[发明专利]一种环保型钙锌复合热稳定剂的制备及其在PVC中的应用

说明书

技术领域

本发明属于材料科学应用技术开发领域，涉及一种环保型钙锌复合热稳定剂的制备以及在PVC中的相关应用。 

背景技术

聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，它具有良好的耐化学腐蚀性、电绝缘性以及成本低等优点，被广泛应用于工业、农业、电子电气及人们日常生活中的各个领域中。但是，PVC存在热稳定性差，在通常的加工温度下即发生严重降解的缺点，而这些将会导致PVC材料的物理力学性能下降以及颜色逐渐加深等问题。因此PVC加工时必须添加适当的热稳定剂以抑制其降解。热稳定剂可以通过取代不稳定的氯原子、中和HCl等方式抑制PVC的降解。 

常用的热稳定剂有铅盐，有机锡，脂肪酸稀土等等。但是它们或多或少都存在环境污染，有毒，成本高等缺点。钙锌复合稳定剂以其无毒、廉价和良好润滑性已经成为PVC稳定剂的主要产品，其中，硬脂酸锌前期热稳定性较好，但是后期由于生成ZnCl₂，使PVC分解加速，导致PVC快速“变黑”，即所谓的“锌烧”；而硬脂酸钙后期稳定性较好，但是前期的热稳定性不够理想，初期颜色保持性较差。将二者复配使用，则可以发生置换反应，使生成的ZnCl₂与硬脂酸钙反应重新生成硬脂酸锌，所以可以用于对热稳定要求不高的PVC软制品之中。另一方面，近年来，随着世界各国环保意识的提高，医药及食品包装、日用品、玩具等塑料制品对增塑剂DOP等提出了更高的纯度及卫生要求，而DOP具有一定的毒性，目前国内PVC保鲜膜的生产企业绝大部分用DOP作为增塑剂，这样生产出来的保鲜膜，尤其是用在含脂肪较高的肉类制品上，或者用它包裹食品在微波炉中加热时，其增塑剂迁移入被包食物的机会将更多，对人类健康造成潜在的危害性。因此开发一种新型的环保型热稳定剂已成必然趋势。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型钙锌复合热稳定剂，用于改善传统钙锌复合稳定剂的不足，通过适当调整钙锌比例，以达到合适的前中后期热稳定性，使产品性能更好。 

本发明的目的是通过如下途径实现的：一种环保型钙锌复合热稳定剂的含量(以100份PVC为例)为4份环氧油酸钙锌(不同比例)，40份环氧大豆油。所述的热稳定剂的应用：在100份PVC中加入40份环氧大豆油，4份不同比 例的环氧油酸钙锌，高速混合4-5min，于160℃在双辊开炼机上混炼4-5min。 

本发明是通过以下工艺过程制备实现的： 

1)环氧油酸钙(锌)的制备方法如下：在配有搅拌器、温度计、恒压漏斗的250ml三口烧瓶中，加入20g油酸，一定质量的甲酸(88％)，搅拌速度控制在180r/min，水浴加热至60℃，在反应的同时滴加双氧水，速度控制在5-8d/min，保持1小时内滴完，然后恒温反应4小时，将反应产物静置分层，取上层油状产物。将15g NaOH溶于450ml水中，加热至90℃，然后缓慢加入精制过的环氧油酸产物，加热搅拌，调节pH在8-9左右，在90℃的条件下搅拌反应1h，得到环氧油酸钠。将18g CaCl₂(或27.5g ZnCl₂)溶于100g水中，缓缓加入环氧油酸钠溶液中，调节pH在9左右，在90℃的条件下搅拌反应1h，得到环氧油酸钙(锌)。 

2)环氧油酸钙锌的复配以及大量的环氧大豆油作为增塑剂：将制得的环氧油酸钙锌与环氧大豆油按以下比例混合(以100份PVC为例)： 

环氧油酸钙锌(不同比例)：4份 

环氧大豆油：40份 

3)将复合热稳定剂应用于PVC中，并通过刚果红法，热老化法进行热稳定性测试。 

本发明的效果在于： 

1)利用环氧油酸钙锌的协同稳定作用，加强HCl的吸收，不稳定氯原子的取代以及螯合ZnCl₂，全方位立体防止PVC的热分解，产品综合热稳定效果远远超过传统钙锌的效果。 

2)体系中无铅铬等重金属以及DOP等有一定毒性的增塑剂，完全符合欧盟最新RoHS标准，符合当今世界发展新潮流，有着广阔的应用前景。 

附图说明

图1是不同配比环氧油酸钙锌的刚果红变色时间，图2是传统钙锌复合体系的刚果红变色时间，图3是不同配比环氧油酸钙锌的热老化变 色情况。 

具体实施方法 

下面结合实施例对本发明做进一步说明，而不是对本发明的限制。 

实施例1：