輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及聚氯乙烯成型加工領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種VC成型加工用復(fù)合熱穩(wěn)定助劑及其制備方法。穩(wěn)定助劑的原料組成及重量份數(shù)為：輕稀土-鎂水滑石：100～120份，姜黃素：20～90份，硬脂酸鈣：20～40份。其制備方法包括：將輕稀土-鎂水滑石與硬脂酸鈣預(yù)混合均勻，在100~120oC機(jī)械攪拌混合3小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為400-800轉(zhuǎn)/分鐘，物料冷卻至40~60oC，得到物料預(yù)混合物；將姜黃素與物料預(yù)混合物混合均勻，在40~60oC機(jī)械攪拌混合2小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為300-500轉(zhuǎn)/分鐘，物料冷卻至室溫，得到復(fù)合熱穩(wěn)定助劑。本發(fā)明原料來(lái)源廣泛，成本低，對(duì)環(huán)境友好，具有優(yōu)異的強(qiáng)度和韌性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚氯乙烯成型加工領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種適于深色硬質(zhì)聚氯乙烯制品的環(huán)境友好的PVC成型加工用輕稀土水滑石-姜黃素-鈣復(fù)合熱穩(wěn)定助劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場(chǎng)出售的PVC行業(yè)使用的熱穩(wěn)定劑有重金屬類(lèi)熱穩(wěn)定劑和有機(jī)錫類(lèi)熱穩(wěn)定劑以及鈣鋅/鎂鋁水滑石復(fù)合穩(wěn)定劑，重金屬類(lèi)熱穩(wěn)定劑有毒不受用戶(hù)歡迎，有機(jī)錫類(lèi)熱穩(wěn)定劑價(jià)格昂貴，鈣鋅/鎂鋁水滑石復(fù)合穩(wěn)定劑力學(xué)性能較差。
[0003]水滑石可以緩和PVC的降解速度，提高PVC的加工熱穩(wěn)定性能。輕稀土水滑石因輕稀土元素特殊核外電子結(jié)構(gòu)和較大的離子半徑，對(duì)PVC具有一定的熱穩(wěn)定作用，兼具促進(jìn)熔融、偶聯(lián)、內(nèi)增塑和增韌等功能。姜黃素提取于姜科植物根莖，略帶酸性，在酸性條件下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。姜黃素因其源于天然、確切的多種生物活性，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝等領(lǐng)域。姜黃素因其優(yōu)異的抗氧化作用和β -二酮結(jié)構(gòu)，可以吸收PVC成型加工過(guò)程中產(chǎn)生的自由基。PVC降解過(guò)程中釋放的氯化氫使PVC的成型加工體系具有一定的酸性，因此，姜黃素適宜作為PVC的加工助劑。硬脂酸鈣是無(wú)毒、環(huán)保加工助劑，適用于擠出、壓延、吹塑和增塑等成型加工工藝，此外，硬脂酸鈣對(duì)PVC的成型加工具有良好的潤(rùn)滑作用。[0004]基于我國(guó)豐富的稀土資源和成熟的分離加工技術(shù)，以及來(lái)源廣泛的姜黃素，開(kāi)發(fā)環(huán)境友好的、具有自潤(rùn)滑性能的輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定劑，替代有毒的重金屬類(lèi)熱穩(wěn)定劑和部分替代價(jià)格昂貴的有機(jī)錫類(lèi)熱穩(wěn)定劑，以期擴(kuò)大我國(guó)PVC行業(yè)無(wú)毒熱穩(wěn)定劑品種。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)重金屬類(lèi)熱穩(wěn)定劑有毒，有機(jī)錫類(lèi)熱穩(wěn)定劑價(jià)格昂貴的不足，一是提供一種適宜PVC深色制品的、環(huán)境友好的、具有自潤(rùn)滑性能的PVC成型加工用輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑，二是提供一種輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑的制備方法。
[0006]實(shí)現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案:
一種硬質(zhì)PVC用輕稀土水滑石復(fù)合熱穩(wěn)定助劑，其特征在于，構(gòu)成熱穩(wěn)定助劑的原料組成及重量份數(shù)為:輕稀土-鎂水滑石:100~120份，姜黃素:20~90份，硬脂酸鈣:20~40份。
[0007]作為優(yōu)選方案，所述的輕稀土水滑石為鑭鎂水滑石、釹鎂水滑石、鈰鎂水滑石、銪鎂水滑石、鑭釹鎂水滑石、鑭鈰鎂水滑石、鑭銪鎂水滑石、釹鈰鎂水滑石、釹銪鎂水滑石、鈰銪鎂水滑石中的一種或兩種。
[0008]一種硬質(zhì)PVC用輕稀土水滑石復(fù)合熱穩(wěn)定助劑的制備方法，包括如下步驟:
(O按重量份數(shù)計(jì)，將輕稀土 -鎂水滑石與硬脂酸鈣預(yù)混合均勻，在10(T120 °c機(jī)械攪拌混合3小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為400-800轉(zhuǎn)/分鐘，物料冷卻至4(T60 °C，得到物料預(yù)混合物；
