[發明專利]疏水性納米水滑石基PVC用復合熱穩定劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200910020586.7
• 申請日: 2009-04-24
• 公開（公告）號: CN101544783A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 唐守余
• 申請（專利權）人: 山東慧科助劑股份有限公司
• 主分類號: C08K13/02
• 分類號: C08K13/02;C08K5/098;C08K3/34;C08L27/06
• 代理公司: 淄博科信專利商標代理有限公司
• 代理人: 耿 霞

技術領域

本發明涉及一種利用具有長效熱穩定性的疏水性納米水滑石制備的復合熱穩定劑。

背景技術

眾所周知，PVC在加工溫度條件下，易發生分解，必須加入穩定劑才能使其順利加 工。另外，聚氯乙烯受熱或受紫外線輻射時，也會引起聚合物的降解及脫HCl。因此，PVC 的使用和加工必須使用穩定劑。穩定劑是一種化學助劑，它能抑制PVC在加工成型和使 用過程中由于熱、光作用而引起的降解和變色。穩定劑按其化學結構可分為鹽基性鉛鹽 穩定劑、金屬皂類、有機錫化合物、有機穩定劑及復合穩定劑五大類。

由于鉛鹽穩定劑原料易得、生產工藝簡單，價格低廉、性能出色等優點，迄今仍是 應用最廣泛的品種，產量約占我國穩定劑產量的65％。鉛鹽穩定劑的缺點是毒性高、塑料 著色難、在塑料中的分散性差等，特別是粉狀鉛化合物在配料、攪拌或塑化過程中產生 大量鉛鹽粉塵，會對操作人員及環境產生極大危害。為了克服這些缺點，大多采用復合 鉛鹽穩定劑。復合鉛鹽穩定劑與傳統的三鹽、二鹽相比，性能有很大的提高，它的針對 性強，操作簡單，減少了加工混配工藝，從而減少了粉塵污染，降低了成本。總之，復 合鉛鹽穩定劑以其綜合性能優異而著稱。

水滑石(Layered?Double?Hydrotalcides，LDHs)是一類具有層狀結構的陰離子層 狀功能無機材料，具有可調變的化學組成及獨特的結構和性能。其典型的鋁鎂水滑石化 學式為：[Mg6Al2(OH)16CO3]4H2O。水滑石具集阻燃劑、絕緣劑、穩定劑、著色劑、滑爽 劑、抗老化劑、抗紫外線劑等諸多功能于一身的填充和改進的原材料。水滑石的性能：(1) 鋁鎂水滑石是高效、無毒、低煙、高性價比的優良的環保型阻燃劑。水滑石兼有氫氧化 鎂和氫氧化鋁類似的結構和組成，受熱分解時釋放出大量的水和二氧化碳，并吸收大量 的熱，能降低燃燒體系的溫度；分解釋放出的水蒸汽和二氧化碳氣體能稀釋和阻隔可燃 性氣體；熱分解生成的鎂鋁氧化物與高分子材料燃燒時形成的炭化物，在材料表面形成 保護膜，從而阻隔了氧的進一步侵入，也起阻燃效果。水滑石粒子分解后的固體產物具 有很大的比表面積及很強的堿性，能及時吸收材料熱分解時釋放的酸性氣體和煙霧并轉 變成相應的化合物，從而起到抑煙和消煙的作用。因此水滑石是很有希望的對環境友好 的消煙型無毒無鹵阻燃劑新品種。其阻燃性能明顯優于氫氧化鋁和氫氧化鎂，而且兼具 兩者的優點。(2)水滑石是無毒的熱穩定材料。LDHs可以作為聚氯乙烯(PVC)高效、無 毒、價廉的熱穩定劑。它可以有效地吸收PVC在加工和使用過程中分解產生的HCl，提高 PVC的加工條件和熱穩定性。可與有機錫或鉛鋅共同作為熱穩定劑，或與其他助劑共同使 用，進一步提高PVC的熱穩定性。LDHs本身無毒，可大范圍代替鉛鹽和其他金屬類穩定 劑，且可用于食品包裝PVC中。(3)水滑石與其它制劑混用，除了可改善高分子材料的 耐熱性外，還可以改善它們的其它性能。如機械強度、抗老化溫度、制品表面亮度、絕 緣性能、抗靜電性能、抗紫外線性能等。水滑石還具有良好的隔熱性，促進PVC農膜對 紅外線的吸收，提高農膜的保溫性。水滑石的用途：(1)用作塑料、橡膠、化纖等高分 子材料的阻燃、穩定、絕緣、著色、抗紫外線等多功能填充改進劑。(2)用作染料、涂 料、油漆、油墨、化妝品日用化工原材料。(3)用作染織物廢水處理劑、放射性廢水處 理劑，污染凈化絮凝劑。(4)用作化工催化劑載體和芳構化催化劑。(5)用作多種材料 的改進劑和中間體。

納米水滑石具有高的比表面，其阻燃性、吸附性、穩定性等性能較常規水滑石都有 顯著提升，是一種非常有前途的功能性材料。關于納米水滑石制備的專利已有不少，如 “一種以鹵水為原料制備納米級鎂鋁水滑石的方法(專利號ZL?03150037.4)”，該專利將 工業鹵水進行脫除雜質和有色物質的處理后，利用其中的鎂鹽來制備納米水滑石，可適 當降低水滑石的生產成本；專利“一種水滑石基含氯高聚物復合熱穩定劑(專利號ZL 200410037656.7)”主要是制備了納米水滑石，并用制備的水滑石和鈣皂、鋅皂合成了PVC 復合熱穩定劑。

已有多種納米水滑石的制備方法，但制備的水滑石是親水性的。親水性的水滑石與聚氯 乙烯等有機物質相容性不好，難以均勻混合，且易析出，使得復合穩定劑穩定效果不理 想，極大限制了水滑石在PVC復合熱穩定劑中的應用效果。

發明內容