專利名稱：Pvc用鋅鋁稀土類水滑石復(fù)合熱穩(wěn)定劑及其制備和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料科學(xué)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域，涉及一種PVC用鋅鋁稀土類水滑石復(fù)合 熱穩(wěn)定劑，還涉及到它的制備和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯(PVC)是世界上五大通用塑料之一，聚氯乙烯化學(xué)建材的推廣與應(yīng)用使 得PVC得以迅速的發(fā)展。PVC雖然具有良好的耐磨性，高介電性和價格優(yōu)廉的優(yōu)點，但它的 熱穩(wěn)定性差，且一般加工溫度比分解溫度高。因此，在PVC中必須加入熱穩(wěn)定劑以防止或減 緩其在熱加工和使用過程中的熱降解。傳統(tǒng)PVC熱穩(wěn)定劑如鉛系及鎘系熱穩(wěn)定劑因其毒性而將逐步被淘汰。有機錫類成 本高，在使用中應(yīng)用不廣。而金屬皂類還不是很理想，以鈣皂、鋅皂為代表，它們雖然無毒， 但是熱穩(wěn)定效果與其用量有直接關(guān)系，隨著用量增加會影響PVC制品的力學(xué)性能和其它性 能，且它們與PVC兼容性也不佳。因此，開發(fā)無毒、高效的熱穩(wěn)定劑成為發(fā)展趨勢。水滑石類化合物(Layered Double Hydroxides,簡稱LDHs)是由帶正 電荷的混合金屬氫氧化物主體層板和層間陰離子構(gòu)成的層柱狀化合物，其通式為 [M2+l-xM3+x (OH) 2Αη-χ/η · mH20]，其中M2+、M3+分別代表二價和三價金屬陽離子，An-代 表層間可交換的陰離子。LDHs的層板金屬元素、層間陰離子、二維孔道結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸和分 布可以根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)調(diào)變，因此具有極大的研究價值和廣泛的應(yīng)用前景。LDHs作為熱穩(wěn)定劑的優(yōu)異性能主要表現(xiàn)為LDHs受熱分解時吸收大量熱，從而減 緩了 PVC的熱分解；分解釋放出的水蒸汽和二氧化碳氣體能稀釋和阻隔可燃性氣體；分解 后的產(chǎn)物為具有很大比表面積的堿性多孔物質(zhì)，能吸收脫出的HCI，阻止PVC因HCI的自 催化而引起進一步的分解反應(yīng)；堿性產(chǎn)物與燃燒時高分子材料表面的炭化物結(jié)合生成保護 膜，阻隔了熱能和氧的進一步侵入。因此，水滑石類化合物屬于綠色消煙型無毒無鹵阻燃劑 新型熱穩(wěn)定劑。文獻[1]美國專利US4299759A(1981)報道了日本Kyowa化學(xué)公司于1980年首 次將水滑石填充到PVC中用作熱穩(wěn)定劑，當(dāng)在100份PVC中加入1份水滑石，0. 75份硬脂酸 鋅和0. 3份有機錫時，180°C條件下可以將PVC的熱穩(wěn)定時間延長至62分鐘。文獻[2]中國專利CN 200410037656. 7將由水滑石、鈣皂和鋅皂按一定的比例混 合成復(fù)合熱穩(wěn)定劑，在100份含氯高聚物中加0. 1 10份上述復(fù)合熱穩(wěn)定劑。180°C條件 下，熱穩(wěn)定時間達到80 210分鐘。但隨著鈣皂鋅皂用量的增加會影響PVC制品的力學(xué)性 能和其它性能。文獻[3]中國專利CN200910042690. 6將經(jīng)過硬脂酸表面改性的鎂鋁水滑石和鋅 鋁水滑石按一定比例復(fù)配成復(fù)合熱穩(wěn)定劑，在100份PVC中加入0. 