[发明专利]一种无毒钙锌热稳定剂

说明书

技术领域

本发明属于热稳定剂，特别属于用于聚氯乙烯的无毒钙锌热稳定剂。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)是世界上通用的五大合成树脂之一，用量最大，其具有优越的性能广泛应用于建筑业、农业、日用品等各个领域。由于PVC高温时加工热稳定性差，在其成型加工时必须加入热稳定剂以维持其性能，常用的热稳定剂主要有铅盐类、有机锡类、稀土类和金属皂类等稳定剂。铅盐稳定剂价格低廉、热稳定效果好，用量比较大，但其毒性大，严重危害人体健康并污染环境，近二十年，随着环保的要求，西方国家禁止热稳定剂中含铅、镉等有毒金属，并且颁布指令要求从2006年7月1日起禁止在欧盟市场销售含有铅、汞、镉、铬、多溴联苯及多溴二苯醚6种有害物质的设备；因此，无毒、无污染、复合和高效已成为PVC热稳定剂的发展主题，无毒Ca/Zn热稳定剂是世界上公认的无毒、环保型热稳定剂，具有极广阔的发展空间。Zn皂稳定剂对PVC的稳定性较差，属于短效热稳定剂，而且容易出现“锌烧”(主要是产生的ZnCl2为强路易斯酸，具有催化脱HCl的作用)现象，但具有初期着色性优良、耐候性强等优点。Ca皂热稳定剂属于长效热稳定剂，稳定性较差，着色性强，但无毒，具有优良的润滑性。Ca/Zn复合热稳定剂就是利用两者具有的协同效应，使其成为近年来复合稳定剂中最活跃的研究领域，像刘迪强等人在专利《一种环保pvc钙锌稳定剂》中提及了硬脂酸钙锌盐的复配，芜湖海螺公司李剑，王杨林等人在专利中公开了一种钙锌复合稳定剂，涉及硬脂酸钙锌盐的配方，很好的取代了传统的有毒稳定剂。本专利进一步结合苯甲酸根和硬脂酸根的各自性能特点，再结合钙锌的长短期稳定特点，用一锅法反应，简便易操作，性能优越，打破传统的单纯硬脂酸盐的性能单一的束缚。在分子级别上每种物质发挥各自的特点，同作用的无毒钙锌热稳定剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的无毒钙锌稳定剂，实现了稳定剂各组分之间的协同效应，解决了稳定剂加工性差和稳定性能单一的缺点，延长了稳定时间。

本发明解决技术问题的技术方案为：一种无毒钙锌热稳定剂，含有以下重量份的物质：

为了进一步增强性能和研究更有利配方，可以加入如下一种或几种；

亚磷酸酯                    5～10

环氧化合物                  10～20

水滑石                      5～15

所述的主钙锌稳定剂通过以下方法制备：

a)将硬脂酸和苯甲酸加入反应容器中，升温至80～90℃，直至完全融化，得到混合溶液A；

b)将重量浓度为15％-25％的氢氧化钠溶液滴加到a)工序所制备的混合溶液A中，滴完后，再搅拌0.5-1小时；升温至95℃，再滴加锌盐和钙盐，滴完后，再搅拌1-1.5小时，冷却至室温，将产物用水洗涤，抽滤，于60-80℃烘干至恒重；硬脂酸、苯甲酸、氢氧化钠、锌盐、钙盐的摩尔比为1-2∶1-2∶2-4∶0.5-1∶0.5-1；

所述的锌盐为硫酸锌，氯化锌，均工业级。

所述的钙盐为硫酸钙，氯化钙，均工业级。

所述的二酮为硬脂酰苯甲酰甲烷，异丁酰基苯甲酰甲烷和二苯甲酰基甲烷。

所述的多元醇为季戊四醇，山梨醇；

所述的亚磷酸酯为亚磷酸三苯酯，三磷酸三异辛酯，亚磷酸苯二异辛酯；

所述的环氧化合物为环氧大豆油；

所述的外润滑剂为三乙醇胺硬脂酸酯；

所述的内润滑剂为PE蜡；

所述的抗氧剂为受阻酚类；

当锌皂作为热稳定剂时，由于金属元素zn的电负性较大，吸引电子能力较强，能与PVC树脂中不稳定的烯丙基氯形成配位键，而使金属皂的阴离子取代不稳定氯原子，缓解了PVC脱除HCl发生降解反应的反应速率，所以一般具有较好的初期色相。但在发生取代反应的同时会有ZnCI₂生成。ZnCl₂作为一种路易斯酸，造成‘锌烧”现象。当锌皂和钙皂协同作用作为热稳定剂时，ZnCl₂，的氯原子可与钙皂配位体之间发生交换，重新生成锌皂和不能促进脱HCl的CaCl₂，延缓PVC母体中ZnCl₂，的出现，抑制“锌烧”。另外，钙皂本身作为一种长效型热稳定剂，在反应后期还可以起到吸除HCl的作用，使长期热稳定性得到提高。