一種用于聚合物中的水滑石及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚合物的填料領(lǐng)域，具體地設(shè)及一種用于聚合物中的水滑石及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水滑石類層狀化合物Hy化Otalcite-Uke compounds簡(jiǎn)稱HTLc,最早發(fā)現(xiàn)的是儀 侶天然水滑石。隨后發(fā)現(xiàn)了水滑石類層狀化合物具有很多種結(jié)構(gòu)。HTLc已在催化劑、催化 劑前體、離子交換、分離材料、阻燃劑、聚合物穩(wěn)定劑、光電活性物質(zhì)、生物傳感器、藥物緩釋 劑等得到了廣泛的應(yīng)用。然而不同結(jié)構(gòu)的水滑石具有不同的用途。
[0003] 在專利申請(qǐng)01811364. 8中公開了至少一種般燒水滑石和/或用至少一種陰離子 表面活性劑插層的水滑石在包含聚合物的組合物中用作填料的用途。
[0004] 在專利申請(qǐng)200910099147. X中公開了一種聚合物/水滑石納米復(fù)合材料的制備 方法，其就是水滑石類物質(zhì)在聚合物中的具體應(yīng)用。 陽(yáng)0化]EP0736572A1中公開了樹脂中使用0.0 Ol至1重量份的具有化學(xué)式（1)的水滑 石：(MgyZrOi xAlx(〇H)2(A)n ? mH2〇(l)，其中，（A)n 是 n 價(jià)陰離子，X、y、Z 滿足：y+z = 1、 0《y《0. 9、0. 1《Z《1、0. 2《X《0. 8, m為0或正數(shù)。 W06] EP0952189A1公開了樹脂組合物中使用水滑石化合物顆粒具有式（1)， Mi xAlx (OH) 2A" x/n ? mHzO (1)，其中，M為Mg和/或Zn, A"為n價(jià)陰離子，且X和m為滿足W 下關(guān)系式的正數(shù)0 < X < 0. 5,0《m < 1 ; (i)通過(guò)激光散射方法測(cè)試，水滑石化合物顆粒 的平均粒徑不超過(guò)2um。 W07] EP0989095A1公開了一種水滑石化合物，其特征在于，可W表示為式（1): M化1xAl扣X (OH) zA2 -mHzO(1)，其中，M化為Mg2+和化2+中的至少一種；0. 2《X《0. 5 ;A2為 C〇32和SO42中的至少一種；m的范圍為0-2 ;平均粒徑不超過(guò)3um，BET比表面不超過(guò)30m7 邑。
[0008] EP0933401A1公開了一種具有耐熱劣化性的試劑，其含有水滑石顆粒，水滑石顆粒 由a)至（iv)限定：a)水滑石顆粒具有化學(xué)式：[(Mg) y狂n) Z] 1 xAlx (OH) 2 (A) n X/2伽2〇 (1)， 其中，（A)n是至少一種n價(jià)陰離子，x、y、z、m滿足：0. 1《X《0. 5、y+z = 1、0. 5《y《1、 0《Z《0. 5、0《m < 1 ; (ii)通過(guò)激光散射方法檢測(cè)，水滑石顆粒的平均二次粒徑不超過(guò) 2um;(iii)通過(guò)BET方法檢測(cè)，水滑石顆粒的比表面積為1至30m7g;W及（iv)水滑石中 含有鐵的化合物和儘的化合物，金屬鐵和儘的總的重量含量《0. 02%。
[0009] 上述發(fā)明專利中所用的水滑石在結(jié)構(gòu)、粒徑和比表面積之間沒(méi)有形成很好地構(gòu)效 關(guān)系，導(dǎo)致在應(yīng)用于聚合物生產(chǎn)時(shí)效果并不理想，吸酸效果和透明性能方面的效果，尤其是 吸酸效果方面還有很多問(wèn)題需要解決。
[0010] 本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了一種通過(guò)特殊的水滑石結(jié)構(gòu)，其對(duì)聚合物的生產(chǎn)顯示出了獨(dú)特的吸 酸特性和透明效果性能影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種水滑石，其化學(xué)式為： 陽(yáng)01 引 M化xM]; (OH) 2X巧 X/2 (C〇3) X/4 ? mHzO
