本發(fā)明涉及有機(jī)化合物合成
技術(shù)領(lǐng)域：
，體設(shè)計一種新型環(huán)保PVC異型材專用氰脲酸復(fù)合穩(wěn)定劑的制備與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：聚氯乙烯[poly(vinylchoride)，PVC]是世界上用量最大的五大合成樹脂之一，是由氯乙烯單體經(jīng)自由基聚合反應(yīng)生成的熱塑性線性聚合物；PVC材料具有高強(qiáng)度、價格低廉，耐化學(xué)腐蝕性好、電絕緣性好以及難燃燒等優(yōu)點(diǎn)，而且容易加工，可通過模壓、層合、注塑等多種方式進(jìn)行加工，廣泛應(yīng)用于工程建筑、食品包裝、電氣等行業(yè)的硬質(zhì)和軟制品；隨著應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)展，對PVC的需求將繼續(xù)增加；二十世紀(jì)九十年代是高速發(fā)展期，1990～1999年我國的塑料管道保持良好增長勢頭，2003年P(guān)VC管道生產(chǎn)量達(dá)120多萬噸，PVC管材占管材市場份額的70%。盡管PVC本身具有優(yōu)越的性能，但由于PVC高分子鏈結(jié)構(gòu)中含有支化點(diǎn)、雙鍵和引發(fā)劑殘基等不穩(wěn)定因素的存在，使得PVC分子鏈上的氯容易從分子鏈上脫出，加熱至140℃時便會分解釋放出氯化氫，隨著加熱時間延長或者溫度升高，HCL大量脫出并積累在材料中，由于HCL對PVC降解具有催化作用，使得PVC降解速度大大加快，脫出HCL后分子鏈中大量形成具有生色的共軛雙鍵，制品出現(xiàn)顏色急劇加深，物理機(jī)械性能下降的現(xiàn)象，甚至碳化直至喪生使用價值；因此，在PVC制品進(jìn)行成型加工時，必須使用熱穩(wěn)定劑。PVC行業(yè)中比較常用的熱穩(wěn)定劑有鉛鹽、有機(jī)錫類、金屬皂類、稀土類以及鈣鋅類等穩(wěn)定劑。鉛鹽類穩(wěn)定劑曾是PVC最常用的熱穩(wěn)定劑，價格低廉，熱穩(wěn)定性好，但其毒性大，易對環(huán)境造成污染；有機(jī)錫類和金屬皂類是目前較常用的無毒穩(wěn)定劑；有機(jī)錫類價格高昂，考慮經(jīng)濟(jì)成本效益，其應(yīng)用受到限制；金屬皂類單獨(dú)使用效果差，通常將主、輔金屬皂和輔助穩(wěn)定劑進(jìn)行復(fù)配，獲得復(fù)合熱穩(wěn)定劑；鈣鋅類熱穩(wěn)定劑不但可以取代鉛鎘鹽類有毒穩(wěn)定劑，而且具有相當(dāng)好的熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性和透明性及著色力，是一種良好的無毒穩(wěn)定劑。氰尿酸鋅復(fù)合穩(wěn)定劑與PVC樹脂加工過程中有很好的分散性、相容性、加工流動性，適應(yīng)性廣，制品表面光潔度優(yōu)；熱穩(wěn)定性優(yōu)良，初期色相小，無析出現(xiàn)象；不含重金屬及其他有毒成分，無硫化現(xiàn)象；剛果紅測試時間長，具有優(yōu)良的電絕緣性，無雜質(zhì)，具有高效耐候性；相比于硬脂酸鋅，氰尿酸鋅提高了鋅含量，有很好的抑制鋅燒的效果。PVC配方體系設(shè)定和各種助劑的選取是保證PVC型材品質(zhì)的重要因素，配方中除穩(wěn)定體系外，潤滑體系對異型材的加工性能及制品的外觀和各項物性指標(biāo)有很大影響；PVC異型材加工過程和制品的很多缺陷，都和潤滑劑的選取和配比有著密切關(guān)系，因此潤滑劑在PVC異型材配方中具有十分重要的作用；抗氧體系對異型材的使用壽命，抗老化性能有很大的影響。