[發明專利]一種無毒鈣鋅熱穩定劑

有效

• 申請號: 201110344592.5
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102504340A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 周運友;萬東;孫軍勇;王龍
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: C08K13/02
• 分類號: C08K13/02;C08K5/098;C08K5/07;C08K5/053;C08L27/06
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 方南

技術領域

本發明屬于熱穩定劑，特別屬于用于聚氯乙烯的無毒鈣鋅熱穩定劑。

背景技術

聚氯乙烯(PVC)是世界上通用的五大合成樹脂之一，用量最大，其具有優越的性能廣泛應用于建筑業、農業、日用品等各個領域。由于PVC高溫時加工熱穩定性差，在其成型加工時必須加入熱穩定劑以維持其性能，常用的熱穩定劑主要有鉛鹽類、有機錫類、稀土類和金屬皂類等穩定劑。鉛鹽穩定劑價格低廉、熱穩定效果好，用量比較大，但其毒性大，嚴重危害人體健康并污染環境，近二十年，隨著環保的要求，西方國家禁止熱穩定劑中含鉛、鎘等有毒金屬，并且頒布指令要求從2006年7月1日起禁止在歐盟市場銷售含有鉛、汞、鎘、鉻、多溴聯苯及多溴二苯醚6種有害物質的設備；因此，無毒、無污染、復合和高效已成為PVC熱穩定劑的發展主題，無毒Ca/Zn熱穩定劑是世界上公認的無毒、環保型熱穩定劑，具有極廣闊的發展空間。Zn皂穩定劑對PVC的穩定性較差，屬于短效熱穩定劑，而且容易出現“鋅燒”(主要是產生的ZnCl2為強路易斯酸，具有催化脫HCl的作用)現象，但具有初期著色性優良、耐候性強等優點。Ca皂熱穩定劑屬于長效熱穩定劑，穩定性較差，著色性強，但無毒，具有優良的潤滑性。Ca/Zn復合熱穩定劑就是利用兩者具有的協同效應，使其成為近年來復合穩定劑中最活躍的研究領域，像劉迪強等人在專利《一種環保pvc鈣鋅穩定劑》中提及了硬脂酸鈣鋅鹽的復配，蕪湖海螺公司李劍，王楊林等人在專利中公開了一種鈣鋅復合穩定劑，涉及硬脂酸鈣鋅鹽的配方，很好的取代了傳統的有毒穩定劑。本專利進一步結合苯甲酸根和硬脂酸根的各自性能特點，再結合鈣鋅的長短期穩定特點，用一鍋法反應，簡便易操作，性能優越，打破傳統的單純硬脂酸鹽的性能單一的束縛。在分子級別上每種物質發揮各自的特點，同作用的無毒鈣鋅熱穩定劑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型的無毒鈣鋅穩定劑，實現了穩定劑各組分之間的協同效應，解決了穩定劑加工性差和穩定性能單一的缺點，延長了穩定時間。

本發明解決技術問題的技術方案為：一種無毒鈣鋅熱穩定劑，含有以下重量份的物質：

為了進一步增強性能和研究更有利配方，可以加入如下一種或幾種；

亞磷酸酯????????????????????5～10

環氧化合物??????????????????10～20

水滑石??????????????????????5～15

所述的主鈣鋅穩定劑通過以下方法制備：

a)將硬脂酸和苯甲酸加入反應容器中，升溫至80～90℃，直至完全融化，得到混合溶液A；

b)將重量濃度為15％-25％的氫氧化鈉溶液滴加到a)工序所制備的混合溶液A中，滴完后，再攪拌0.5-1小時；升溫至95℃，再滴加鋅鹽和鈣鹽，滴完后，再攪拌1-1.5小時，冷卻至室溫，將產物用水洗滌，抽濾，于60-80℃烘干至恒重；硬脂酸、苯甲酸、氫氧化鈉、鋅鹽、鈣鹽的摩爾比為1-2∶1-2∶2-4∶0.5-1∶0.5-1；

所述的鋅鹽為硫酸鋅，氯化鋅，均工業級。

所述的鈣鹽為硫酸鈣，氯化鈣，均工業級。

所述的二酮為硬脂酰苯甲酰甲烷，異丁酰基苯甲酰甲烷和二苯甲酰基甲烷。

所述的多元醇為季戊四醇，山梨醇；

所述的亞磷酸酯為亞磷酸三苯酯，三磷酸三異辛酯，亞磷酸苯二異辛酯；

所述的環氧化合物為環氧大豆油；

所述的外潤滑劑為三乙醇胺硬脂酸酯；

所述的內潤滑劑為PE蠟；

所述的抗氧劑為受阻酚類；

當鋅皂作為熱穩定劑時，由于金屬元素zn的電負性較大，吸引電子能力較強，能與PVC樹脂中不穩定的烯丙基氯形成配位鍵，而使金屬皂的陰離子取代不穩定氯原子，緩解了PVC脫除HCl發生降解反應的反應速率，所以一般具有較好的初期色相。但在發生取代反應的同時會有ZnCI₂生成。ZnCl₂作為一種路易斯酸，造成‘鋅燒”現象。當鋅皂和鈣皂協同作用作為熱穩定劑時，ZnCl₂，的氯原子可與鈣皂配位體之間發生交換，重新生成鋅皂和不能促進脫HCl的CaCl₂，延緩PVC母體中ZnCl₂，的出現，抑制“鋅燒”。另外，鈣皂本身作為一種長效型熱穩定劑，在反應后期還可以起到吸除HCl的作用，使長期熱穩定性得到提高。