本发明属于化工
技术领域：
，具体涉及一种PVC复合热稳定剂。
背景技术：
：聚氯乙烯（PVC）是产量仅次于聚乙烯（PE）的第二大通用塑料，具有强度高且增塑、耐腐蚀、耐燃、绝缘性好、透明性高等优点，广泛应用于工业建筑、农业、日用品、包装、电力、公共事业等领域。但是，PVC存在热稳定性差，在通常的加工温度下发生严重降解的缺点。为了解决上述问题，传统方法是在PVC中添加大量的含铅、含镉的热稳定剂，但随着人们环保意识的加强，上述两种热稳定剂逐渐退出历史的舞台，开发环保高效的热稳定剂是本领域技术人员不断探索的问题之一。技术实现要素：本发明旨在提供一种PVC复合热稳定剂，具有使用效果好、安全环保的特点。本发明通过以下技术方案来实现：一种PVC复合热稳定剂，由如下重量份的物质制成：55~60份硬脂酸钙、25~30份硬脂酸锌、20~25份稀土硝酸盐、10~15份改性纳米碳酸钙、4~8份环氧大豆油、3~6份马来酸酰亚胺、1~3份抗氧剂；所述改性纳米碳酸钙由如下重量份的物质制成：70~75份纳米碳酸钙、4~6份马来酸单丁酯、2~3份季戊四醇、3~5份正丁醇、2~4份氯化铝、1~3份硫酸镁、2~5份丁二烯基三乙氧基硅烷、20~25份水。优选的，由如下重量份的物质制成：58份硬脂酸钙、27份硬脂酸锌、23份稀土硝酸盐、12份改性纳米碳酸钙、6份环氧大豆油、5份马来酸酰亚胺、2份抗氧剂；所述改性纳米碳酸钙由如下重量份的物质制成：72份纳米碳酸钙、5份马来酸单丁酯、2.5份季戊四醇、4份正丁醇、3份氯化铝、2份硫酸镁、4份丁二烯基三乙氧基硅烷、22份水。进一步的，所述稀土硝酸盐为轻稀土元素的硝酸盐。进一步的，所述抗氧剂由抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂264中的至少一种组成。进一步的，所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：（1）将氯化铝、硫酸镁、丁二烯基三乙氧基硅烷和水共同混合均匀备用；（2）将马来酸单丁酯、季戊四醇和正丁醇共同加入到步骤（1）所得的物质中，加热至60~65℃，不断搅拌至均匀后得混合液备用；（3）将步骤（2）所得的混合液同纳米碳酸钙混合，置于温度为80~85℃、压力为2~3MPa的密闭反应釜中，不断搅拌混合处理1~1.5h后取出备用；（4）将步骤（3）所得的纳米碳酸钙干燥至水含量不大于5%后，再进行粉碎分级配比即可。进一步的，步骤（4）中所述粉碎分级配比是将80~85%重量份的纳米碳酸钙粉碎成颗粒大小为20~40nm的粉末，将15~20%重量份的纳米碳酸钙粉碎成颗粒大小为100~120nm的粉末，然后将上述两种粉末混合均匀即可。一种PVC复合热稳定剂的制备方法，具体是将硬脂酸钙、硬脂酸锌、稀土硝酸盐、改性纳米碳酸钙、环氧大豆油、马来酸酰亚胺、抗氧剂共同混合，放入温度为43~47℃的条件下充分混拌均匀即可。本发明具有如下有益效果：本发明根据现有PVC热稳定剂的缺陷，以稀土化合物搭配适量比例的钙锌基稳定剂，弥补了单一稳定剂的使用缺陷，又避免了传统铅、镉等稳定剂的毒副效应，添加的改性纳米碳酸钙起到了调和、协同稀土化合物和钙锌基稳定剂的作用，改性后的纳米碳酸钙降低了稀土络合氯离子所需的活化能，提高了其速率，又能与氯化锌发生置换反应，降低钙锌基稳定剂出现“锌烧”现象的发生，同时对改性纳米碳酸钙颗粒进行分级配比后，提高了其分散性，增强了其与稀土化合物和钙锌基稳定剂的相互交联效果，改善了整体的性能。最终制得的复合热稳定剂综合特性优良，可取代PVC分子中的烯丙基氯原子和叔氯原子，消除引发PVC热降解的不稳定结构因素，可中和吸收PVC因热降解而释放的HCl，消除或抑制其对PVC热降解的自动催化作用，能与PVC因热降解而生成的共轭多烯序列加成，阻断其进一步增长并缩短共轭多烯链段，减轻其着色性，又能捕获自由基、分解氢过氧化物，抑制自动氧化降解，改善了现有热稳定剂功效单一的问题，很好的提高了PVC制品的热稳定性能，且产品安全环保，有很好的推广价值。