[發(fā)明專利]一種環(huán)保型鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑的制備及其在PVC中的應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110407007.1
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102617888A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳明清;阮曉凱;倪忠斌;東為富;夏鵬;蔣利華
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C08K5/1515
• 分類號: C08K5/1515;C08L27/06
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料科學(xué)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域，涉及一種環(huán)保型鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑的制備以及在PVC中的相關(guān)應(yīng)用。?

背景技術(shù)

聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，它具有良好的耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性以及成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、電子電氣及人們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€領(lǐng)域中。但是，PVC存在熱穩(wěn)定性差，在通常的加工溫度下即發(fā)生嚴(yán)重降解的缺點(diǎn)，而這些將會導(dǎo)致PVC材料的物理力學(xué)性能下降以及顏色逐漸加深等問題。因此PVC加工時必須添加適當(dāng)?shù)臒岱€(wěn)定劑以抑制其降解。熱穩(wěn)定劑可以通過取代不穩(wěn)定的氯原子、中和HCl等方式抑制PVC的降解。?

常用的熱穩(wěn)定劑有鉛鹽，有機(jī)錫，脂肪酸稀土等等。但是它們或多或少都存在環(huán)境污染，有毒，成本高等缺點(diǎn)。鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑以其無毒、廉價和良好潤滑性已經(jīng)成為PVC穩(wěn)定劑的主要產(chǎn)品，其中，硬脂酸鋅前期熱穩(wěn)定性較好，但是后期由于生成ZnCl₂，使PVC分解加速，導(dǎo)致PVC快速“變黑”，即所謂的“鋅燒”；而硬脂酸鈣后期穩(wěn)定性較好，但是前期的熱穩(wěn)定性不夠理想，初期顏色保持性較差。將二者復(fù)配使用，則可以發(fā)生置換反應(yīng)，使生成的ZnCl₂與硬脂酸鈣反應(yīng)重新生成硬脂酸鋅，所以可以用于對熱穩(wěn)定要求不高的PVC軟制品之中。另一方面，近年來，隨著世界各國環(huán)保意識的提高，醫(yī)藥及食品包裝、日用品、玩具等塑料制品對增塑劑DOP等提出了更高的純度及衛(wèi)生要求，而DOP具有一定的毒性，目前國內(nèi)PVC保鮮膜的生產(chǎn)企業(yè)絕大部分用DOP作為增塑劑，這樣生產(chǎn)出來的保鮮膜，尤其是用在含脂肪較高的肉類制品上，或者用它包裹食品在微波爐中加熱時，其增塑劑遷移入被包食物的機(jī)會將更多，對人類健康造成潛在的危害性。因此開發(fā)一種新型的環(huán)保型熱穩(wěn)定劑已成必然趨勢。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑，用于改善傳統(tǒng)鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑的不足，通過適當(dāng)調(diào)整鈣鋅比例，以達(dá)到合適的前中后期熱穩(wěn)定性，使產(chǎn)品性能更好。?

本發(fā)明的目的是通過如下途徑實(shí)現(xiàn)的：一種環(huán)保型鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑的含量(以100份PVC為例)為4份環(huán)氧油酸鈣鋅(不同比例)，40份環(huán)氧大豆油。所述的熱穩(wěn)定劑的應(yīng)用：在100份PVC中加入40份環(huán)氧大豆油，4份不同比?例的環(huán)氧油酸鈣鋅，高速混合4-5min，于160℃在雙輥開煉機(jī)上混煉4-5min。?

本發(fā)明是通過以下工藝過程制備實(shí)現(xiàn)的：?

1)環(huán)氧油酸鈣(鋅)的制備方法如下：在配有攪拌器、溫度計、恒壓漏斗的250ml三口燒瓶中，加入20g油酸，一定質(zhì)量的甲酸(88％)，攪拌速度控制在180r/min，水浴加熱至60℃，在反應(yīng)的同時滴加雙氧水，速度控制在5-8d/min，保持1小時內(nèi)滴完，然后恒溫反應(yīng)4小時，將反應(yīng)產(chǎn)物靜置分層，取上層油狀產(chǎn)物。將15g?NaOH溶于450ml水中，加熱至90℃，然后緩慢加入精制過的環(huán)氧油酸產(chǎn)物，加熱攪拌，調(diào)節(jié)pH在8-9左右，在90℃的條件下攪拌反應(yīng)1h，得到環(huán)氧油酸鈉。將18g?CaCl₂(或27.5g?ZnCl₂)溶于100g水中，緩緩加入環(huán)氧油酸鈉溶液中，調(diào)節(jié)pH在9左右，在90℃的條件下攪拌反應(yīng)1h，得到環(huán)氧油酸鈣(鋅)。?

2)環(huán)氧油酸鈣鋅的復(fù)配以及大量的環(huán)氧大豆油作為增塑劑：將制得的環(huán)氧油酸鈣鋅與環(huán)氧大豆油按以下比例混合(以100份PVC為例)：?

環(huán)氧油酸鈣鋅(不同比例)：4份?

環(huán)氧大豆油：40份?

3)將復(fù)合熱穩(wěn)定劑應(yīng)用于PVC中，并通過剛果紅法，熱老化法進(jìn)行熱穩(wěn)定性測試。?

本發(fā)明的效果在于：?

1)利用環(huán)氧油酸鈣鋅的協(xié)同穩(wěn)定作用，加強(qiáng)HCl的吸收，不穩(wěn)定氯原子的取代以及螯合ZnCl₂，全方位立體防止PVC的熱分解，產(chǎn)品綜合熱穩(wěn)定效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)鈣鋅的效果。?

2)體系中無鉛鉻等重金屬以及DOP等有一定毒性的增塑劑，完全符合歐盟最新RoHS標(biāo)準(zhǔn)，符合當(dāng)今世界發(fā)展新潮流，有著廣闊的應(yīng)用前景。?

附圖說明

圖1是不同配比環(huán)氧油酸鈣鋅的剛果紅變色時間，圖2是傳統(tǒng)鈣鋅復(fù)合體系的剛果紅變色時間，圖3是不同配比環(huán)氧油酸鈣鋅的熱老化變?色情況。?

具體實(shí)施方法?

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，而不是對本發(fā)明的限制。?

實(shí)施例1：?