5 3份復(fù)合熱穩(wěn)定劑， 180°C條件下，熱穩(wěn)定時間為80 200分鐘。上述文獻將水滑石與其他熱穩(wěn)定劑或?qū)追N不同的水滑石進行了復(fù)配，提高了 PVC的熱穩(wěn)定時間，在一定程度上克服了某些單一熱穩(wěn)定劑初期著色性不佳、后期易發(fā)生“鋅燒”的缺點，但也存在一些的不足。為了更近一步提高PVC的熱穩(wěn)定性，同時減少各種不 利的影響，本發(fā)明將稀土元素引入到水滑石層板當(dāng)中。稀土元素有許多空4f、5d空軌道，且它的離子半徑較大。因此，稀土元素除了能與 3個或4個HCl分子形成離子鍵以外，還可能吸附若干個HCl分子形成鍵能不等的絡(luò)合物， 這就大大減少了作為熱降解催化劑的HCl的濃度；稀土元素可與PVC鏈上不穩(wěn)定的氯原子 絡(luò)合，使之趨于穩(wěn)定；此外，稀土元素還能與層板上的鋅元素發(fā)生“協(xié)同作用”，降低“鋅燒” 現(xiàn)象的發(fā)生。文[4] 0. D. Pavel ^A [Rare-earth elements modified hydrotalcites and correspondingmesoporous mixed oxides as basic solid catalysts,Applied Catalysis A =General 288(2005) 185-193]通過共沉淀法試圖將 Y3+，Dy3+，Gd3+，Sm3+，La3+等離子分別 添加到鎂鋁碳酸根型水滑石層板中，但結(jié)果表明，離子半徑較大的La3+無法進入主體層板， 而是以La2CO5和La2 (CO3) 2 (OH) 2的形式存在。文獻[5]中國專利CN200910303613. 1公開了一種PVC用鎂鋁稀土類水滑石復(fù)合 熱穩(wěn)定劑及其應(yīng)用。該發(fā)明通過共沉淀發(fā)制備了鎂鋁稀土類水滑石，并與鈣皂、鋅皂按一定 比例復(fù)配，在100份PVC中加入0. 3 5份復(fù)合熱穩(wěn)定劑，180°C條件下，熱穩(wěn)定時間最高達 200分鐘。但該稀土水滑石的XRD圖中存在雜相。文獻[6]謝鮮梅等人[Ζη-Al-Ce三元類水滑石的制備及性質(zhì)研究，分子催化， 2004，18 (1) 36-40]采用共沉淀法，水熱合成ZnAlCe-NO3三元類水滑石。將稀土離子Ce3+引 入類水滑石層板中，并初步探索了類水滑石復(fù)合氧化物在催化消除NO反應(yīng)中的應(yīng)用。由上述文獻可知，制備用作熱穩(wěn)定劑的含稀土碳酸根水滑石的難點在于稀土離子 的半徑較大，難以進入水滑石層板當(dāng)中；且在共沉淀過程中，使用碳酸鈉和氫氧化鈉的混合 溶液作為沉淀劑，容易產(chǎn)生RE2CO5和RE2 (CO3) 2 (OH) 2雜相。為了解決上述問題，本發(fā)明選取鋅鹽替代鎂鹽作為合成稀土水滑石的原料，這是 由于Zn2+的半徑(74pm)較Mg2+的半徑(65pm)大，更接近稀土離子的半徑，有利于稀土元 素進入層板當(dāng)中；此外，采用單一的氫氧化鈉溶液作為沉淀劑，制備前驅(qū)體ZnAlRE-A類水 滑石(An_為除碳酸根離子以外的無機陰離子)，防止了雜相的產(chǎn)生；然后通過層間陰離子交 換，制得晶相單一的ZnAlRE-CO3類水滑石。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無毒高效、價格低廉、制備工藝簡單、與PVC兼容性極佳 的鋅鋁稀土類水滑石和鎂鋁水滑石的復(fù)合熱穩(wěn)定劑及其制備和應(yīng)用。該復(fù)合熱穩(wěn)定劑利用 了兩種類水滑石之間、鋅鋁稀土類水滑石中鋅-稀土元素之間的協(xié)同效應(yīng)，以及稀土元素 本身的優(yōu)異性能，大大提高了 PVC的熱穩(wěn)定性。