[发明专利]一种钙锌复合阻燃热稳定剂

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其提供了一种用于PVC的兼具阻燃性能的无毒钙锌复合热稳定剂。

背景技术

PVC是产量和用量最大的通用塑料之一。世界PVC的产量已超过1亿吨，我国1780万吨。由于PVC热稳定性差及加工困难，在成型加工时必须添加4％左右的热稳定剂，我国每年消耗热稳定剂约70万吨。传统上热稳定剂以铅盐类热稳定剂为主，由于铅盐类稳定剂的毒性较强，具有生物积累性，并且易生成粉尘，因此，在生产和使用过程中会导致操作人员发生慢性铅中毒，而且废弃后会造成严重的环境污染。随着人们环保意识的提高，尤其欧盟RoHS及WEEE指令及美国、日本、韩国也纷纷出台了相关法规，世界环保组织业已提出要在2015年左右在全球禁止铅热稳定剂的使用；我国信息产业部、发展改革委等部门联合制定《电子信息产品污染控制管理办法》，国家发改委、建设部、卫生部等部委联合下文严禁在全国各上水管材中使用铅盐稳定剂，同时相继出台了多项国家相关标准。目前市场上已经出现系列含铅、镉热稳定剂的替代品如：Ca/Zn复合稳定剂、稀土稳定剂、有机锡稳定剂。其中，钙锌热稳定剂由于具有无毒、高效的特点，使其成为近年来复合稳定剂中最活跃的领域和最具有竞争力的产品。但钙锌热稳定剂仍存在稳定效果差、初期着色、“锌烧”等缺陷，应用效果不理想，难以取代铅盐热稳定剂，需要辅助热稳定剂协同作用。

沸石为一族架状结构的多孔性含水铝硅酸盐矿物，具有阳离子交换性能、比表面积大、吸附性能好等特点。因此，沸石在催化材料、废水处理等方面均有应用。但在热稳定剂中应用较少，01132220.9公开了一种组成用沸石作为超细微粒铅的无机载体的热稳定剂，未涉及沸石的热稳定性，而且仍属铅盐热稳定剂。

发明内容

本发明基于上述的原因，提供了一种用于PVC的兼具阻燃性能的无毒钙锌复合热稳定剂，该复合材料主要由钙/锌热稳定剂、微米或纳米级活化沸石、润滑剂、辅助热稳定剂和抗氧剂构成。这种复合稳定剂种无任何有毒成分，满足各项环保要求。该复合材料具有很好的热稳定性、加工型和阻燃性能，热稳定时间达到或超过国外同类产品，并提高了材料的氧指数。

本发明的具体技术方案是：

一种钙锌复合阻燃热稳定剂，所述的复合材料主要组分按重量份计包含有：

其中所述的热稳定剂，选自硬脂酸、月桂酸、异辛酸、环烷酸、苯甲酸、亚磷酸的钙盐和锌盐的混合物，钙盐和锌盐的重量比为4∶1～1∶2；

为了达到最佳效果，一般选取的钙盐和锌盐的酸根必须一致，这样有利于形成起稳定作用的钙锌络合物，其中特别优选采用硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物，其重量比为4∶1或1∶1.5，其热稳定性最佳，且与配方中的其他组分起到最佳的协同作用；

所述的润滑剂优选单独采用乙撑双硬脂酸酰胺，其可以与硬脂酸钙/锌等热稳定剂具有很好的相容性，可显著提高聚合物材料的耐热耐候性能，还可改善热稳定剂在PVC中的分散性；除了单独使用外，还可以将乙撑双硬脂酸酰胺与石蜡、聚乙烯蜡等润滑剂混合使用，配合比例不限，也可起到很好的作用。

所述的辅助热稳定剂为亚磷酸酯、环氧类增塑剂、多元醇、二酮、酸酐类、酰亚胺类化合物中一种或多种，而其中所述的酸酐类化合物为马来酸酐、酰亚胺类化合物为马来酰亚胺。

上述技术方案中，首次将沸石与热稳定剂进行了混合，其中所采用的热稳定剂为钙/锌热稳定剂，主要采用硬脂酸、月桂酸、异辛酸、环烷酸、苯甲酸、亚磷酸等的钙/锌盐。锌盐初期着色性好、钙盐长期热稳定性好，两种具有很好的协同作用。其中优选采用硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物，硬脂酸钙比例越高，则PVC的长期热稳定性越好；相反，硬脂酸锌比例越高，则长期热稳定性越差，则PVC的着色性好。优选钙盐/锌盐重量比为4∶1～1∶1.5。