[0013] 其中，M2+為二價(jià)金屬離子或二價(jià)金屬離子的混合物，選自Mg2+, Ca2+, Ni2+,化2+， MrA CiA Co2+, PcT和化2+中的一種或兩種，價(jià)金屬離子，選自Al3+，Ga3+, In3+中的 一種，X和y為正數(shù)，x/y = 2. 0-2. 5, m = 3. 5-4. 0,水滑石的〇5。小于0. 150 Ji m。優(yōu)選的， 水滑石的〇5。在0. 120-0. 140 y m之間。
[0014] 優(yōu)選地，上述水滑石的比表面積大于30m7g。優(yōu)選的，水滑石的比表面積大于等于 35m2/邑。
[00巧]優(yōu)選地，上述水滑石中r為Mg2+，或r為Mg2邢化 2+按一定比例組成的金屬離子 混合物，其Mg2+和化2+的摩爾比為1 :0. 1~0. 5。
[0016] 優(yōu)選地，上述水滑石中M3+為Al3+。
[0017] 本發(fā)明還提供了一種上述水滑石的制備方法，該方法包括如下步驟： 陽(yáng)0化]將x/8摩爾的M2+化C〇3) 2, y摩爾的NaM3+〇2, l/4x摩爾的M2乂 12, 5/8x摩爾的M2+ (OH) 2 和（4+3/4X)摩爾的&0混合，充分?jǐn)埌?，加熱?5-85°C，保溫?cái)埌枰欢螘r(shí)間，獲得上述水滑 石。
[0019] 本發(fā)明還提供了一種上述水滑石的制備方法，其反應(yīng)式如下：x/8M 2+(肥〇3)2+yNaM3 +〇2+1/4xM2+C12+5/8xM2+ (OH) 2+ (4+3/4X) -m2+xM3+y(OH) 2x 3y 2 (C〇3) x/4 ? 4&0。
[0020] 上述制備方法中，NaM3+〇2可W用KM3+02或者是歷 3+02替換，其獲得效果是相當(dāng)?shù)摹?br>[0021] 本發(fā)明還提供了上述水滑石用于制備聚合物的用途，所述用途為吸附聚合物受熱 分解放出的酸。
[0022] 本發(fā)明還提供了上述水滑石制備的聚合物，所述聚合物中含有上述水滑石重量的 百分比為0. 5-1. 5%。
[0023] 相對(duì)于目前的水滑石等填料，其用于聚合物中后，對(duì)聚合物具有如下優(yōu)異的效 果：
[0024] 1、本發(fā)明的水滑石在咕。和比表面積等方面，結(jié)合其特定的結(jié)構(gòu)，使得本發(fā)明的水 滑石具有熱穩(wěn)定好，效能高，而且具有有良好的光穩(wěn)定性。
[00巧]2、水滑石與PVC相容性好，無(wú)揮發(fā)、不遷移、不冒霜。無(wú)臭、無(wú)毒、無(wú)污染，且能夠保 證PVC的透明性好。
[00%] 3、水滑石特有的吸附特性，可有效地使聚合物中面素失去活性，防止聚合物降解。 在聚合物中，本發(fā)明的水滑石吸酸能力是硬脂酸巧的5倍W上。其可W作為良好的軟質(zhì)、硬 質(zhì)透明或不透明的PVC加工吸酸劑，良好的有機(jī)面素阻燃劑的穩(wěn)定劑。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 具體實(shí)施例中所用的物質(zhì)均從市場(chǎng)上購(gòu)買得到。 陽(yáng)0測(cè)制備實(shí)施例 W29]實(shí)施例 1 :Mg4Al2 (OH) 12CO3 ? 4&0 的制備
[0030] 將0. 5摩爾的Mg化C〇3) 2, 2摩爾的NaAl〇2,1摩爾的MgClz, 2. 5摩爾的Mg (OH) 2和 7. 0摩爾的&0混合，充分?jǐn)埌?，加熱?8°C ± 1，保溫?cái)埌?小時(shí)，獲得水滑石產(chǎn)物1。
[0031] 對(duì)水滑石產(chǎn)物I進(jìn)行X畑、NMR、FT-IR及XPS表征，驗(yàn)證水滑石產(chǎn)物I的結(jié)構(gòu)，其結(jié) 構(gòu)為Mg4Al2(OH)12CO3? 4&0。 陽(yáng)0巧實(shí)施例 2 :Mg3.35Zn〇.65Al2 (OH)12CO3?他2〇 的制備
[0033] 將0.5摩爾的1邑化(：〇3)2,2摩爾的化41〇2,0.65摩爾的211(：12和〇.35摩爾的]\%(：12， 2.5摩爾的Mg (OH)2和7. 0摩爾的H 2〇混合，充分?jǐn)埌?，加熱?2°C ± 1，保溫?cái)埌?. 5小時(shí)， 獲得水滑石產(chǎn)物2。
[0034] 對(duì)水滑石產(chǎn)物2進(jìn)行X畑、NMR、FT-IR及XPS表征，驗(yàn)證水滑石產(chǎn)物2的結(jié)構(gòu)，其結(jié) 構(gòu)為Mgs.SsZncLesAlz(OH) 12〔〇3 ?他2〇。 陽(yáng)0對(duì)實(shí)施例3 =MgsAU5 (OH) 15 (C