本發(fā)明的目的是通過以下方式實現(xiàn)的一種PVC用鋅鋁稀土類水滑石復(fù)合熱穩(wěn)定劑為經(jīng)過硬脂酸鈉表面改性的鋅鋁稀 土類水滑石與鎂鋁水滑石的混合物，所述的經(jīng)過硬脂酸鈉表面改性的鋅鋁稀土類水滑石與 鎂鋁水滑石的質(zhì)量比為0. 1 5. 0 ；優(yōu)選為0. 2 1. 0。所述的經(jīng)過硬脂酸鈉表面改性的鋅鋁稀土類水滑石中的稀土離子為La3+或Ce3+。所述的經(jīng)過硬脂酸鈉表面改性的鋅鋁稀土類水滑石是通過將前驅(qū)體鋅鋁稀土類水滑石進行層間陰離子交換后再經(jīng)硬脂酸鈉表面改性得到。所述的前驅(qū)體鋅鋁稀土類水滑石的插層陰離子為NO3-, Cr, SO42-, F", ClO4-中的一 種；優(yōu)選為NO3-或Cl-。本發(fā)明是通過以下制備工藝過程實現(xiàn)的1、鋅鋁稀土類水滑石的制備與表面改性將二價鹽(鋅鹽)與三價鹽(鋁鹽與稀土鹽)按摩爾比M2+/M3+ = 2 1 3 1 配制成混合鹽溶液，溶液中M3+的總濃度為0. 1 1. 5mol/L, [RE3+]/[Al3+] = 0. 02 2， 其中M3+代表溶液中所有三價金屬離子，RE3+代表稀土離子La3+或Ce3+ ；配置濃度為0. 6 6. Omol/L的氫氧化鈉溶液。在水浴溫度20°C 80°C和強烈攪拌條件下，將混合鹽溶液和氫 氧化鈉溶液同時滴加到去離子水中，控制PH值為6 10，滴加完后繼續(xù)攪拌1 2h，40 120°C陳化6 32小時，得到含前驅(qū)體鋅鋁稀土類水滑石的漿液。向漿液中加入占鋅鋁稀 土類水滑石理論產(chǎn)量的8. 0% 50. 0%的無水碳酸鈉，20 80°C下攪拌1 6小時，抽濾 洗滌，得鋅鋁稀土水滑石濾餅。向濾餅中加入去離子水，水/濾餅的質(zhì)量比為4 10，再加 入占濾餅質(zhì)量0. 4% 4. 0%的硬脂酸鈉，20 80°C下攪拌1 4小時，抽濾洗滌，得到經(jīng) 硬脂酸鈉表面改性的鋅鋁稀土類水滑石。所述的鋅鹽、鋁鹽和稀土鹽為硝酸鹽、氯化物、硫 酸鹽、氟化物或高氯酸鹽。2、鎂鋁水滑石的制備與表面改性將鎂鹽和鋁鹽按摩爾比Mg2+/Al3+ = 2 1 3 1配置成混合鹽溶液，溶液中 Mg2+濃度為0. 2 3. Omol/L ；配置碳酸鈉與氫氧化鈉的混合堿溶液，其中氫氧化鈉的濃度為 0. 6 6. Omol/L, [CO32I/[OHl = 0. 05 0. 10。在水浴溫度20°C 80°C和強烈攪拌條件 下，將混合鹽溶液和混合堿溶液同時滴加到去離子水中，控制PH值為9 11，滴加完后繼續(xù) 攪拌1 2h，40 120°C陳化6 32小時，抽濾洗滌，得鎂鋁水滑石濾餅。向濾餅中加入去 離子水，水/濾餅的質(zhì)量比為4 10，然后加入占鎂鋁水滑石理論產(chǎn)量0. 4% 4. 0%的硬 脂酸鈉，20 80°C下攪拌1 4小時，抽濾洗滌，得到經(jīng)硬脂酸鈉表面改性的鎂鋁水滑石。3、鋅鋁稀土類水滑石與鎂鋁水滑石的復(fù)配將經(jīng)過硬脂酸鈉表面改性的鋅鋁稀土類水滑石和鎂鋁水滑石按質(zhì)量比0. 1 5. 0 的比例復(fù)配，制得復(fù)合熱穩(wěn)定劑。4、將鋅鋁稀土類水滑石復(fù)合熱穩(wěn)定劑應(yīng)用于PVC中，通過靜態(tài)熱老化試驗進行熱 穩(wěn)定性檢測在100份(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計)PVC粉體中，加入35 60份鄰苯二甲酸二正辛酯 (DOP)，0. 2 6份復(fù)合熱穩(wěn)定劑，高速混合4 5分鐘。于160°C 200°C在雙輥開煉機上 混煉4 5分鐘，制成邊長15mm、厚度1. Omm的正方形測試樣品。