乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑及其PVC材料的制作方法

本發(fā)明涉及一種pvc穩(wěn)定劑，具體說，涉及一種乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑及其pvc材料。

背景技術(shù)：

聚氯乙烯(pvc)塑料性能優(yōu)異，價格低廉，其應(yīng)用十分廣泛，約占整個塑料消耗量的40％，是目前世界上產(chǎn)量僅次于聚乙烯的第二類塑料產(chǎn)品。但由于其分子結(jié)構(gòu)對熱不穩(wěn)定，通常在120℃以上就容易發(fā)生脫氯化氫的降解反應(yīng)，在pvc的加工過程中必須添加加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑，以減緩pvc在加工過程中熱分解。

隨著我國環(huán)保條列的出臺以及歐盟對鉛鹽類穩(wěn)定劑的嚴(yán)格限定，鉛鹽類穩(wěn)定劑已被逐步限制或禁止使用，目前使用范圍最廣的是鈣鋅類穩(wěn)定劑。雖然鈣鋅類穩(wěn)定劑無明顯異味，且成本較為低廉，但是仍然存在著初期著色性差和后期熱穩(wěn)定性能急劇下降等現(xiàn)象。另外pvc在加入鈣鋅類穩(wěn)定劑，在制備pvc制品的過程中，平衡扭矩偏大，導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)過程中能耗損失嚴(yán)重，生產(chǎn)效率降低。

稀土離子擁有許多4f～5d空電子能級，以此作為配位中心與pvc分子中活潑的氯原子發(fā)生配位作用，使c-cl鍵趨于穩(wěn)定不易發(fā)生斷裂，從而起到穩(wěn)定作用。另外乙酰丙酮屬于輔助穩(wěn)定劑，它單獨(dú)使用時無明顯的穩(wěn)定作用，但與稀土離子并用后，能明顯改善pvc制品的耐熱性和耐候性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑及其pvc材料，能夠有效改善pvc的初期著色性和長期熱穩(wěn)定性能，并降低pvc制品在生產(chǎn)過程中的平衡扭矩，提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)方案如下：

一種乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑，包括乙酰丙酮稀土、有機(jī)鋅金屬化合物、輔助熱穩(wěn)定劑、潤滑劑和填料；按重量計(jì)，乙酰丙酮稀土、有機(jī)鋅金屬化合物、輔助熱穩(wěn)定劑、潤滑劑和填料的用量比為2.0～5.0：3.0～10.0：1.0～3.0：1.0～5.0：2.0～10.0。

進(jìn)一步：乙酰丙酮稀土中，稀土元素選用sc、y或鑭系元素。

進(jìn)一步：有機(jī)鋅金屬化合物選用硬脂酸鋅、磷酸鋅、硼酸鋅或乙酰水楊酸鋅。

進(jìn)一步：輔助熱穩(wěn)定劑選用水滑石、乙酰丙酮鈣、抗氧劑、亞磷酸酯、β-二酮或環(huán)氧大豆油中的一種或多種。

進(jìn)一步：潤滑劑選用石蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、單甘脂中的一種或多種。

進(jìn)一步：填料選用碳酸鈣、高嶺土、金紅石、碳白、玻璃纖維中的一種或多種。

一種應(yīng)用乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑的pvc材料，乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑的用量為每100重量份pvc中配加1.0～5.0重量份乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)效果包括：

1、本發(fā)明制備的乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑，能夠有效改善pvc的初期著色性和長期熱穩(wěn)定性能，并降低pvc制品在生產(chǎn)過程中的平衡扭矩，提高生產(chǎn)效率。

本發(fā)明可明顯地改善pvc的熱穩(wěn)定性能，降低pvc初期著色并延長后期的穩(wěn)定時間，有效解決鈣鋅類穩(wěn)定劑后期出現(xiàn)的“鋅燒”現(xiàn)象，并且在pvc制品生產(chǎn)過程中可明顯降低平衡扭矩，提高生產(chǎn)效率。

2、本發(fā)明工藝操作簡單，原料易得，綠色環(huán)保，無重金屬污染，環(huán)保節(jié)能，在工業(yè)生產(chǎn)中具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中烘箱老化試驗(yàn)結(jié)果的示意圖；

圖2是本發(fā)明中配方4、配方5、配方6轉(zhuǎn)矩流變結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

下面參考示例實(shí)施方式對本發(fā)明技術(shù)方案作詳細(xì)說明。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本發(fā)明更全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

本發(fā)明綜合了稀土離子與乙酰丙酮化合物兩者的優(yōu)點(diǎn)，制得乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑，并輔以其它輔料，制得了乙酰丙酮類稀土穩(wěn)定劑，并用于改善pvc的熱穩(wěn)定性能。

乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑，由乙酰丙酮稀土、有機(jī)鋅金屬化合物、輔助熱穩(wěn)定劑、潤滑劑及填料復(fù)合而成。按重量計(jì)，其用量比為2.0～5.0：3.0～10.0：1.0～3.0：1.0～5.0：2.0～10.0。

乙酰丙酮稀土中，稀土元素選用sc、y或鑭系元素的一種。有機(jī)鋅金屬化合物選用硬脂酸鋅、磷酸鋅、硼酸鋅或乙酰水楊酸鋅中的一種。輔助熱穩(wěn)定劑為水滑石、乙酰丙酮鈣、抗氧劑、亞磷酸酯、β-二酮或環(huán)氧大豆油中的一種或多種。潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、單甘脂中的一種或多種。填料為碳酸鈣、高嶺土、金紅石、碳白、玻璃纖維中的一種或多種。

應(yīng)用乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑的pvc材料，其中乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑用量為：100重量份pvc中配加1.0～5.0重量份乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑。