能夠在加工生產(chǎn)過程中抑制PVC的氧化老化，因此抗氧劑在PVC異型材配方中具有十分重要的作用。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種新型環(huán)保PVC異型材專用氰脲酸復(fù)合穩(wěn)定劑的制備與應(yīng)用，其特征在于，制備步驟如下：步驟一，氰脲酸鋅的制備；以總反應(yīng)物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，按照下述配方制取氰尿酸鋅穩(wěn)定劑：氰脲酸62-67份氧化鋅60-65份硅烷偶聯(lián)劑0.1-0.3份乙酸3-5份按上述配比將氰尿酸，氧化鋅，硅烷偶聯(lián)劑加入到機(jī)械旋風(fēng)磨中，并在微波輻射，乙酸作為催化劑的特定條件下研磨共混60分鐘，得到氰尿酸鋅穩(wěn)定劑步驟二，復(fù)配；以總反應(yīng)物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，按照下述配方復(fù)配制取氰脲酸穩(wěn)定劑：氰脲酸鋅10-20份輔助穩(wěn)定劑3-7份潤滑劑10-20份抗氧劑3-5份硬脂酸鋅10-20份硬脂酸鈣1-10份吸酸劑20-80按上述配比將反應(yīng)物原料用高速攪拌機(jī)混合均勻，獲得氰脲酸鋅穩(wěn)定劑制品。所述輔助穩(wěn)定劑為所述的用，其特征在于，所述輔助穩(wěn)定劑主要有：亞磷酸三苯酯、亞磷酸三癸酯、亞磷酸三壬基苯酯、亞磷酸三辛酯、β-二酮及鹽、乙酰丙酮鹽、單雙季戊四醇、氨基脲嘧啶及鹽、脲嘧啶鋅鹽、脲嘧啶羧酸鋅、二氫吡啶衍生物、含氮氨基化合物、巴豆酸酯衍生物、大豆蛋白衍生物、胰島素衍生物、重氮衍生物、含多羥基化合物、抗氧劑1010、1076、268、光穩(wěn)定劑，一種或多種組合物。所述的潤滑劑為外潤滑劑和內(nèi)潤滑劑，硬脂酸丁酯、季戊四醇硬脂酸酯、脂肪酸復(fù)合酯、硬脂酸、液體白蠟、固體石蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、合成蠟、費(fèi)托蠟、微晶蠟、植物蠟、礦物蠟和季戊四醇復(fù)合酯中的一種或一種以上按任意比例混合的混合物。所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑264、抗氧劑168中的任意一種。所述吸酸劑為：碳酸鈣、滑石粉、硅粉石、硅藻土、鈣鋁土、紅坭、沸石、分子篩、水滑石等。上述技術(shù)方案采用合成的氰脲酸鋅為主要熱穩(wěn)定劑和有機(jī)輔助熱穩(wěn)定劑、潤滑劑復(fù)配使用，在適當(dāng)范圍內(nèi)可大幅提高氰脲酸鋅的熱穩(wěn)定性，通用性強(qiáng)，改善了PVC塑料加工中的流動性和制品的脫模型，防止在機(jī)內(nèi)或模具內(nèi)因粘著而無法工作或產(chǎn)生缺陷，同時也提高了PVC異型材的耐老化性能。具體實施方式實施例一步驟一，氰脲酸鋅的制備；以總反應(yīng)物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，按照下述配方制取氰尿酸鋅穩(wěn)定劑：氰脲酸62-67份氧化鋅60-65份硅烷偶聯(lián)劑0.1-0.3份乙酸3-5份按上述配比將氰尿酸，氧化鋅，硅烷偶聯(lián)劑加入到機(jī)械旋風(fēng)磨中，并在微波輻射，乙酸作為催化劑的特定條件下研磨共混60分鐘，得到氰尿酸鋅穩(wěn)定劑。