[发明专利]一种水滑石复合热稳定剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种水滑石复合热稳定剂及其应用。

背景技术

含卤聚烯烃在光照或者加热情况下，会发生脱HCl的自催化反应，直接导致制品颜色变深，结构和性能遭到极大的破坏，因此在加工过程中必须要加入热稳定剂，以阻止或延缓其降解。

常用的热稳定剂包括铅盐类、金属皂类、有机锡类、复合热稳定剂及其他助剂等。铅盐类热稳定剂热稳定效果好，电绝缘性及耐侯性佳，价格便宜，但铅有毒，不仅在与食品相关的产品中应用受到限制，而且随着人们环保意识的提高，几乎在所有产品中的应用都受到限制。另外，铅盐热稳定剂还容易受硫的污染而失效。金属皂类一般为金属钙、钡、福等的硬脂酸盐，热稳定性能一般，并且它们中的一些也有毒。有机锡和含卤聚烯烃的相容性较好，但价格昂贵。因此，高效、无毒、价格低廉的热稳定剂的开发和应用对于加工和改性研究具有十分重要的意义。

水滑石类热稳定剂作为新型的热稳定剂之一，是目前研究角度的一类热稳定剂。早在1980年，日本Kyowa化学公司就率先将水滑石填充到PVC中，使得PVC热稳时间延长。研究得知，水滑石对含卤聚烯烃的热稳定效果主要是因为其在受热分解时会吸收大量的热，从而降低材料表面的温度，分解产生的水和二氧化碳又可起到隔绝的作用，分解产生的物质也会在物质表面形成一层保护膜，从而达到保护的效果。

然而，常用的单一二元水滑石热稳定剂即使改性后热稳定时间依然很短，在加热后前期易变黄，后期易发黑。通过有机阴离子插层改性后的二元水滑石的热稳定性能虽然有所提升，但是制备过程中的有机离子大多都是有毒或者是有刺激性气味的物质。多元水滑石合成条件较难控制。目前研究较热的是合成稀土类的水滑石，然而中国稀土储量在1996至2009年间已经大跌37％，只剩2700万吨。按现有生产速度，我国的中、重类稀土储备仅能维持15至20年。因此，采用稀土改性也不是长久之计。且水滑石加入含卤聚烯烃后，会因为水滑石的片层结构的引入而造成复合熔体的粘度增加、扭矩变大，导致加工困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、无毒、价格低廉、制备工艺简单、与含卤聚烯烃兼容性能佳的水滑石复合热稳定剂的制备和应用方法。该复合热稳定剂不仅不需用到稀土材料，解决了传统热稳定剂常见的有毒、昂贵、着色性差、热稳定时间较短等缺点，且加入含卤聚烯烃后不会出现复合熔体粘度增加、扭矩变大等问题。

一种水滑石复合热稳定剂，其特征是：含有水滑石、辅助热稳定剂、润滑剂、对苯二甲酸金属盐。对苯二甲酸金属盐在水滑石复合热稳定剂中的应用没有报道过，其在高温下不易发生分解反应，且可使得热稳定剂在含卤聚烯烃材料中分散更均匀，使得热稳定效果更好。

本发明的目的通过以下方式实现：一种水滑石复合热稳定剂，其特征是：含有表面改性的二元水滑石、对苯二甲酸金属盐、润滑剂及β-二酮类化合物。

作为优选，各组分质量百分比为：二元水滑石10％-60％、对苯二甲酸金属盐5％-65％、润滑剂15％-35％及β-二酮类化合物5％-25％。

表面改性的二元水滑石为经过硬脂酸钠表面改性的锌铝水滑石、镁铝水滑石、钙锌水滑石、钙镁水滑石、钙铝水滑石、锌镁水滑石中的一种或几种的混合物。

所述的对苯二甲酸金属盐优选对苯二甲酸钙、对苯二甲酸镁、对苯二甲酸锌、对苯二甲酸钾、对苯二甲酸钠、对苯二甲酸钡、对苯二甲酸铝、对苯二甲酸铁。所述润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸中的一种或几种。

所述的β-二酮类化合物为硬脂酰苯甲酰甲烷、二苯甲酰甲烷、异戊酰苯甲酰甲烷、辛酰苯甲酰甲烷。

表面改性的二元水滑石是将1份二元水滑石中加入30-50份水，升温至60℃～100℃，加入0.4％～5％的硬脂酸钠，搅拌1～4小时，洗涤过滤干燥，得经改性后的二元水滑石。

一种含卤聚烯烃用水滑石复合热稳定剂为改性后的二元水滑石与对苯二甲酸金属盐、β-二酮类化合物在反应釜中充分混合，充分混合后移至捏合机加热搅拌，加入润滑剂，在80℃～100℃捏合20min，出料压片制得。

该稳定剂的应用特征在与，在100份(按重量计)的含卤聚烯烃粉末中，加入30～60份(按重量计)增塑剂，如邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)，0.2～5.5份(按重量计)复合热稳定剂，高速混合4～5min，于160℃～200℃的双辊开炼机上混炼4～5min即可。

本发明创造的优点：