[发明专利]一种超声波辅助合成PVC用改性二氧化钛和稀土复合稳定剂及其应用

说明书

本发明公开了一种超声波辅助合成PVC用改性二氧化钛和稀土复合稳定剂及其应用，其中改性二氧化钛和稀土复合稳定剂是以叶酸改性纳米二氧化钛络合物作为助稳定剂及光降解催化剂，以有机锡作为热稳定剂，以稀土镧铈金属皂作为辅助稳定剂复配构成；各组分按质量份数构成如下：叶酸改性纳米二氧化钛络合物1.0‑5.0份，有机锡0.1‑0.5份，稀土镧铈金属皂1.0‑10份。本发明中，天然助剂‑维生素叶酸改性纳米二氧化钛络合物、稀土镧铈金属皂及有机锡热稳定剂，产生了强烈的增效作用，PVC的热稳定性显著提高，而且无毒、环境相容性好。

技术领域

本发明属于高分子材料加工助剂领域，具体涉及一种超声波辅助合成PVC用改性二氧化钛和稀土复合稳定剂及其应用。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)工程塑料在高温下不稳定，为了获得较高的耐热性能，通常需要加入如铅盐(由于毒性大、已经趋于淘汰)、钙锌、有机锡、稀土、水滑石和有机类热稳定剂；随着环境保护力度的加大，热稳定剂将朝着无毒、高效和可降解的方向发展，近年来有机锡类热稳定剂在PVC制品加工中使用量逐年增加，将取代铅盐类稳定剂，但是有机锡价格昂贵、有异味、热稳定效果已经不能满足需要；此外复合稳定剂的制备如PVC树脂、增塑剂、稳定剂、助剂等液-固、固-固分子之间的相互作用、溶解和混合，对PVC制品的热、物化、机械性能的影响较大，且远没有解决；因此降低有机锡使用量、使用成本、寻找协同增效作用和环境可降解性成为当务之急；除此之外，采用超声波辅助加热和混合技术以便增强PVC、增塑剂、稳定剂、助剂和物料分子之间的相互作用，也是极其重要的手段之一。由于超声波频率高，能量大，被介质吸收时能产生显著的热效应，可促使发生或加速某些化学反应。如超声波在空化效应过程中，空气泡最高可产生高达5000K的高温，大于200MPa的压力，这就成为超声波化学合成的能量来源，利用这些能量可以在一些微粒表面合成出纳米粒子。目前超声波化学在材料加工中的应用已经引起广泛关注，已公开的文献有，CN102786747A公开了一种PVC增强增塑纳米材料，CN104387699A公开了一种医用PVC糊材料及其制备方法，CN106565872A公开了一种水相悬浮法CPVC树脂的制备方法。而超声辅助叶酸改性二氧化钛纳米颗粒和稀土镧铈复合物之间的静电引力及其对PVC的稳定作用，未见文献报道，该复合稳定剂具有价廉易得，安全无毒，环境友好及光稳定和光降解功能。

发明内容

本发明针对有机锡价格昂贵、单独使用耐热性较差的问题，提供了一种超声波辅助合成PVC用改性二氧化钛和稀土复合稳定剂及其应用，目的在于提高PVC薄膜的热稳定性。

本发明超声波辅助合成PVC用改性二氧化钛和稀土复合稳定剂，是以叶酸改性纳米二氧化钛络合物作为辅助稳定剂及光降解催化剂，以有机锡作为热稳定剂，以稀土镧铈金属皂作为辅助稳定剂复配构成。各组分按质量份数(以下简称份)构成如下：

叶酸改性纳米二氧化钛络合物1.0-5.0份，有机锡0.1-0.5份，稀土镧铈金属皂1.0-10份。

进一步优选为：叶酸改性纳米二氧化钛络合物1.0-3.0份，有机锡0.5份，稀土镧铈金属皂1.0-5.0份。

所述稀土镧铈金属皂为硬脂酸镧或硬脂酸铈。

所述有机锡包括硫醇甲基锡、硫醇辛基锡、硫醇丁基锡、月桂酸二辛基锡等。

所述叶酸改性纳米二氧化钛络合物，是以叶酸为改性剂，采用超声波辐射工艺对纳米二氧化钛进行改性后获得。

其中纳米二氧化钛的添加量为100份，改性剂叶酸的添加量为1-15份，优选添加量为5份。

改性过程包括如下步骤：

首先将纳米TiO₂颗粒加入去离子水中，超声搅拌分散均匀，获得5％的二氧化钛悬浮液；然后将叶酸加入去离子水中，80℃超声溶解，获得0.5wt％的叶酸溶液；将叶酸溶液加入二氧化钛悬浮液中，于80℃超声波辐射处理1.0h，获得叶酸改性纳米二氧化钛络合物。