將測試樣品放入180士 1°C 烘箱中進行靜態(tài)熱老化實驗，每隔IOmin觀察顏色的變化。本發(fā)明的優(yōu)勢如下1、本發(fā)明將鋅鋁稀土類水滑石與鎂鋁水滑石進行復(fù)配，通過兩種水滑石之間的 “協(xié)同作用”克服了單一水滑石用作PVC熱穩(wěn)定劑時前期易發(fā)黃或后期易發(fā)黑(“鋅燒”)現(xiàn) 象的產(chǎn)生；無需加入其它成分，大大提高了 PVC的熱穩(wěn)定性能。2、以往技術(shù)中制備用作熱穩(wěn)定劑的含稀土碳酸根水滑石的難點在于稀土離子的 半徑較大，難以進入水滑石層板當(dāng)中；且在共沉淀過程中，使用碳酸鈉和氫氧化鈉的混合溶
6液作為沉淀劑，容易產(chǎn)生RE2CO5和RE2 (CO3) 2 (OH) 2雜相。為了解決上述問題，本發(fā)明選取鋅 鹽替代鎂鹽作為合成稀土水滑石的原料，這是由于Zn2+的半徑(74pm)較Mg2+的半徑(65pm) 大，更接近稀土離子的半徑，有利于稀土元素進入層板當(dāng)中；此外，采用單一的氫氧化鈉溶 液作為沉淀劑，制備前驅(qū)體ZnAlRE-A類水滑石(An_為除碳酸根離子以外的無機陰離子)， 防止了雜相的產(chǎn)生；然后通過層間陰離子交換，制得晶相單一的ZnAlRE-CO3類水滑石。3、本發(fā)明利用稀土元素優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能及稀土元素與層板中鋅元素之間的“協(xié) 同作用”，進一步增強了 PVC的熱穩(wěn)定性，減少了“鋅燒”現(xiàn)象的發(fā)生。試驗結(jié)果表明，該復(fù) 合熱穩(wěn)定劑達2IOmin。


圖1為ZnAlLa-CO3水滑石的XRD圖譜；從圖1中可以看出，該圖譜基線平穩(wěn)，峰型尖銳，衍射峰寬化程度小，說明試樣的 結(jié)晶度良好；與ZnAl-CO3水滑石衍射卡JCPDS(No. 48-1022)對比，樣品的匹配度極高(使 用MDIjade 5. 0分析，F(xiàn)OM = 0.7)，圖譜中幾乎沒有雜質(zhì)峰，而ICP檢測顯示，試樣中La的 含量在化學(xué)計量比附近，說明La3+幾乎全部進入類水滑石層板當(dāng)中。綜上所述，本發(fā)明制備 的鋅鋁稀土類水滑石結(jié)晶度良好，晶相單一。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，而不是對本發(fā)明的限制。實施例1鋅鋁鑭類水滑石(摩爾比M2+/M3+ = 2:1，La3VAl3+ = 0. 1)的制備與表面改性分別稱取29. 75g Zn (NO3) 2 · 6H20 (0. Imo 1)，17. 07gAl (NO3) 3 · 9H20 (0. 0455mol)， 1. 97gLa (NO3)3 · 6Η20(0· 00455mol)，加去離子水配制成IOOmL混合溶液，稱取 12. OOgNaOH(0. 3mol)，加去離子水配制成IOOmL溶液，在水浴溫度40°C和強烈攪拌條件下， 將上述兩種溶液同時滴加到IOOmL去離子水中，控制pH值為8士0.2，滴加完后繼續(xù)攪拌 Ih,升溫至80°C陳化24小時，加入2. 65g無水碳酸鈉，再在80°C下攪拌2小時，抽濾洗滌， 得鋅鋁鑭類水滑石濾餅。向濾餅中加入去離子水，水/濾餅的質(zhì)量比為5 1，再加入占濾 餅質(zhì)量1. 25%的硬脂酸鈉，80°C下攪拌2小時，抽濾洗滌，得到經(jīng)硬脂酸鈉表面改性的鋅鋁 鑭類水滑石。實施例2按照實施例1的方法制得摩爾比為M2+/M3+ = 2:1，Ce3VAl3+ = 0. 025的鋅鋁鈰 類水滑石。實施例3按照實施例1的方法制得摩爾比為M2+/M3+ = 3 LLa3VAl3+ = 0. 05的鋅鋁鑭類 水滑石。實施例4按照實施例1的方法制得摩爾比為M2VM3+ = 3:1，Ce3+Al3+ = 0. 075的鋅鋁鈰 類水滑石。實施例5