(2)按重量份數(shù)計(jì)，將姜黃素與步驟(1)所得物料預(yù)混合物混合均勻，在40-60 °(:機(jī)械攪拌混合2小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為300-500轉(zhuǎn)/分鐘，物料冷卻至室溫，得到輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑。采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所述輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑，與市售鈣鋅/鎂鋁水滑石復(fù)合穩(wěn)定劑相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑對(duì)PVC具有優(yōu)異的加工熱穩(wěn)定作用，加工熱穩(wěn)定時(shí)間為22~46分鐘，
(2)輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑對(duì)PVC具有潤(rùn)滑作用，PVC/輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑的熔體流動(dòng)性好，制品易脫模。
[0009](3) PVC/輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑具有優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度和良好的韌性。沖擊強(qiáng)度為7.8~25.6 kj.m-2，拉伸強(qiáng)度為36.1~47.8MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為69~193.9%。
[0010]稀土和姜黃素來(lái)源廣泛，對(duì)環(huán)境友好。尤其是姜黃素源于可再生資源一姜科植物根莖，價(jià)格低廉，酸性條件下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有優(yōu)異的抗氧化性，可以吸收PVC成型加工過(guò)程中產(chǎn)生的自由基。輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑的原料豐富，成本低；配方組成和制備工藝簡(jiǎn)單。因此，本發(fā)明所述輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑可以做到“綠色”生產(chǎn)和應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0012]本實(shí)施例公開(kāi)的是一種適宜深色PVC制品的PVC成型加工用輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑及其制備方法。
[0013]實(shí)施例1
鑭鎂水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑，按照重量份數(shù)計(jì)，鑭鎂水滑石100份，姜黃素10份，硬脂酸鈣20份。
[0014]將鑭鎂水滑石與硬脂酸鈣預(yù)混合均勻，在100 °C機(jī)械攪拌混合3小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為500 ±20轉(zhuǎn)/分鐘得到物料預(yù)混合物。物料預(yù)混合物冷卻至50 °C后，與姜黃素預(yù)混合均勻，在50 0C機(jī)械攪拌混合2小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。物料冷卻至室溫，即可得到鑭鎂水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑。
[0015]實(shí)施例2
鑭釹鎂水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑，按照重量份數(shù)計(jì)，取鑭鎂水滑石60份，釹鎂水滑石45份組成鑭釹鎂水滑石105份，姜黃素90份，硬脂酸鈣40份。
[0016]將鑭釹鎂水滑石105份與硬脂酸鈣預(yù)混合均勻，在120 0C機(jī)械攪拌混合3小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為700 ±20轉(zhuǎn)/分鐘得到物料預(yù)混合物。物料預(yù)混合物料冷卻至60 °C后，與姜黃素預(yù)混合均勻，在60 °C機(jī)械攪拌混合2小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘。物料冷卻至室溫，即可得到鑭釹鎂水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑。
[0017]實(shí)施例3
釹鎂水滑石/鈰銪鎂水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑，按照重量份數(shù)計(jì)，釹鎂水滑石40份，鈰銪鎂水滑石60份，姜黃素90份，硬脂酸鈣20份。
[0018]將釹鎂水滑石、鈰銪鎂水滑石與硬脂酸鈣預(yù)混合均勻，在110 °C機(jī)械攪拌混合3小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為600±20轉(zhuǎn)/分鐘得到物料預(yù)混合物。物料預(yù)混合物料冷卻至50 0C后，與姜黃素預(yù)混合均勻，在50 0C機(jī)械攪拌混合2小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘。物料冷卻至室溫，即可得到釹鎂水滑石/鈰銪鎂水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑。
