，廣泛應用于工業建筑、農業、日用品、包裝、電力、公共事業等領域。但是，PVC存在熱穩定性差，在通常的加工溫度下發生嚴重降解的缺點。為了解決上述問題，傳統方法是在PVC中添加大量的含鉛、含鎘的熱穩定劑，但隨著人們環保意識的加強，上述兩種熱穩定劑逐漸退出歷史的舞臺，開發環保高效的熱穩定劑是本領域技術人員不斷探索的問題之一。技術實現要素：本發明旨在提供一種PVC復合熱穩定劑，具有使用效果好、安全環保的特點。本發明通過以下技術方案來實現：一種PVC復合熱穩定劑，由如下重量份的物質制成：55~60份硬脂酸鈣、25~30份硬脂酸鋅、20~25份稀土硝酸鹽、10~15份改性納米碳酸鈣、4~8份環氧大豆油、3~6份馬來酸酰亞胺、1~3份抗氧劑；所述改性納米碳酸鈣由如下重量份的物質制成：70~75份納米碳酸鈣、4~6份馬來酸單丁酯、2~3份季戊四醇、3~5份正丁醇、2~4份氯化鋁、1~3份硫酸鎂、2~5份丁二烯基三乙氧基硅烷、20~25份水。優選的，由如下重量份的物質制成：58份硬脂酸鈣、27份硬脂酸鋅、23份稀土硝酸鹽、12份改性納米碳酸鈣、6份環氧大豆油、5份馬來酸酰亞胺、2份抗氧劑；所述改性納米碳酸鈣由如下重量份的物質制成：72份納米碳酸鈣、5份馬來酸單丁酯、2.5份季戊四醇、4份正丁醇、3份氯化鋁、2份硫酸鎂、4份丁二烯基三乙氧基硅烷、22份水。進一步的，所述稀土硝酸鹽為輕稀土元素的硝酸鹽。進一步的，所述抗氧劑由抗氧劑1076、抗氧劑168、抗氧劑264中的至少一種組成。進一步的，所述改性納米碳酸鈣的制備方法包括如下步驟：（1）將氯化鋁、硫酸鎂、丁二烯基三乙氧基硅烷和水共同混合均勻備用；（2）將馬來酸單丁酯、季戊四醇和正丁醇共同加入到步驟（1）所得的物質中，加熱至60~65℃，不斷攪拌至均勻后得混合液備用；（3）將步驟（2）所得的混合液同納米碳酸鈣混合，置于溫度為80~85℃、壓力為2~3MPa的密閉反應釜中，不斷攪拌混合處理1~1.5h后取出備用；（4）將步驟（3）所得的納米碳酸鈣干燥至水含量不大于5%后，再進行粉碎分級配比即可。進一步的，步驟（4）中所述粉碎分級配比是將80~85%重量份的納米碳酸鈣粉碎成顆粒大小為20~40nm的粉末，將15~20%重量份的納米碳酸鈣粉碎成顆粒大小為100~120nm的粉末，然后將上述兩種粉末混合均勻即可。一種PVC復合熱穩定劑的制備方法，具體是將硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、稀土硝酸鹽、改性納米碳酸鈣、環氧大豆油、馬來酸酰亞胺、抗氧劑共同混合，放入溫度為43~47℃的條件下充分混拌均勻即可。本發明具有如下有益效果：本發明根據現有PVC熱穩定劑的缺陷，以稀土化合物搭配適量比例的鈣鋅基穩定劑，彌補了單一穩定劑的使用缺陷，又避免了傳統鉛、鎘等穩定劑的毒副效應，添加的改性納米碳酸鈣起到了調和、協同稀土化合物和鈣鋅基穩定劑的作用，改性后的納米碳酸鈣降低了稀土絡合氯離子所需的活化能，提高了其速率，又能與氯化鋅發生置換反應，降低鈣鋅基穩定劑出現“鋅燒”現象的發生，同時對改性納米碳酸鈣顆粒進行分級配比后，提高了其分散性，增強了其與稀土化合物和鈣鋅基穩定劑的相互交聯效果，改善了整體的性能。最終制得的復合熱穩定劑綜合特性優良，可取代PVC分子中的烯丙基氯原子和叔氯原子，消除引發PVC熱降解的不穩定結構因素，可中和吸收PVC因熱降解而釋放的HCl，消除或抑制其對PVC熱降解的自動催化作用，能與PVC因熱降解而生成的共軛多烯序列加成，阻斷其進一步增長并縮短共軛多烯鏈段，減輕其著色性，又能捕獲自由基、分解氫過氧化物，抑制自動氧化降解，改善了現有熱穩定劑功效單一的問題，很好的提高了PVC制品的熱穩定性能，且產品安全環保，有很好的推廣價值。具體實施方式實施例1一種PVC復合熱穩定劑，由如下重量份的物質制成：55份硬脂酸鈣、25份硬脂酸鋅、20份稀土硝酸鹽、10份改性納米碳酸鈣、4份環氧大豆油、3份馬來酸酰亞胺、1份抗氧劑；所述改性納米碳酸鈣由如下重量份的物質制成：70份納米碳酸鈣、4份馬來酸單丁酯、2份季戊四醇、3份正丁醇、2份氯化鋁、1份硫酸鎂、2份丁二烯基三乙氧基硅烷、20份水。