按照實施例1的方法制得摩爾比為M2+/M3+ = 2:1，La3VAl3+ = 0. 125的鋅鋁鑭 類水滑石。實施例6按照實施例1的方法制得摩爾比為M2VM3+ = 2 l,Ce3+/Al3+ = 0. 15的鋅鋁鈰類 水滑石。實施例7鎂鋁水滑石(摩爾比Mg2+/Al3+ = 2:1)的制備與表面改性分別稱取24. 65gMgS04 · 7H20 (0. Imo 1)，16. 66gAl2 (SO4)3 · 18Η20(0· 025mol)，加去 離子水配制成 IOOmL 混合溶液；分別稱取 12. OOgNaOH (0. 3mol),2. 65gNa2C03(0 . 0 2 5mol)，加 去離子水配制成IOOmL溶液；在水浴溫度40°C和強烈攪拌條件下，將上述兩種溶液同時滴 加到IOOmL去離子水中，控制pH值為10士0.2，滴加完后繼續(xù)攪拌lh，升溫至80°C陳化24 小時，抽濾洗滌，得鎂鋁水滑石濾餅。向濾餅中加入去離子水，水/濾餅的質(zhì)量比為5 1， 再加入占濾餅質(zhì)量1. 25%的硬脂酸鈉，80°C下攪拌2小時，抽濾洗滌，得到經(jīng)硬脂酸鈉表面 改性的鎂鋁水滑石。實施例8按照實施例7的方法制得摩爾比為Mg2+Al3+ = 3 1的鎂鋁水滑石。實施例9鋅鋁鈰類水滑石和鎂鋁水滑石復(fù)配制備復(fù)合熱穩(wěn)定劑將表面改性后的鋅鋁鈰類水滑石(M2+/M3+ = 2:1，Ce3VAl3+ = 0. 025)和鎂鋁水 滑石(Mg2+/Al3+ = 2 1)以0. 6的比例進行復(fù)配。實施例10鋅鋁鈰類水滑石和鎂鋁水滑石復(fù)配制備復(fù)合熱穩(wěn)定劑將表面改性后的鋅鋁鈰類水滑石(M2VM3+ = 3:1，Ce3VAl3+ = 0. 075)和鎂鋁水 滑石(Mg2+/Al3+ = 2 1)以0. 6的比例進行復(fù)配。實施例11鋅鋁鑭類水滑石和鎂鋁水滑石復(fù)配制備復(fù)合熱穩(wěn)定劑將表面改性后的鋅鋁鑭類水滑石(M2+/M3+ = 2:1，La3VAl3+ = 0. 125)和鎂鋁水 滑石(Mg2+/Al3+ = 2 1)以0. 8的比例進行復(fù)配。實施例12鋅鋁鈰類水滑石和鎂鋁水滑石復(fù)配制備復(fù)合熱穩(wěn)定劑將表面改性后的鋅鋁鈰類水滑石(M2+/M3+ = 2:1，Ce3VAl3+ = 1. 5)和鎂鋁水滑 石(Mg2+/A13+ = 3 1)以0. 8的比例進行復(fù)配。在100份(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計)PVC粉體中，加50份鄰苯二甲酸二正辛酯(DOP)，2份上 述實施例1-12制備的各類水滑石，以及它們復(fù)配得到的熱穩(wěn)定劑中的一種，高速混合5分 鐘。于180°C在雙輥開煉機上混煉5分鐘，制成邊長15mm、厚度1. Omm的正方形測試樣品。 將測試樣品放入180 士 1°C烘箱中進行靜態(tài)熱老化實驗，將試片出現(xiàn)黑點的時間定為熱穩(wěn)定 時間，結(jié)果如表1所示。實施例13在100份(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計)PVC粉體中，加50份鄰苯二甲酸二正辛酯(DOP)，3份