[0019]實(shí)施例4
鈰鎂水滑石/鑭銪鎂水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑，按照重量份數(shù)計(jì)，鈰鎂水滑石60份，鑭銪鎂水滑石50份，姜黃素50份，硬脂酸鈣30份。
[0020]將鈰鎂水滑石、鑭銪鎂水滑石與硬脂酸鈣預(yù)混合均勻，在105 0C機(jī)械攪拌混合3小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為450±20轉(zhuǎn)/分鐘得到物料預(yù)混合物。物料預(yù)混合物料冷卻至50 0C后，與姜黃素預(yù)混合均勻，在50 0C機(jī)械攪拌混合2小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘。物料冷卻至室溫，即可得到鈰鎂水滑石/鑭銪鎂水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑。
[0021 ] 輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑在硬質(zhì)PVC中的應(yīng)用
PVC與輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑的配方物料按重量份數(shù)計(jì):PVC 100份，輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑3份。PVC和輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑預(yù)混合均勻，在4(T50 o C機(jī)械攪拌60~90分鐘，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為為800 ±20轉(zhuǎn)/分鐘。PVC與市售鈣鋅/鎂鋁水滑石復(fù)合穩(wěn)定劑配方物料的制備，與PVC/輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑體系相同。
[0022]參照GB/T2917-1982，對(duì)PVC配方物料進(jìn)行剛果紅實(shí)驗(yàn)，記錄剛果紅試紙開(kāi)始變藍(lán)的時(shí)間即為PVC靜態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間。平行測(cè)定3次取平均值。
[0023]采用轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)試PVC配方物料的流變性能，轉(zhuǎn)速35轉(zhuǎn)/分鐘，混煉器的三區(qū)溫度分別為185 °C、185 °C、185 °C，每次物料重量為64.0 g。平行測(cè)定3次取平均值。
[0024]PVC配方物料在開(kāi)放式混煉機(jī)上混煉10分鐘，平板壓片機(jī)上壓成4 mm的板材，利用萬(wàn)能制樣機(jī)制備所需的樣條，進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。拉伸性能按GB/T1041-2006測(cè)定，速率為10毫米/分鐘；沖擊強(qiáng)度按GB/T1843-1996在懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定。每組試樣平行測(cè)定5次取平均值。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例復(fù)合熱穩(wěn)定助劑對(duì)PVC性能的影響，與市售鈣鋅/鎂鋁水滑石復(fù)合穩(wěn)定劑的比較如下表所示。
【權(quán)利要求】
1.一種輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑，其特征在于，構(gòu)成熱穩(wěn)定助劑的原料組成及重量份數(shù)為:輕稀土-鎂水滑石:100~120份，姜黃素:20~90份，硬脂酸鈣:20~40份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑，其特征在于，所述的輕稀土水滑石為鑭鎂水滑石、釹鎂水滑石、鈰鎂水滑石、銪鎂水滑石、鑭釹鎂水滑石、鑭鈰鎂水滑石、鑭銪鎂水滑石、釹鈰鎂水滑石、釹銪鎂水滑石、鈰銪鎂水滑石中的一種或兩種。
3.—種權(quán)利要求1所述輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助劑的 制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)按重量份數(shù)計(jì)，將輕稀土-鎂水滑石與硬脂酸鈣預(yù)混合均勻，在10(T120°C機(jī)械攪拌混合3小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為400-800轉(zhuǎn)/分鐘，物料冷卻至4(T60 0C,得到物料預(yù)混合物； (2)按重量份數(shù)計(jì)，將姜黃素與步驟(1)所得物料預(yù)混合物混合均勻，在40-60°(:機(jī)械攪拌混合2小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為300-500轉(zhuǎn)/分鐘，物料冷卻至室溫，得到輕稀土水滑石-姜黃素復(fù)合熱穩(wěn)定助 劑。
【文檔編號(hào)】C08K5/098GK103740004SQ201410019828
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】李德玲, 張寧, 于靜, 王光榮 申請(qǐng)人:唐山師范學(xué)院