[发明专利]一种以蛭石为原料制备PVC热稳定剂的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种以蛭石为原料制备PVC热稳定剂的方法，具体涉及PVC热稳定剂的制备方法，尤其是一种PVC管材专用无毒热稳定剂。

背景技术：

聚氯乙烯(PVC)树脂是五大通用塑料之一(PE聚乙烯、PP聚丙烯、PVC聚氯乙烯、PS聚苯乙烯、ABS)，是一种应用十分广泛的热塑性塑料。PVC材料具有高机械强度、价格低廉，耐化学腐蚀性好(耐浓盐酸、浓度为90％的硫酸、浓度为60％的硝酸和浓度20％的氢氧化钠)、电绝缘性好以及难燃烧(阻燃值为40以上)等优点，具有稳定的物理化学性质，不溶于水、酒精、汽油，气体、水汽渗漏性低等特点，广泛应用于工程建筑、食品包装、电气等行业的硬质和软质品。在全球范围内，PVC树脂的需求量位于聚乙烯、聚丙烯之后，居第三位；而其消费量在国内已经升至第一位。2010年，世界上PVC年需求量将达3700万吨，2011年我国PVC产能将达到2200万吨左右，稳居世界第一位。随着我国PVC生产工艺的日益成熟及在地方政府的支持下，近年来，面临全球金融危机的影响，PVC也得到了稳步发展，2015年伴随国家产业转型和淘汰落后产能的政策落实，国内PVC产能还是达到了2348万吨/年。在全球范围内，我国PVC树脂产业已取得了产能、产量及消费量三个第一。

虽然PVC具有诸多的优点，但却有一个致命的缺点，即热稳定性能差。PVC高分子链结构中含有支化点、双键和引发剂残基等不稳定因素的存在，使得PVC分子链上的氯容易从分子链上脱出，当加热到140℃时就开始降解，放出氯化氢，而通常的PVC加工成型温度在160-200℃左右。当温度升高时，HCl大量脱出并积累在材料中，由于HCl对PVC降解具有催化作用，使得PVC降解速度大大加快，脱出HCl后分子链中大量形成具有色的共轭双键，制品出现颜色急剧加深，一般经历由白色-黄色-棕色-褐色直至黑色的过程，物理机械性能下降的现象，甚至炭化直至丧失使用价值。因此，加工成型时，PVC配方中必须加入热稳定剂。热稳定剂作为PVC最关键的加工助剂，在PVC工业中有着重要作用和地位，热稳定剂行业与PVC行业相互依存相互促进。

20世纪30年代，铅盐的出现首先解决了PVC的热降解问题，也是最早使用的热稳定剂，但随着人们环保意识的增强，其毒性大、污染严重的问题极大地限制了应用。目前市场上PVC热稳定剂主要有铅稳定剂、钙锌稳定剂、有机锡稳定剂、钡镉盐类稳定剂、水滑石稳定剂等。长期以来具有价廉和性能优良特点的铅盐和钡镉盐类稳定剂一直主导着世界PVC热稳定剂市场，但铅、钡及镉等重金属盐对人体和生态环境均存在较为严重的毒性问题，世界发达国家己对铅及镉盐的使用进行了极为严格的限制，我国自2003年起也拉开了全面禁铅的序幕。目前，美国、欧盟等世界发达国家己禁止使用铅镉类热稳定剂。因此，随着传统有毒害热稳定剂逐渐被淘汰，热稳定剂行业受到了巨大的冲击，寻找开发新型环保型热稳定剂成为了热稳定剂行业乃至整个PVC行业函待解决的关键问题。

我国热稳定剂行业还面临着诸多问题，如缺少足够的研发经费、缺乏高水平的专业人才、科研与生产脱节；产品原始创新不足，品种少；环保化进程速度慢，产品结构不合理；企业生产规模小、产品质量差错不齐等。以上诸多问题的存在严重限制了我国热稳定剂行业的发展。目前对的PVC热稳定剂研究已得到深入开展，新的制备原料也将不断地出现，更为重要的是能否找到一种廉价和无毒的PVC热稳定剂，将会成为今后成为研发的重点。

蛭石是我国有较好资源远景和潜在优势的非金属矿产之一，是一种重要的非金属矿物，蛭石的化学式：(Mg，Fe，Al)₈(Si，Al)₄O₁₀(OH)₂·4H₂O，它是一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，属层状硅酸盐，价廉易得。蛭石能耐高温，是热的不良导体，具有良好的电绝缘性；膨胀蛭石易于吸水性和吸湿性；高温下膨胀，易于剥离。蛭石具有较好的层间阳离子交换能力、膨胀能力、吸附能力、隔音性、隔热性、耐火性、耐冻性等特点，并且化学性质稳定，不溶于水，无毒、无味，无副作用，工业上主要是利用其良好的吸附性能和离子交换性能处理含重金属和有机阳离子的废水、制备抗菌材料和保温材料、蛭石助滤剂、净化剂和有机蛭石等。