實(shí)施例1：

準(zhǔn)確稱取乙酰丙酮鑭2.5g、磷酸鋅3.0g、水滑石1.0g、抗氧劑1.0g、聚乙烯蠟2.0g、碳酸鈣5.0g，并將以上組分經(jīng)高速混合機(jī)充分混合，即得乙酰丙酮鑭稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑1#。

實(shí)施例2：

準(zhǔn)確稱取乙酰丙酮釓3.0g、硼酸鋅4.0g、水滑石1.0g、抗氧劑0.5g、β-二酮1.0g、聚乙烯蠟2.0g、碳酸鈣5.0g、碳白1.0g，并將以上組分經(jīng)高速混合機(jī)充分混合，即得乙酰丙酮釓稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑2#。

實(shí)施例3：

準(zhǔn)確稱取乙酰丙酮銪3.5g、硬脂酸鋅5g、水滑石0.3g、乙酰丙酮鈣0.5g、抗氧劑0.3g、β-二酮0.6g、石蠟2.0g、碳酸鈣5.0g，高嶺土1.0g，并將以上組分經(jīng)高速混合機(jī)充分混合，即得乙酰丙酮銪稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑3#。

實(shí)施例4：

準(zhǔn)確稱取乙酰丙酮鑭2.5g、磷酸鋅6.0g、水滑石0.5g、抗、β-二酮0.6g、環(huán)氧大豆油0.3g、聚乙烯蠟2.0g、碳酸鈣5.0g、高嶺土1.0g，并將以上組分經(jīng)高速混合機(jī)充分混合，即得乙酰丙酮鑭稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑4#。

實(shí)施例5：

準(zhǔn)確稱取乙酰丙酮釓3.0g、硼酸鋅7.0g、水滑石0.5g、抗氧劑0.5g、亞磷酸三辛酯1.0g、聚乙烯蠟1.0g、氧化聚乙烯蠟1.0g、碳酸鈣5.0g、高嶺土0.5g、金紅石1.0g，并將以上組分經(jīng)高速混合機(jī)充分混合，即得乙酰丙酮釓稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑5#。

實(shí)施例6：

準(zhǔn)確稱取乙酰丙酮銪3.0g、硬脂酸鋅9.0g、水滑石0.5g、乙酰丙酮鈣0.5g、抗氧劑0.3g、亞磷酸三辛酯0.6g、環(huán)氧大豆油0.6g、聚乙烯蠟1.0g、單甘脂1.0g、碳酸鈣7.0g、高嶺土0.5g、金紅石0.5g，并將以上組分經(jīng)高速混合機(jī)充分混合，即得乙酰丙酮銪稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑6#。

1、乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑的烘箱老化試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)配方的組成示于表1中，具體如下：

表1：配方組分單位：g

準(zhǔn)確按上述配方要求，對每個樣品精確稱量并混合均勻，置于輥溫160℃、輥距1mm的雙輥煉塑機(jī)上塑煉3min，取片后，剪成2cm×2cm方塊試片，按gb/t7141-92標(biāo)準(zhǔn)要求，將pvc片按順序分組置于老化烘箱中，在200±1℃下進(jìn)行烘箱老化實(shí)驗(yàn)測試，每隔10min取出試片，觀察并記錄試片色度的變化，時間一直持續(xù)到試片出現(xiàn)黑色為止。

如圖1所示，是本發(fā)明中烘箱老化試驗(yàn)結(jié)果的示意圖。

由圖1可見，從配方1、2、3中可以發(fā)現(xiàn)，隨著穩(wěn)定劑用量的增加，熱穩(wěn)定時間明顯提高，但總體熱穩(wěn)定時間較短，這主要是由于穩(wěn)定劑各成分配比不當(dāng)所致。

從配方4～配方6比較可發(fā)現(xiàn)，不同品種、不同用量的輔助穩(wěn)定劑及潤滑劑的使用對熱穩(wěn)定時間也有所不同。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出：配方5的熱穩(wěn)定性能最好，不僅具有優(yōu)良的初期穩(wěn)定性，而且后期鋅燒現(xiàn)象也不明顯。

從圖1中可以看出，隨著時間的推移，試片的顏色逐漸變深，白度值也逐漸降低。試片的基本變化規(guī)律為白色—淡黃色—黃色—橘黃色—深綠色—黑色。

2、乙酰丙酮類稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑的轉(zhuǎn)矩流變實(shí)驗(yàn)。

按照表1的配方，準(zhǔn)確稱取配方4、配方5、配方6各70克，在哈克流變儀上進(jìn)行了轉(zhuǎn)矩流變實(shí)驗(yàn)。設(shè)置轉(zhuǎn)矩流變溫度為185℃，轉(zhuǎn)速50r/min，結(jié)果見圖2。

如圖2所示，是本發(fā)明中配方4、配方5、配方6轉(zhuǎn)矩流變結(jié)果圖。

從圖1中可以看出，配方5、配方6穩(wěn)定劑的平衡扭矩明顯比配方4穩(wěn)定劑的平衡扭矩要小，這主要是由于配方5和配方6中的潤滑劑量占的比重比較大，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中如果采用配方5或配方6的稀土穩(wěn)定劑，可以提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率。另外，配方6的動態(tài)老化時間也比其它配方的動態(tài)老化時間要長，這與烘箱老化結(jié)果一致。

因此，從烘箱老化結(jié)果和轉(zhuǎn)矩流變結(jié)果來看，本發(fā)明熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性能明顯比鈣鋅熱穩(wěn)定性能要好，且本發(fā)明穩(wěn)定劑的平衡扭矩較低，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。

本發(fā)明所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。