具体实施方式实施例1一种PVC复合热稳定剂，由如下重量份的物质制成：55份硬脂酸钙、25份硬脂酸锌、20份稀土硝酸盐、10份改性纳米碳酸钙、4份环氧大豆油、3份马来酸酰亚胺、1份抗氧剂；所述改性纳米碳酸钙由如下重量份的物质制成：70份纳米碳酸钙、4份马来酸单丁酯、2份季戊四醇、3份正丁醇、2份氯化铝、1份硫酸镁、2份丁二烯基三乙氧基硅烷、20份水。进一步的，所述稀土硝酸盐为轻稀土元素的硝酸盐。进一步的，所述抗氧剂由抗氧剂1076、抗氧剂168组成。进一步的，所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：（1）将氯化铝、硫酸镁、丁二烯基三乙氧基硅烷和水共同混合均匀备用；（2）将马来酸单丁酯、季戊四醇和正丁醇共同加入到步骤（1）所得的物质中，加热至63℃，不断搅拌至均匀后得混合液备用；（3）将步骤（2）所得的混合液同纳米碳酸钙混合，置于温度为82℃、压力为2.5MPa的密闭反应釜中，不断搅拌混合处理1.2h后取出备用；（4）将步骤（3）所得的纳米碳酸钙干燥至水含量不大于5%后，再进行粉碎分级配比即可。进一步的，步骤（4）中所述粉碎分级配比是将82%重量份的纳米碳酸钙粉碎成颗粒大小为20~40nm的粉末，将18%重量份的纳米碳酸钙粉碎成颗粒大小为100~120nm的粉末，然后将上述两种粉末混合均匀即可。一种PVC复合热稳定剂的制备方法，具体是将硬脂酸钙、硬脂酸锌、稀土硝酸盐、改性纳米碳酸钙、环氧大豆油、马来酸酰亚胺、抗氧剂共同混合，放入温度为45℃的条件下充分混拌均匀即可。实施例2一种PVC复合热稳定剂，由如下重量份的物质制成：58份硬脂酸钙、27份硬脂酸锌、23份稀土硝酸盐、12份改性纳米碳酸钙、6份环氧大豆油、5份马来酸酰亚胺、2份抗氧剂；所述改性纳米碳酸钙由如下重量份的物质制成：72份纳米碳酸钙、5份马来酸单丁酯、2.5份季戊四醇、4份正丁醇、3份氯化铝、2份硫酸镁、4份丁二烯基三乙氧基硅烷、22份水。其余方法步骤同实施例1。实施例3一种PVC复合热稳定剂，由如下重量份的物质制成：60份硬脂酸钙、30份硬脂酸锌、25份稀土硝酸盐、15份改性纳米碳酸钙、8份环氧大豆油、6份马来酸酰亚胺、3份抗氧剂；所述改性纳米碳酸钙由如下重量份的物质制成：75份纳米碳酸钙、6份马来酸单丁酯、3份季戊四醇、5份正丁醇、4份氯化铝、3份硫酸镁、5份丁二烯基三乙氧基硅烷、25份水。其余方法步骤同实施例1。对比实施例1本对比实施例1与实施例1相比，在制备改性纳米碳酸钙时，最后将其全部粉碎成颗粒大小为20~40nm的粉末，除此外的方法步骤均相同。对比实施例2本对比实施例2与实施例2相比，用等质量份的普通纳米碳酸钙取代改性纳米碳酸钙，除此外的方法步骤均相同。对照组现有市售的钙锌基PVC热稳定剂。为了对比本发明效果，将上述六种方式对应的热稳定剂按质量百分比5%加入到PVC原料中进行混炼制造，最终制成厚度为1mm的PVC试件备用，然后进行性能检测实验，具体数据对比如下表1所示：表1初期着色性，刚果红法（开始变色时间/min）长期热稳定性，热烘箱法（120min颜色）氧指数抗冲击强度（kJ/m2）实施例1145白色486.92实施例2148白色507.15实施例3146白色497.08对比实施例1139浅黄466.43对比实施例2133浅黄436.05对照组125浅黄405.13注：上表1中所述的刚果红法具体为：执行标准GB/T2917-2002，将制得的PVC试件切成边长小于2mm的正方形或立方体，装入反应试管，高度约50mm，轻微振动，但不应使试料装得过实或粘在试管壁上，将刚果红试纸置于样片颗粒上方两厘米处，塞紧塞子，将试管置于具体试验要求温度下的油浴中，观察并记录试纸由红变蓝（PH=3）的时间，其结果对应初期着色性；所述的热烘箱法具体为：执行标准GB/T9349-2002，将所制得PVC试件剪成边长15mm的正方形，在180℃下做热烘箱老化实验，通过样片颜色的变化表征热稳定剂静态热稳定性的好坏，其结果对应长期热稳定性；所述抗冲击强度参照GB/T1043~1996进行实验。由上表1可以看出，本发明制得的复合热稳定剂有很好的热稳定性，且氧指数较高，具有一定的阻燃效果。当前第1页1 2 3