[發明專利]一種以蛭石為原料制備PVC熱穩定劑的方法

有效

• 申請號: 201410576650.0
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104292888B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 田維亮;葛振紅;羅斌;王秋玉;曹婉婧;袁江;段雪
• 申請（專利權）人: 塔里木大學
• 主分類號: C09C1/28
• 分類號: C09C1/28;C09C3/04;C09C3/06;C08L27/06;C08K9/00;C08K9/02;C08K7/26;C08K3/34
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技術領域

本發明涉及PVC穩定劑的制備方法，尤其是一種PVC管材專用天然礦物無毒熱穩定劑。

背景技術

PVC材料具有高強度、價格低廉，耐化學腐蝕性好、電絕緣性好以及難燃燒等優點，廣泛應用于工程建筑、食品包裝、電氣等行業的硬質和軟質品。在全球范圍內，PVC樹脂的需求量位于聚乙烯、聚丙烯之后，居第三位；而其消費量在國內已經升至第一位。2010年，世界上PVC年需求量將達3700萬噸，2011年我國PVC產能將達到2200萬噸左右，穩居世界第一位。

但由于PVC高分子鏈結構中含有支化點、雙鍵和引發劑殘基等不穩定因素的存在，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，制品出現顏色急劇加深，物理機械性能下降的現象，甚至炭化直至喪失使用價值。因此，在PVC制品進行成型加工時，必須使用熱穩定劑。

20世紀30年代，鉛鹽的出現首先解決了PVC的熱降解問題，也是最早使用的熱穩定劑，但隨著人們環保意識的增強，其毒性大、污染嚴重的問題極大地限制了應用；后來逐漸產生了金屬皂、有機錫、稀土和大量輔助熱穩定劑等。

世界上各國熱穩定劑的使用情況存在較大差異。美國PVC熱穩定劑行業起步較早，目前其行業使用的熱穩定劑以復合金屬皂類為主，有機錫類熱穩定劑增長速度最快；西歐國家PVC熱穩定劑的發展較晚，所以基本以性價此較高的鉛鹽為主，約占市場的56％，復合型占31％。整體上來說，毒性較大的鉛鹽類熱穩定劑一般呈負增長趨勢，而無毒、環保的復合型(，尤其是無毒Ca/Zn)均高于其平均增長率。

目前，市場上所用PVC熱穩定劑主要品種有鉛鹽、金屬皂、有機錫、有機銻、稀土和各種輔助熱穩定劑等。最受關注的是無毒塑料制品添加劑，其中沸石和水滑石類熱穩定劑就是這一類。

目前對的PVC熱穩定劑研究已得到深入開展，新的制備原料也將不斷地出現，更為重要的是能否找到一種廉價和無毒的PVC熱穩定劑，將會成為今后成為研發的重點。

發明內容

發明目的：克服現有技術的不足，提供一種用天然礦為原料制備 PVC 穩定劑的方法。本方法利用新疆天然蛭石為原料制備PVC熱穩定劑，特點：原料價格低廉，制備方法簡單，穩定效果明顯，實現了蛭石高附加值利用。

本發明可以通過以下技術方案實現：

一種用天然礦為原料制備PVC 穩定劑的方法，其特征在于它包括以下步驟：

第一步：原料與處理：天然蛭石礦粉碎，真空微波膨脹，得到膨脹蛭石；

第二步：將第一步得到的膨脹蛭石加入稀酸溶液中，放入磁力攪拌器，加熱，磁子攪拌，磁力浮選，除鐵，過濾，固體經真空干燥得到改性膨脹蛭石；

第三步：將第二步得到的改性膨脹蛭石粉碎至一定目數，加入稀酸溶液中，磁選除鐵，一定時間后，過濾，去離子水洗滌至中性，固體干燥，得到天然蛭石熱穩定劑；

第四步：第二步和第三步過濾所得酸溶液，經陶瓷膜過濾回收循環利用。

本發明的進一步方案是第一步所述的天然蛭石礦粉碎至5目～100 目，微波功率700W～2500W，真空度為0.01～0.15MPa，膨脹時間10 秒～300秒。

本發明的進一步方案是第二步所述稀酸是鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸，稀酸的質量濃度為1％～15％；加熱溫度為60℃～100℃；磁子轉速為100轉～3000轉，時間10分鐘～150分鐘，真空干燥溫度為 70℃～120℃。

本發明的進一步方案是第三步改性膨脹蛭石粉碎至160目～300 目；稀酸是甲酸、醋酸、丙酸；質量濃度為0.1％～10％；時間5分鐘～120分鐘。

本發明與現有技術方法相比，本方法以天然礦為原料，采用新疆蛭石礦制備PVC熱穩定劑，克服了現有成本高和含鉛有毒熱穩定劑的局限性，擴展了制備原料和PVC熱穩定劑的種類，具有以下明顯的優點：

1)本發明采用天然礦產蛭石為原料制備PVC熱穩定劑，成本低廉，為PVC熱穩定劑添加新成員，實現原料創新。

2)本發明制備工藝簡單，穩定效果明顯，在180℃下，長達3個小時不老化，易于推廣應用，實現工藝創新。