[发明专利]氰尿酸三钠在提高PVC热稳定性中的应用及含有氰尿酸三钠的复合热稳定剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种氰尿酸三钠的新用途，具体地说是涉及到其在提高PVC加工过程中热稳定性的新用途，本发明还涉及含有氰尿酸三钠的复合热稳定剂。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)凭借着性能优良，价格低廉，强度高，耐腐蚀性强等特点在生活领域中得到了十分广泛的应用，其用量仅次于聚乙烯，属于第二大类塑料产品。但是由于聚氯乙烯自身分子结构的原因使其处于高温中不太稳定，在高温下容易发生脱除氯化氢的降解反应，形成一个双键来引发、并通过拉链机理继续下去，形成多烯烃序列。含有7个或者更多的共轭双键的多烯烃序列是载色体，会引起常见的褪色或者变黄的现象。例如，在PVC管材的生产过程中，由于PVC是热敏感性材料，使其注塑成型工艺性较差，原因是过高的溶胶温度或者过长的受热时间很容易使PVC材料发生降解，影响其塑化性能，力学性能下降，并出现制品变脆、发黄甚至变黑等一系列问题。

针对PVC热稳定性差的这一问题，在PVC加工过程中必须加入热稳定剂以防止其热降解。应用于PVC的热稳定剂种类很多，主要有铅盐稳定剂、有机锡热稳定剂、混合金属盐热稳定剂等几类，但大部分热稳定剂都价格较高或者有毒性，例如铅盐稳定剂是几类稳剂中最古老、最廉价也是使用最为广泛的一类，但随着环保的国际形势的逼近，铅盐稳定剂在全球市场的占有率开始迅速下跌。所以开发出一种环保无毒、价格低廉、易于生产、原料易得的热稳定剂，对于PVC行业以及环境来说都具有伟大的意义。

钙锌稳定剂具有环保无毒、价格低廉、原料易得等优点，克服了其他几类热稳定剂的不足，成为目前使用的主流热稳定剂，其但是该稳定剂在PVC加工后期有“锌烧”的缺点，因此，钙锌稳定剂改进方向就是：在保证改善PVC制品在热加工前期的着色性能的基础上，抑制后期出现的“锌烧现象”。

此外，因为锌盐和铅盐具有提高PVC热稳定性的作用，因此属于锌盐和铅盐的氰尿酸锌和氰尿酸铅也被用作PVC热稳定剂。除了氰尿酸锌和氰尿酸铅外，也有报道指出氰尿酸镧对PVC热稳定性也有作用，例如文献“氰尿酸镧的合成及其对PVC热稳定作用的研究”(王梅等，塑料科技，2012年4月第10卷第四期)公开了氰尿酸镧及其对PVC的热稳定作用，结果显示氰尿酸镧单用能够提高PVC热稳定性，但与硬脂酸锌复用增效作用不明显。目前，仅提到氰尿酸的铅盐、锌盐、镧盐具有提高PVC热稳定性的作用，其他氰尿酸盐未见相关报道。并且，添加氰尿酸锌(铅、镧)的热稳定剂虽然能够延长PVC的热稳定时间、提高初期白度，但由于氰尿酸铅含有有毒重金属，氰尿酸镧的制备原料不易得且与其他成分复配效果不强，应用受到限制。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种氰尿酸三钠在提高PVC热稳定性中的应用，其能作为辅助热稳定剂，抑制含锌热稳定剂的“锌烧现象”，为PVC热稳定剂的研发提供了新的思路。

本发明还提供了一种复合热稳定剂，该复合热稳定剂含有氰尿酸三钠，氰尿酸三钠作为辅助稳定剂，与含锌热稳定剂搭配使用既能提高PVC加工过程中的热稳定性，提高制品的耐候性，又能够抑制含锌热稳定剂的使用造成的“锌烧现象”，效果优异。

目前，已经报道的氰尿酸锌、氰尿酸镧和氰尿酸铅都具有一定的不足，使应用受限。发明人试图研究得到一种既环保无毒又成本低的热稳定剂，以为PVC热稳定剂提供新的思路。研究过程中，发明人对氰尿酸的其他盐进行了测试，发现氰尿酸三钠虽然不含有具有热稳定作用的金属离子，但表现出了很好的辅助热稳定作用，且既环保无毒又成本低，具有很好的应用前景。

氰尿酸三钠的分子式为C₃N₃Na₃O₃，其结构如下。氰尿酸三钠中含有双键，能够吸收PVC加工过程中降解产生的HCl气体，理论上具有提高PVC加工热稳定性的作用，能够作为热稳定剂使用。但是，在试验过程中发现，氰尿酸三钠单独作为热稳定剂使用效果不佳，无法起到热稳定剂的作用，但是当它与含锌热稳定剂复合使用时却能表现出意料之外的效果，起到很好的辅助热稳定的作用。

因此，本发明提供了一个氰尿酸三钠的新用途，即在提高PVC热稳定性中的应用，其应用方式是：氰尿酸三钠作为辅助热稳定剂，与含锌热稳定剂联合使用提高PVC在加工过程中的热稳定性。