進一步的，所述稀土硝酸鹽為輕稀土元素的硝酸鹽。進一步的，所述抗氧劑由抗氧劑1076、抗氧劑168組成。進一步的，所述改性納米碳酸鈣的制備方法包括如下步驟：（1）將氯化鋁、硫酸鎂、丁二烯基三乙氧基硅烷和水共同混合均勻備用；（2）將馬來酸單丁酯、季戊四醇和正丁醇共同加入到步驟（1）所得的物質中，加熱至63℃，不斷攪拌至均勻后得混合液備用；（3）將步驟（2）所得的混合液同納米碳酸鈣混合，置于溫度為82℃、壓力為2.5MPa的密閉反應釜中，不斷攪拌混合處理1.2h后取出備用；（4）將步驟（3）所得的納米碳酸鈣干燥至水含量不大于5%后，再進行粉碎分級配比即可。進一步的，步驟（4）中所述粉碎分級配比是將82%重量份的納米碳酸鈣粉碎成顆粒大小為20~40nm的粉末，將18%重量份的納米碳酸鈣粉碎成顆粒大小為100~120nm的粉末，然后將上述兩種粉末混合均勻即可。一種PVC復合熱穩定劑的制備方法，具體是將硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、稀土硝酸鹽、改性納米碳酸鈣、環氧大豆油、馬來酸酰亞胺、抗氧劑共同混合，放入溫度為45℃的條件下充分混拌均勻即可。實施例2一種PVC復合熱穩定劑，由如下重量份的物質制成：58份硬脂酸鈣、27份硬脂酸鋅、23份稀土硝酸鹽、12份改性納米碳酸鈣、6份環氧大豆油、5份馬來酸酰亞胺、2份抗氧劑；所述改性納米碳酸鈣由如下重量份的物質制成：72份納米碳酸鈣、5份馬來酸單丁酯、2.5份季戊四醇、4份正丁醇、3份氯化鋁、2份硫酸鎂、4份丁二烯基三乙氧基硅烷、22份水。其余方法步驟同實施例1。實施例3一種PVC復合熱穩定劑，由如下重量份的物質制成：60份硬脂酸鈣、30份硬脂酸鋅、25份稀土硝酸鹽、15份改性納米碳酸鈣、8份環氧大豆油、6份馬來酸酰亞胺、3份抗氧劑；所述改性納米碳酸鈣由如下重量份的物質制成：75份納米碳酸鈣、6份馬來酸單丁酯、3份季戊四醇、5份正丁醇、4份氯化鋁、3份硫酸鎂、5份丁二烯基三乙氧基硅烷、25份水。其余方法步驟同實施例1。對比實施例1本對比實施例1與實施例1相比，在制備改性納米碳酸鈣時，最后將其全部粉碎成顆粒大小為20~40nm的粉末，除此外的方法步驟均相同。對比實施例2本對比實施例2與實施例2相比，用等質量份的普通納米碳酸鈣取代改性納米碳酸鈣，除此外的方法步驟均相同。對照組現有市售的鈣鋅基PVC熱穩定劑。為了對比本發明效果，將上述六種方式對應的熱穩定劑按質量百分比5%加入到PVC原料中進行混煉制造，最終制成厚度為1mm的PVC試件備用，然后進行性能檢測實驗，具體數據對比如下表1所示：表1初期著色性，剛果紅法（開始變色時間/min）長期熱穩定性，熱烘箱法（120min顏色）氧指數抗沖擊強度（kJ/m2）實施例1145白色486.92實施例2148白色507.15實施例3146白色497.08對比實施例1139淺黃466.43對比實施例2133淺黃436.05對照組125淺黃405.13注：上表1中所述的剛果紅法具體為：執行標準GB/T2917-2002，將制得的PVC試件切成邊長小于2mm的正方形或立方體，裝入反應試管，高度約50mm，輕微振動，但不應使試料裝得過實或粘在試管壁上，將剛果紅試紙置于樣片顆粒上方兩厘米處，塞緊塞子，將試管置于具體試驗要求溫度下的油浴中，觀察并記錄試紙由紅變藍（PH=3）的時間，其結果對應初期著色性；所述的熱烘箱法具體為：執行標準GB/T9349-2002，將所制得PVC試件剪成邊長15mm的正方形，在180℃下做熱烘箱老化實驗，通過樣片顏色的變化表征熱穩定劑靜態熱穩定性的好壞，其結果對應長期熱穩定性；所述抗沖擊強度參照GB/T1043~1996進行實驗。由上表1可以看出，本發明制得的復合熱穩定劑有很好的熱穩定性，且氧指數較高，具有一定的阻燃效果。當前第1頁1 2 3