本發(fā)明涉及熱穩(wěn)定劑，具體是一種環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑及其制備方法。

背景技術：

1、聚氯乙烯（pvc）因其具有優(yōu)良的加工性能、耐腐蝕性能、阻燃性能和力學性能等被廣泛應用于建材、管材、涂料、工業(yè)、農業(yè)等眾多領域。?但pvc的熱穩(wěn)定性和耐光性差，在140℃即會分解釋放出氯化氫，但通常pvc的加工溫度在160-200℃之間才能成型，這就導致pvc在加工過程中發(fā)生降解，使制品變色并伴隨著性能下降，大大降低其使用價值。目前，提高pvc加工過程中熱穩(wěn)定性的方法主要是添加熱穩(wěn)定劑以延緩?pvc降解進程。

2、市面上，熱穩(wěn)定劑可以分為五類，包括鉛鹽穩(wěn)定劑、金屬皂類穩(wěn)定劑、有機錫（銻）穩(wěn)定劑、稀土復合穩(wěn)定劑以及其他類型的穩(wěn)定劑。pvc熱穩(wěn)定劑通常含有pb、cr、cd等重金屬，污染環(huán)境的同時危害到人類健康，其中，金屬皂類熱穩(wěn)定劑中的鈣鋅熱穩(wěn)定劑具有環(huán)保無毒、潤滑性好、價格低廉的優(yōu)點，且在應用上具有很強的吸收pvc加工過程中產生的hcl的能力，從而能夠提高pvc的長期穩(wěn)定性。雖然鈣鋅熱穩(wěn)定劑能夠提高pvc加工過程的熱穩(wěn)定性，但為了滿足不同加工工藝和不同產品的使用要求，?還需要對鈣鋅熱穩(wěn)定劑進行進一步研究，采用輔助熱穩(wěn)定劑與鈣鋅熱穩(wěn)定劑復配組合，是目前主流的研究方向。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑及其制備方法，以解決現有技術中提出的問題。

2、為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一種環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑，按質量份計，包括以下原料：10-20份硬脂酸鋅、20-30份硬脂酸鈣、10-15份輔助穩(wěn)定劑、5-8份增塑劑、1-5份抗氧劑、2-5份填料。

4、優(yōu)選的，所述輔助穩(wěn)定劑包括β-二酮、改性有機酸插層水滑石和改性二氧化硅，β-二酮、改性有機酸插層水滑石和改性二氧化硅的質量比為1：3：（1-3）。

5、優(yōu)選的，所述填料為沸石、滑石粉、碳酸鋅、碳酸鈣的一種或多種組合。

6、其中，改性有機酸插層水滑石的制備步驟包括：

7、s1）：取膨脹蛭石，置于去離子水中，高速剪切后加入硝酸溶液，在95℃油浴中反應8-12h，進行固液分離，將分離出的二氧化硅烘干備用，收集上清液；

8、s2）：取s1收集的上清液，加入硝酸鋅、硝酸鑭后超聲，攪拌得到硝酸鹽溶液；取有機酸溶于無水乙醇中，再混合氫氧化鈉溶液和碳酸氫納溶液，滴加入上述硝酸鹽溶液，滴加結束后離心取出沉淀物，去離子水洗至中性，置于去離子水中超聲，進行水熱反應，在120-180℃下反應8-12h，過濾洗滌烘干，得到有機酸插層水滑石；

9、s3）：取s2有機酸插層水滑石置于去離子水中超聲，加入改性劑，在60℃下攪拌2-3h后抽濾洗滌，研磨，得到改性有機酸插層水滑石。

10、優(yōu)選的，s2中有機酸為衣康酸、馬來酸、肉桂酸、檸檬酸中的任一種。

11、優(yōu)選的，s3中改性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鈉、檸檬酸鈉中的任一種。

12、改性二氧化硅的制備步驟包括：取s1中烘干備用的二氧化硅置于kh550醇溶液中超聲分散30-40min，再加熱至80℃反應8-10h后，真空抽濾，洗滌烘干后，置于四氫呋喃溶劑中，再加入馬來酸酐混合均勻，在70-90℃下機械攪拌3-5h，繼續(xù)升溫至160℃，加入季戊四醇反應2h，旋蒸除去四氫呋喃后洗滌干燥，得到改性二氧化硅。

13、優(yōu)選的，kh550、馬來酸酐和季戊四醇的摩爾比為1：1：1，kh550的用量為二氧化硅的4-5wt%。

14、一種環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑的制備方法，包括以下步驟：將輔助穩(wěn)定劑和填料混合，以100-200rpm的轉速攪拌10-30min，加入抗氧劑和增塑劑，升高轉速至300-400rpm，繼續(xù)攪拌5-10min，再加入硬脂酸鋅和硬脂酸鈣，升高轉速至400-600rpm攪拌30-40min，得到鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑。

