[发明专利]一种含锌羟基磷灰石基PVC复合热稳定剂及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种PVC热稳定剂，特别涉及一种含锌羟基磷灰石基PVC复合热稳定剂及应用。

背景技术

PVC在加工温度下易发生分解，导致制品颜色加深，结构和性质发生改变。因此，在PVC的加工过程中，必须加入热稳定剂，以阻止或降低其分解。目前，常用的热稳定剂包括铅盐类、有机锡类、金属皂类和复合热稳定剂。铅盐类热稳定剂是开发最早并具有良好热稳定性能的PVC热稳定剂。然而，由于铅盐类化合物具有较强的毒性，对人体与环境安全形成危害，世界各国正逐渐限制铅盐类热稳定剂的使用。有机锡类热稳定剂的热稳定性和透明性较好，毒性小，是一类综合性能优良的PVC热稳定剂，但生产成本较高，使其应用受到限制。

以钙皂、锌皂为主成分的钙-锌复合热稳定剂具有成本较低、安全环保等优势，是目前最具发展前景的PVC用环保型复合热稳定剂。为提升钙-锌复合热稳定剂的性能，除钙皂和锌皂以外，还需加入大量辅助热稳定剂，如水滑石、季戊四醇、环氧大豆油和β－二酮等。与铅盐类和有机锡类热稳定剂相比，钙-锌复合热稳定剂的性能仍有待于进一步提升。此外，钙-锌复合热稳定剂的生产成本较高也是限制其扩大应用规模的因素之一。因此，开发价格低廉，安全环保，并具有优异性能的热稳定剂组分，对改善钙-锌复合热稳定剂的应用性能，并降低其生产成本具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是获得一种对PVC树脂具有优异的热稳定性，且生产过程简单、价格低廉和安全环保的复合热稳定剂及其应用方法。

为了实现以上目的，本发明采取的技术方案是提供一种含锌羟基磷灰石基PVC复合热稳定剂，包括以下质量含量的组分：

      含锌羟基磷灰石：20%－50%

      硬脂酸钙：15%－35%

      硬脂酸锌：15%－35%

      β－二酮：5%－15%；

      含锌羟基磷灰石的分子结构为：Zn_xCa_10-x(PO₄)₆(OH)₂ (0.2≤x≤1)；

      含锌羟基磷灰石的制备过程如下：按照Zn²⁺与（Zn²⁺ + Ca²⁺）的摩尔比为1：10～50，将锌盐与钙盐配制成浓度为0.1～3 mol/L的水溶液；加入浓度为0.1～3 mol/L的磷酸或磷酸铵盐水溶液，（Zn²⁺ + Ca²⁺）与PO₄^3-的摩尔比为10：6；用氨水调节反应体系的PH=10～11，在60～200℃搅拌反应1～6小时，再在60～200℃陈化6～30小时；过滤，水洗，干燥，再在600～1000℃焙烧1～5小时。

所述的磷酸铵盐为磷酸三铵、磷酸氢二铵和磷酸二氢铵。

所述的β－二酮为硬脂酰苯甲酰甲烷和二苯甲酰甲烷。

所述的复合热稳定剂的应用方法：在100份PVC粉体中，加入40－65份增塑剂，2－10份复合热稳定剂，高速混合4－5分钟，于160℃－220℃的双辊开炼机上混炼4－5分钟即可。

 本发明通过原位合成的方法获得含锌羟基磷灰石，并将其作为热稳定剂组分引入钙-锌复合热稳定剂中；利用含锌羟基磷灰石结构中同时含有Zn²⁺、Ca²⁺和PO₄^3-，且自身具有丰富的碱性中心，有效提升钙-锌复合热稳定剂的应用性能；此外，含锌羟基磷灰石的生物相容性好，具有安全环保的优势。本发明提供的复合热稳定剂具有以下优点：（1）对PVC树脂具有优异的热稳定性能，初期着色轻，长期热稳定性好；（2）生产过程简单，成本较低，且安全环保；（3）与PVC树脂具有良好的相容性。

具体实施方式

 下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

实施例1：