[发明专利]用于PVC热稳定剂的改性镁锌铝水滑石及其制备方法

说明书

本发明提出了一种用于PVC热稳定剂的改性镁锌铝水滑石及其制备方法。该方法包括：（1）将聚乙二醇、可溶性的镁盐、锌盐及水混合配成盐溶液，将NaAlO₂、NaOH、Na₂CO₃及水混合配成碱溶液；（2）将盐溶液和碱溶液混合，并在混合液中加入尿嘧啶，将反应得到的沉淀物脱水干燥后，得到改性镁锌铝水滑石。通过聚乙二醇和尿嘧啶的协同作用，本发明得到的改性镁锌铝水滑石对PVC的热稳定性显著优于传统的未改性或经单一改性剂改性的镁锌铝水滑石。此外，本发明提供的改性镁锌铝水滑石制备方法的流程简单，无需特殊设备，适合于工业化应用。

技术领域

本发明涉及无机功能材料领域，特别涉及一种用于PVC热稳定剂的改性镁锌铝水滑石及其制备方法。

背景技术

水滑石也称为层状双金属氢氧化物，是一种阴离子粘土，具有层状结构、层板元素可调以及层间阴离子可调控性等特点，在热稳定剂、阻燃剂、吸附剂和催化等领域具有广泛的应用前景。水滑石对PVC具有热稳定性，原因在于水滑石层板间的碳酸根离子可与PVC降解过程中产生的氯离子发生交换，水滑石层板也可与HCl发生反应，从而有效抑制HCl对PVC进一步降解的催化作用。相对于传统的镁铝型水滑石，镁锌铝水滑石能更好的抑制PVC的初期着色。

水滑石的制备方法包括共沉淀法、尿素水解法和成核/晶化分离法等。其中，共沉淀法具有工艺流程简单、设备投资小、产量大和成本低等优势，最早应用于生产水滑石，也是目前工业生产水滑石的主要方法。然而，共沉淀法制备的水滑石具有粒径大的缺陷，使其在PVC等塑料制品中的应用受到限制。近年来，研究人员发现采用有机物对水滑石表面进行改性，可改善水滑石作为PVC热稳定剂的性能。文献报道的改性剂包括脂肪酸及其盐（CN105295250、CN105295246）、钛酸酯（CN1287967）、油酸钠(CN101544783)、阴离子表面活性剂（李先铭等，中国塑料，2015，3，39）、超分散剂（CN101735532）和聚乙二醇（CN101747534）等。然而，采用单一表面改性剂对共沉淀法制备的水滑石进行改性，产品性能仍不能满足高效PVC热稳定剂的要求。

因此，开发新的表面改性水滑石的制备方法，以显著提升水滑石PVC热稳定剂的性能，仍然是本领域的技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于PVC热稳定剂的改性镁锌铝水滑石的制备方法，该方法得到的改性镁锌铝水滑石可显著改善PVC制品的热稳定性能，制备过程简单，无需特殊设备，适合于工业生产。

本发明用于PVC热稳定剂的改性镁锌铝水滑石的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚乙二醇、可溶性的镁盐、锌盐及水混合配成盐溶液，将NaAlO₂、NaOH、Na₂CO₃及水混合配成碱溶液；

（2）将盐溶液和碱溶液混合，并在混合液中加入尿嘧啶，将反应得到的沉淀物脱水干燥后，得到改性镁锌铝水滑石。

所述步骤（1）聚乙二醇的浓度为0.4～1.0 wt%，镁盐中的[Mg²⁺]=0.5～2.0 mol/L，n(Mg²⁺)/n(Zn²⁺)=2～8。

在进一步的技术方案中，

n(NaAlO₂)/n(Mg²⁺+Zn²⁺)=0.25～0.5；

n(NaOH)/n(Mg²⁺+Zn²⁺)=0.8～1.0；

n(Na₂CO₃)/n(Mg²⁺+Zn²⁺)=0.4～0.6。