8實施例9制備的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，高速混合5分鐘。實施例14在100份(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計)PVC粉體中，加50份鄰苯二甲酸二正辛酯(DOP)，1. 5 份實施例10制備的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，高速混合5分鐘。實施例15在100份(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計)PVC粉體中，加50份鄰苯二甲酸二正辛酯(DOP)，3份 實施例11制備的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，高速混合5分鐘。實施例16在100份(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計)PVC粉體中，加50份鄰苯二甲酸二正辛酯(DOP)，3份 實施例12制備的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，高速混合5分鐘。將上述實施例13-16制備的復(fù)合熱穩(wěn)定劑也于180°C在雙輥開煉機上混煉5分鐘， 制成邊長15mm、厚度1. Omm的正方形測試樣品。將測試樣品放入180士 1°C烘箱中進行靜態(tài) 熱老化實驗，將試片出現(xiàn)黑點的時間定為熱穩(wěn)定時間，結(jié)果如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種PVC用鋅鋁稀土類水滑石復(fù)合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述的復(fù)合熱穩(wěn)定劑為 經(jīng)過硬脂酸鈉表面改性的鋅鋁稀土類水滑石與鎂鋁水滑石的混合物，所述的經(jīng)過硬脂酸鈉 表面改性的鋅鋁稀土類水滑石與鎂鋁水滑石的質(zhì)量比為0. 1 5. 0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述的經(jīng)過硬脂酸鈉表面改性 的鋅鋁稀土類水滑石與鎂鋁水滑石的質(zhì)量比為0. 2 1. 0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述的經(jīng)過硬脂酸鈉表面改 性的鋅鋁稀土類水滑石中的稀土離子為La3+或Ce3+。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述的經(jīng)過硬脂酸鈉表面改性 的鋅鋁稀土類水滑石是通過將前驅(qū)體鋅鋁稀土類水滑石進行層間陰離子交換后再經(jīng)硬脂 酸鈉表面改性得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述的前驅(qū)體鋅鋁稀土類水滑 石的插層陰離子為N03_，Cl_，SO42-, F_，ClO4-中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述的前驅(qū)體鋅鋁稀土類水滑 石的層間陰離子為N03_或Cl_。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述的經(jīng)過硬脂酸鈉表 面改性的鋅鋁稀土類水滑石的制備方法如下將鋅鹽、鋁鹽和稀土鹽的混合物按摩爾比M2+/M3+ = 2 1 3 1配制成混合鹽溶 液，其中M3+代表溶液中所有三價金屬離子，溶液中M3+的總濃度為0. 1 1. 5mol/L, [RE3+]/ [Al3+] =0.02- 2，RE3+代表稀土離子La3+或Ce3+ ；配置濃度為0. 6 6. Omol/L的氫氧化鈉 溶液；在水浴溫度20°C 80°C和強烈攪拌條件下，將混合鹽溶液和氫氧化鈉溶液同時滴加 到去離子水中，控制pH值為6 10，滴加完后繼續(xù)攪拌1 池，40 120°C陳化6 32小 時，得到含前驅(qū)體鋅鋁稀土類水滑石的漿液；向漿液中加入占鋅鋁稀土類水滑石理論產(chǎn)量 的8. 