15、與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

16、1、本發(fā)明采用輔助熱穩(wěn)定劑與硬脂酸鋅、硬脂酸鈣等共同復配組合得到鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑，協同提高熱穩(wěn)定劑吸收pvc熱降解釋放的氯化氫，進一步提升pvc的熱穩(wěn)定性能；

17、2、本發(fā)明采用的輔助穩(wěn)定劑由β-二酮、改性有機酸插層水滑石和改性二氧化硅按一定比例組合；其中改性有機酸插層水滑石采用膨脹蛭石拆分得到，固液分離的上清液添加鋅、鑭元素，將水滑石和稀土元素二者的優(yōu)勢結合起來，有效抑制氯化氫的脫出，另外加入有機酸插層以及改性劑，提高分散性，改善水滑石與pvc的相容性以及延長pvc的長期熱穩(wěn)定性。改性二氧化硅的原料由膨脹蛭石拆分得到固液分離的固態(tài)物質，采用硅烷偶聯劑改性后，與馬來酸酐發(fā)生?；磻?，得到酸基與季戊四醇發(fā)生酯化反應，在改善二氧化硅和季戊四醇與pvc的相容性的同時，季戊四醇作為效果優(yōu)良的輔助熱穩(wěn)定劑，為復合熱穩(wěn)定劑帶來不錯的吸收hcl效果；

18、3、本發(fā)明選擇膨脹蛭石拆分得到水滑石和二氧化硅，共同添加入復合穩(wěn)定劑中，提高蛭石的利用率，降低廢料；插層水滑石使用的有機酸均為環(huán)保型材料，無毒無公害。

技術特征：

1.一種環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑按質量份計，包括以下原料：10-20份硬脂酸鋅、20-30份硬脂酸鈣、10-15份輔助穩(wěn)定劑、5-8份增塑劑、1-5份抗氧劑、2-5份填料。

2.根據權利要求1所述的一種環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，輔助穩(wěn)定劑包括β-二酮、改性有機酸插層水滑石和改性二氧化硅，β-二酮、改性有機酸插層水滑石和改性二氧化硅的質量比為1：3：（1-3）。

3.根據權利要求1所述的一種環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，改性有機酸插層水滑石的制備步驟包括：

4.根據權利要求1所述的一種環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，改性二氧化硅的制備步驟包括：取s1中烘干備用的二氧化硅置于kh550醇溶液中超聲分散30-40min，再加熱至80℃反應8-10h后，真空抽濾，洗滌烘干后，置于四氫呋喃溶劑中，再加入馬來酸酐混合均勻，在70-90℃下機械攪拌3-5h，繼續(xù)升溫至160℃，加入季戊四醇反應2h，旋蒸除去四氫呋喃后洗滌干燥，得到改性二氧化硅。

5.根據權利要求3所述的一種環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，s2中有機酸為衣康酸、馬來酸、肉桂酸、檸檬酸中的任一種。

6.根據權利要求3所述的一種環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，s3中改性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鈉、檸檬酸鈉中的任一種。

7.根據權利要求4所述的一種環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，kh550、馬來酸酐和季戊四醇的摩爾比為1：1：1，kh550的用量為二氧化硅的4-5wt%。

8.根據權利要求1所述的一種環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，填料為沸石、滑石粉、碳酸鋅、碳酸鈣的一種或多種組合。

9.一種關于權利要求1-8任一項所述的環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明公開了一種環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑及其制備方法，涉及熱穩(wěn)定劑技術領域。所述環(huán)保型鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑按質量份計，包括以下原料：10?20份硬脂酸鋅、20?30份硬脂酸鈣、10?15份輔助穩(wěn)定劑、5?8份增塑劑、1?5份抗氧劑、2?5份填料；其中輔助穩(wěn)定劑為β?二酮、改性有機酸插層水滑石和改性二氧化硅的混合物；所述改性有機酸插層水滑石由膨脹蛭石拆分得到，添加入鋅、鑭化合物，與有機酸共沉淀后加入改性劑制得；改性二氧化硅由膨脹蛭石拆分得到的固態(tài)物質，加入偶聯劑改性，與馬來酸酐和季戊四醇發(fā)生一系列化學反應得到。由上述鈣鋅復合穩(wěn)定劑添加入PVC糊樹脂和樹脂粉，制備得到的PVC塑料具有良好的熱穩(wěn)定性能。

技術研發(fā)人員：楊振華,曹藝,曹曉杰,吳鵬
受保護的技術使用者：江蘇格瑞亞新材料科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6