[发明专利]一种PVC用蓖麻油基羧酸根插层水滑石及其复合热稳定剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PVC用蓖麻油基羧酸根插层水滑石及其复合热稳定剂的制备方法，属于塑料助剂制备及应用技术领域。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）是世界上第二大通用树脂，由于PVC分子中存在烯丙基氯等结构缺陷，致使其加工及成型过程中的热稳定性能较差，因此，需在加工处理时添加热稳定剂，以缓解其热降解。目前，热稳定剂的品种繁多，但大多数存在着有毒、价格昂贵或危害环境等问题。因此，开发出一种性能良好、价格低廉、安全环保的热稳定剂具有重大意义。

水滑石类材料(LDHs)为阴离子型层状化合物，层间具有可交换的阴离子，是一种具有广阔发展前景的高效、无毒热稳定剂。LDHs是一类人工合成的由带正电的金属氢氧化物和层间阴离子所构成的层状化合物，其组成通式为：[M²⁺_1-X：M³⁺_X(OH)₂][A^m-_x/mnH₂O]其中M²⁺、M³⁺分别为2价和3价的金属阳离子，A^m-为层间阴离子。水滑石类化合物结构独特，具有记忆效应、层间阴离子的可交换性及微孔结构比表面积大等特点。可应用于阻燃、医学、功能高分子材料等方面。

生物能源具有可再生、资源丰富、安全环保等其他资源无法比拟的优点。我国是世界上栽培蓖麻及生产蓖麻籽的主要国家之一，蓖麻油酸来源广泛。将蓖麻油基羧酸根插入水滑石层间，不仅可以充分利用我国的丰富的蓖麻油酸资源，还为新型水滑石类热稳定剂开发应用提供了新的途径。

申请号为201010235534.4的专利，公开了一种硫锑酸根插层水滑石及其制备方法，具有原料来源广泛、工艺流程和原理简单等优点。但其合成过程中需要通氮气，使得工艺较为复杂。

本发明所制备的蓖麻油基羧酸根插层水滑石，在兼顾长期热稳定性的情况下，具有优良的初期热稳定性，且所用插层原料主要来源于植物油，不含重金属，安全环保。将其与常用的热稳定剂复配成复合热稳定剂，复合热稳定剂的热稳定性较高，在180℃下热老化烘箱法初期白度保持时间高达100min以上。

发明内容

本发明的目的是要解决的技术问题是克服现有产品存在的缺陷，提供了一种环保、无毒、高效的蓖麻油基羧酸根插层水滑石复合热稳定剂及其制备方法，用于克服现有水滑石类热稳定剂吸收HCl缓慢，合成工艺复杂和初期效果不理想等缺点。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种PVC用蓖麻油基羧酸根插层水滑石的制备方法为：

（1）向2~18g的蓖麻油基有机酸或醇酯中，加入100mL除去CO₂的去离子水，用稀酸溶液调节该溶液pH，使溶液pH=4~6。

（2）将普通水滑石进行煅烧，煅烧温度为400~600℃，升温速率为4~10℃/min，煅烧时间为3~7h。

（3）将3~24g煅烧后的水滑石，加入到步骤（1）所得蓖麻油基有机酸或醇酯溶液中，控制反应温度为80~160℃，反应时间为2~12h，反应产物经过滤、洗涤和干燥后即得到蓖麻油基羧酸根插层水滑石。

进一步，调节pH所用酸为硝酸、盐酸、硫酸等中的一种或两种以上混合物。

进一步，所述普通水滑石为商业或自制的常见普通水滑石，如碳酸根型、硝酸根型、硫酸根型或氯离子型等中的一种或两种以上混合物。

进一步，所述蓖麻油基有机酸或醇酯为蓖麻油酸、马来酸蓖麻醇酯、六氢邻苯二甲酸蓖麻醇酯等中的任意一种或两种以上混合物，蓖麻油基有机酸或醇酯的结构通式如下：

进一步，PVC用蓖麻油基羧酸根插层水滑石的复合热稳定剂的组成为：金属盐、蓖麻油基羧酸根插层水滑石、商（工）业水滑石、辅助热稳定剂和抗氧剂等，其中蓖麻油基羧酸根插层水滑石占复合热稳定剂质量的10%~30%。

进一步，所述金属盐为硬脂酸钙/锌、甘油钙/锌或过碱式脂肪酸钙/锌等金属盐中的任意一种或两种以上混合物。

进一步，所用辅助热稳定剂为β-二酮、亚磷酸酯、环氧大豆油或多元醇等中的任意一种或两种以上混合物。