0% 50. 0%的無水碳酸鈉，20 80°C下攪拌1 6小時，抽濾洗滌，得鋅鋁稀土水滑 石濾餅；向濾餅中加入去離子水，水/濾餅的質(zhì)量比為4 10，再加入占濾餅質(zhì)量0. 4% 4. 0%的硬脂酸鈉，20 80°C下攪拌1 4小時，抽濾洗滌，得到經(jīng)硬脂酸鈉表面改性的鋅 鋁稀土類水滑石。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合熱穩(wěn)定劑，其特征在于，所述的鋅鹽、鋁鹽和稀土鹽為硝 酸鹽、氯化物、硫酸鹽、氟化物或高氯酸鹽。
9.權(quán)利要求1或2或4或5或6所述的復(fù)合熱穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于，將經(jīng)過 硬脂酸鈉表面改性的鋅鋁稀土類水滑石和鎂鋁水滑石按質(zhì)量比0. 1 5. 0復(fù)配，制得復(fù)合 熱穩(wěn)定劑；所述的經(jīng)過硬脂酸鈉表面改性的鋅鋁稀土類水滑石的制備過程如下將鋅鹽、 鋁鹽和稀土鹽的混合物按摩爾比M2+/M3+ = 2 1 3 1配制成混合鹽溶液，其中M3+代表 溶液中所有三價金屬離子，溶液中M3+的總濃度為0.1-1. 5mol/L, [RE3+] / [Al3+] =0.02-2，RE3+代表稀土離子La3+或Ce3+ ；配置濃度為0. 6 6. Omol/L的氫氧化鈉溶液；在水浴溫度 20°C 80°C和強烈攪拌條件下，將混合鹽溶液和氫氧化鈉溶液同時滴加到去離子水中，控 制PH值為6 10，滴加完后繼續(xù)攪拌1 池，40 120°C陳化6 32小時，得到含前驅(qū)體 鋅鋁稀土類水滑石的漿液；向漿液中加入占鋅鋁稀土類水滑石理論產(chǎn)量的8. 0% 50. 0% 的無水碳酸鈉，20 80°C下攪拌1 6小時，抽濾洗滌，得鋅鋁稀土水滑石濾餅；向濾餅中 加入去離子水，水/濾餅的質(zhì)量比為4 10，再加入占濾餅質(zhì)量0.4% 4.0%的硬脂酸鈉，20 80°C下攪拌1 4小時，抽濾洗滌，得到經(jīng)硬脂酸鈉表面改性的鋅鋁稀土類水滑石。
10.權(quán)利要求1所述的復(fù)合熱穩(wěn)定劑的應(yīng)用，其特征在于，在100份PVC粉體中，加入 35 60份鄰苯二甲酸二正辛酯(DOP)，0. 2 6份復(fù)合熱穩(wěn)定劑，高速混合4 5分鐘；于 160°C 200°C在雙輥開煉機上混煉4 5分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種PVC用鋅鋁稀土類水滑石復(fù)合熱穩(wěn)定劑及其制備和應(yīng)用。該復(fù)合熱穩(wěn)定劑是由鋅鋁稀土類水滑石、鎂鋁水滑石按一定比例最優(yōu)化復(fù)配而成。鋅鋁稀土類水滑石和鎂鋁水滑石經(jīng)硬脂酸鈉表面改性后與PVC的相容性良好。該復(fù)合熱穩(wěn)定劑利用了兩種類水滑石之間、鋅鋁稀土類水滑石中鋅-稀土元素之間的協(xié)同效應(yīng)，以及稀土元素本身的優(yōu)異性能，大大提高了PVC的熱穩(wěn)定性。本發(fā)明無毒高效、制備工藝簡單、價格低廉、加工過程中添加劑的用量不影響制品性能。靜態(tài)熱老化測試結(jié)果表明，優(yōu)化復(fù)配的復(fù)合熱穩(wěn)定劑對PVC的熱穩(wěn)定時間(樣品變黑時間)達210min。
文檔編號C08K3/26GK102093654SQ20111000191
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者周建良, 孫玉蓮, 朱健, 黃懷忠 申請人:中南大學(xué)