步驟二，復(fù)配；以總反應(yīng)物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，按照下述配方復(fù)配制取氰脲酸穩(wěn)定劑：氰脲酸鋅20份硬脂酸鋅10份硬脂酸鈣10份輔助穩(wěn)定劑5份潤滑劑20份抗氧劑5份吸酸劑（沸石）50份按上述配比將反應(yīng)物原料用高速攪拌機(jī)混合均勻，獲得氰脲酸鋅穩(wěn)定劑制品。PVC異型材的制備PVC100份加工助劑1份抗沖改性劑6份填充劑16份鈦白粉5份氰脲酸復(fù)配穩(wěn)定劑5份將混合物在高速捏合機(jī)中捏合5-10min，再由錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出PVC窗用異型材，經(jīng)真空定徑后冷卻成型，切割、工序后,得到新型PVC窗用異型材。實施例二步驟一，氰脲酸鋅的制備；以總反應(yīng)物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，按照下述配方制取氰脲酸鋅：氰脲酸62-67份氧化鋅60-65份硅烷偶聯(lián)劑0.1-0.3份乙酸3-5份按上述配比將氰脲酸，氧化鋅，硅烷偶聯(lián)劑加入到機(jī)械旋風(fēng)磨中，并在微波輻射，乙酸作為催化劑的特定條件下研磨共混60分鐘，得到氰尿酸鋅穩(wěn)定劑。步驟二，復(fù)配；以總反應(yīng)物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，按照下述配方復(fù)配制取氰脲酸穩(wěn)定劑：氰脲酸鋅15份硬脂酸鋅15份硬脂酸鈣10份輔助穩(wěn)定劑5份潤滑劑20份抗氧劑5份吸酸劑（沸石）50份按上述配比將反應(yīng)物原料用高速攪拌機(jī)混合均勻，獲得氰脲酸鋅穩(wěn)定劑制品。實驗及性能測試PVC100份加工助劑1份抗沖改性劑6份填充劑16份鈦白粉5份氰脲酸復(fù)配穩(wěn)定劑5份將混合物在高速捏合機(jī)中捏合5-10min，再由錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出PVC窗用異型材，經(jīng)真空定徑后冷卻成型，切割、工序后,得到新型PVC窗用異型材。實施例三步驟一，氰脲酸鋅的制備；以總反應(yīng)物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，按照下述配方制取氰脲酸鋅：氰脲酸62-67份氧化鋅60-65份硅烷偶聯(lián)劑0.1-0.3份乙酸3-5份按上述配比將氰尿酸，氧化鋅，硅烷偶聯(lián)劑加入到機(jī)械旋風(fēng)磨中，并在微波輻射，乙酸作為催化劑的特定條件下研磨共混60分鐘，得到氰尿酸鋅穩(wěn)定劑。步驟二，復(fù)配；以總反應(yīng)物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，按照下述配方復(fù)配制取氰脲酸穩(wěn)定劑：氰脲酸鋅10份硬脂酸鋅20份硬脂酸鈣10份輔助穩(wěn)定劑5份潤滑劑20份抗氧劑5份吸酸劑（沸石）50份按上述配比將反應(yīng)物原料用高速攪拌機(jī)混合均勻，獲得氰脲酸鋅穩(wěn)定劑制品。實驗及性能測試PVC100份加工助劑1份抗沖改性劑6份填充劑16份鈦白粉5份氰脲酸復(fù)配穩(wěn)定劑5份將混合物在高速捏合機(jī)中捏合5-10min，再由錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出PVC窗用異型材，經(jīng)真空定徑后冷卻成型，切割、工序后,得到新型PVC窗用異型材。