[发明专利]一种改性羟基磷灰石基环保型PVC复合热稳定剂

说明书

技术领域

本发明涉及PVC热稳定剂，特别涉及一种改性羟基磷灰石基环保型PVC复合热稳定剂，属于材料加工助剂领域。

背景技术

PVC在加工温度下易发生分解，导致制品颜色加深，结构和性质发生改变。因此，在PVC的加工过程中，必须加入热稳定剂，以阻止或降低其分解。目前，常用的热稳定剂包括铅盐类、有机锡类、金属皂类和复合热稳定剂。铅盐类热稳定剂是开发最早并具有良好热稳定性能的PVC热稳定剂。然而，由于铅盐类化合物具有较强的毒性，对人体与环境安全形成危害，世界各国正逐渐限制铅盐类热稳定剂的使用。有机锡类热稳定剂的热稳定性和透明性较好，毒性小，是一类综合性能优良的PVC热稳定剂，但生产成本较高，使其应用受到限制。因此，开发低成本、高性能的环保型PVC热稳定剂，以取代铅盐类热稳定剂，促进PVC行业的“无铅化”，具有十分重要的意义。

羟基磷灰石，又称羟磷灰石，碱式磷酸钙，其分子结构式为Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，是脊椎动物骨骼和牙齿的主要组成成分，具有良好的生物相容性。羟基磷灰石的表面富含碱性中心，分子结构中的羟基能被氯离子代替，生成氯基磷灰石，钙离子可以被多种金属离子通过发生离子交换反应代替。上述性能使其具有较好的潜力应用于PVC热稳定剂中。周喜等在专利（ZL 201510377771.7）中公开了一种含锌羟基磷灰石基PVC复合热稳定剂及应用，该复合热稳定剂包含以下质量分数的组分：含锌羟基磷灰石：20%－50%，硬脂酸钙：15%－35%，硬脂酸锌：15%－35%，β－二酮：5%－15%。该专利以未经过表面改性的含锌羟基磷灰石作为主组分，制备的复合热稳定剂能够显著提高PVC的耐热性能。然而，未改性的含锌羟基磷灰石在PVC复合热定剂中的用量不能超过50%，否则容易析出。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性羟基磷灰石基环保型PVC复合热稳定剂，该复合热稳定剂具有无毒环保、生物相容性好和成本低廉的优势，并能显著改善PVC加工过程中的热稳定性。

为了实现以上目的，本发明采取的技术方案是提供一种改性羟基磷灰石基环保型PVC复合热稳定剂，包含以下质量含量的组分：

改性羟基磷灰石：60－80%；

硬脂酸锌：10－20%；

β-二酮型化合物：3－5%；

抗氧剂：1－3%；

润滑剂：5－12%；

所述β-二酮型化合物为硬脂酰苯甲酰甲烷、二苯甲酰甲烷、乙酰丙酮钙或乙酰丙酮锌；

所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂689、抗氧剂264或双酚A；

所述润滑剂为聚乙烯蜡或固体石蜡；

所述改性羟基磷灰石是采用聚乙二醇和硬脂酸钙为复合改性剂，对羟基磷灰石进行表面改性而制备。

所述改性羟基磷灰石的优选制备过程如下：将羟基磷灰石分散在水中，加入聚乙二醇和硬脂酸钙，其中，聚乙二醇与羟基磷灰石的质量比为1－5：100，硬脂酸钙与羟基磷灰石的质量比为1－5：100；在40－100℃下搅拌反应0.5－5小时，再经过滤，干燥和粉碎。

本发明以经过聚乙二醇和硬脂酸钙复合改性的羟基磷灰石为PVC复合热稳定剂的主组分。聚乙二醇能够有效的润湿羟基磷灰石，且能促进硬脂酸钙较好的包覆在羟基磷灰石表面。通过二者的协同改性作用，既能防止颗粒团聚，得到粒径较小、比表面积较高的改性羟基磷灰石产品，以提高其在PVC中的分散性；又能调控产品的亲-疏水性，以改善其与PVC的相容性。此外，通过聚乙二醇、硬脂酸钙与羟基磷灰石的表面相互作用，可有效提升其抵制PVC降解的性能。因此，制备的改性羟基磷灰石既对PVC具有良好的热稳定性能，又与PVC具有优异的相容性。即使在改性羟基磷灰石的含量高达60-80%的情况下，也不会发生析出。本发明涉及的各组分之间具有较好的协同作用，能够显著改善PVC的热稳定性，初期着色轻微，长期热稳定性优异。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

改性羟基磷灰石的优选制备：