實施例四步驟一，氰脲酸鋅的制備；以總反應(yīng)物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，按照下述配方制取氰脲酸鋅：氰脲酸62-67份氧化鋅60-65份硅烷偶聯(lián)劑0.1-0.3份乙酸3-5份按上述配比將氰尿酸，氧化鋅，硅烷偶聯(lián)劑加入到機(jī)械旋風(fēng)磨中，并在微波輻射，乙酸作為催化劑的特定條件下研磨共混60分鐘，得到氰尿酸鋅穩(wěn)定劑。步驟二，復(fù)配；以總反應(yīng)物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，按照下述配方復(fù)配制取氰脲酸穩(wěn)定劑：氰脲酸鋅5份硬脂酸鋅25份硬脂酸鈣10份輔助穩(wěn)定劑5份潤滑劑20份抗氧劑5份吸酸劑50份按上述配比將反應(yīng)物原料用高速攪拌機(jī)混合均勻，獲得氰脲酸鋅穩(wěn)定劑制品。實驗及性能測試PVC100份加工助劑1份抗沖改性劑6份填充劑16份鈦白粉5份氰脲酸復(fù)配穩(wěn)定劑5份將混合物在高速捏合機(jī)中捏合10min，再由錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出PVC窗用異型材，經(jīng)真空定徑后冷卻成型，切割、工序后,得到新型PVC窗用異型材。對比例一以總反應(yīng)物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，按照下述配方復(fù)配制取鈣鋅穩(wěn)定劑：硬脂酸鋅30份硬脂酸鈣10份輔助穩(wěn)定劑5份潤滑劑20份抗氧劑5份吸酸劑(沸石)50份按上述配比將反應(yīng)物原料用高速攪拌機(jī)混合均勻，獲得氰脲酸鋅穩(wěn)定劑制品。實驗及性能測試PVC100份加工助劑1份抗沖改性劑6份填充劑16份鈦白粉5份鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑5份將混合物在高速捏合機(jī)中捏合10min，再由單螺桿擠出機(jī)擠出管型，經(jīng)真空定徑后冷卻成型，切割、工序后，得到新型PVC管材。剛果紅法剛果紅法是測試PVC靜態(tài)熱穩(wěn)定性，它反映了該熱穩(wěn)定劑對PVC的長期穩(wěn)定性，將試樣維持在材料規(guī)定的測試溫度，測定分解出HCl導(dǎo)致剛果紅試紙下邊緣開始變藍(lán)時所經(jīng)過的時間，即為穩(wěn)定時間，按GB/T2917.1-2002測試控制油浴溫度為180±1,對每個樣品進(jìn)行三次剛果紅測試，取平均值。測試結(jié)果如表2所示：初始變色時間/min完全變色時間/min實施例135.160.3實施例230.249.5實施例325.839.1實施例420.236.0對比例110.625.3從上表可以看出本發(fā)明。從而使該方法制備的PVC穩(wěn)定劑替代傳統(tǒng)的穩(wěn)定劑，生產(chǎn)方法簡單，成本低，對環(huán)境無污染，有望替代傳統(tǒng)的穩(wěn)定劑成為無毒、廉價、高效的新型PVC穩(wěn)定劑。根據(jù)上述實施例和對比例的耐熱性時間可以看出，本發(fā)明的環(huán)保PVC異型材專用氰脲酸鋅復(fù)合穩(wěn)定劑能較好的提高PVC制品的耐熱性能，這表明該體系中氰脲酸鋅、輔助熱穩(wěn)定劑和抗氧劑添加比例較為合適，并且體系中的潤滑劑組分對PVC加工過程中的流動性也起到了一定的改善作用，提高了PVC異型材制品的加工熱穩(wěn)定性和加工流動性，使得產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量變好，同時也提高了外觀質(zhì)量，制品的耐老化性能得到提高，是一種較好的適用PVC異型材專用氰脲酸復(fù)合穩(wěn)定劑的制備與應(yīng)用。當(dāng)前第1頁1 2 3