本发明专利技术公开一种改性水滑石及其制备方法和其在聚氯乙烯加工中的应用。所述制备方法包括如下步骤：(1)以水为溶剂，加入乳化剂、聚丙烯酸酯单体、引发剂常压下进行聚合反应形成乳液；(2)向步骤(1)生成的乳液中加入水滑石并进行搅拌，搅拌结束后经抽滤、水洗、干燥制得改性水滑石。所述改性水滑石中，聚丙烯酸酯包覆在水滑石上。该改性水滑石制备过程简单，用于聚氯乙烯的加工过程中能够明显提高聚氯乙烯的可塑性，而又不降低PVC的热稳定性及制品的性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种改性水滑石及其制备方法和其在聚氯乙烯加工中的应用，具体地说涉及一种包覆处理改性水滑石及其包覆处理方法和其在聚氯乙烯加工中的应用，属于聚氯乙烯加工助剂的范畴。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)具有良好的力学性能和耐腐蚀性，可以制成硬质、半硬质和软制品，满足各个方面PVC制品的加工需求。然而，PVC也存在着难以加工，高温加工过程中分子链断链释放出氯化氢气体，热稳定性差，硬制品抗冲击性能差等缺陷。为了克服这些缺点，改善PVC的加工性能和热稳定性，在PVC加工过程中需要添加各种加工助剂和热稳定剂，如丙烯酸酯类加工助剂(ACR、MBS等类型)、抗冲击改性剂氯化聚乙烯(CPE)、热稳定剂等，其中热稳定剂主要包括复合铅盐、稀土复合稳定剂、有机锡、液体钙-钡-锌及无毒钙锌复合稳定剂等主要类别，而无毒钙锌复合稳定剂是目前发展最快也最具发展前景的热稳定剂之一。水滑石作为无毒钙锌复合稳定剂的最重要的原料之一，其综合性能的优劣将直接影响到无毒钙锌稳定剂及PVC制品的性能。水滑石是一种属于阴离子型层状化合物。层间离子具有可交换性，利用层 状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交换性，将一些功能性物质引入层间空隙并将层板距离撑开从而形成层柱化合物。水滑石类化合物(LDHs)是一类具有层状结构的新型无机功能材料，LDHs的主体层板化学组成与其层板阳离子特性、层板电荷密度或者阴离子交换量、超分子插层结构等因素密切相关。一般来讲，只要金属阳离子具有适宜的离子半径(与Mg2+的离子半径0.072nm相差不大)和电荷数，均可形成LDHs层板。其化学组成可以表示为[M2+1-xM3+x(OH)2]x+(An)x/n·mH2O，其中M2+为Mg2+，Ni2+，Co2+，Zn2+，Cu2+等二价金属阳离子；M3+为Al3+，Cr3+，Fe3+，Sc3+等三价金属阳离子；An-为阴离子，如CO23-，NO3-，Cl-，OH-，SO42-，PO34-，C6H4(COO-)2等无机和有机离子以及络合离子。典型的LDHs是镁铝碳酸根型水滑石，分子式为：Mg6Al2(OH)16·4H2O。LDHs的结构非常类似于水镁石[Mg(OH)2]，由MgO八面体共用棱形成单元层，位于层上的Mg2+可在一定的范围内被Al3+同晶取代，使得层板带正电荷，层间有可交换的CO32-与层板上的正电荷平衡，使得LDHs的整体结构呈电中性。由于层板和层间阴离子通过氢键连接，使得LDHs层间阴离子具有可交换性。此外，在LDHs中存在层间水这些水分子可以在不破坏层状结构条件下除去。LDHs的层板由镁八面体和铝氧八面体组成。所以，水滑石LDHs具有较强的碱性。正是由于LDHs的这种结构特性，所以它可以在PVC高温加工降解过程中，有效地吸收PVC释放出的HCl，抑制HCl对PVC的进 一步降解，起到热稳定作用。一般认为，LDHs对PVC的热稳定机理是，LDHs的层间的阴离子与HCl的Cl-离子进行交换，达到吸收HCl的目的。同时，由于LDHs较强的碱性，它可以中和PVC降解过程中的HCl，而中和后LDHs的层柱结构遭到破坏，形成金属的氯化物，这样，和其他热稳定剂相比，LDHs可以更多吸收HCl，如果LDHs和有机锡，钙-锌复合稳定剂配合使用，对PVC的热稳定性具有良好的协同作用，显示更佳的热稳定效果。目前对于水滑石的研究越来越受到人们的关注，最先把水滑石推向市场的是日本的协和化学、韩国的信元等外国生产企业，最近几年国内广东、江西等地也陆续研制出不同性能的水滑石。国际专利申请WO2008050927(韩国信元公司)提出采用硬脂酸及多元醇处理水滑石获得较好的效果。美国专利US4710551(日本协和株式会社)提出采用油酸钠，十二烷基苯磺酸钠，胶体硅胶处理水滑石，并比较它们的热稳定性效果，稳定效果是油酸钠＞十二烷基苯磺酸钠＞胶体硅胶。中国专利CN101544783A(山东慧科公司)提出采用油酸钠处理水滑石，不过该专利提出的工艺不是在完全反应之后加入，而是混在配置的溶液中，也指出与最后加入工艺的效果基本相同。中国专利CN101070414(浙江大学)提出采用烷基膦酸处理水滑石，该专利认为烷基膦酸是一种比较好的分散剂。除此之外，还有人提出用高氯酸，聚乙二醇等处理水滑石，其目的均是为了改善水滑石在PVC中的分散性。上述水滑石的改性处理方法操作过程复杂，提高聚氯乙烯材料稳定性的同时会降低聚氯乙烯材料的可塑性。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种改性水滑石及其制备方法和其在聚氯乙烯加工中的应用。该改性水滑石制备过程简单，用于聚氯乙烯的加工过程中能够明显提高聚氯乙烯的可塑性，而又不降低PVC的热稳定性及制品的性能。本专利技术所要解决的技术问题之一为提供一种改性水滑石的制备方法，包括如下步骤：(1)以水为溶剂，加入乳化剂、聚丙烯酸酯单体、引发剂，常压下进行聚合反应形成乳液，其中，水、乳化剂、聚丙烯酸酯单体、引发剂的质量比为100：(3～6)：(300～500)：(0.4～3)；(2)向步骤(1)生成的乳液中加入水滑石并进行搅拌，水滑石的加入量使得水滑石占水滑石和乳液总质量的93％～99.5％，乳液温度为65-90℃，搅拌速度为150-300r/min，搅拌时间为0.5-1小时，搅拌结束后经抽滤、水洗、干燥制得改性水滑石。本专利技术方法中，所述的聚丙烯酸酯(ACR)单体优选为复合聚丙烯酸酯单体，优选包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯腈、丁二烯单体中的两种或两种以上，进一步优选聚丙烯酸酯单体为摩尔比为3.5～5.0：1的甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯混合单体、摩尔比为3.0～4.5：1的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯混合单体或摩尔比为1：95～100的苯乙烯和丙烯酸丁酯混合单体。本专利技术方法中，所述的乳化剂优选为十二烷基硫酸钠或十二烷基 苯磺酸钠。所述的引发剂优选为过氧化物或过硫化物，具体如过硫酸钾或异丙苯过氧化氢。本专利技术方法中，生成的乳液初级粒子粒径一般为0.03-0.08μm，粒子一般为球状的壳核结构。本专利技术方法中，所述的水滑石可以采用市售商品或者按照现有技术进行制备，优选采用共沉淀法制备，具体过程如下：(1)配制镁、铝混合盐或碱的溶液，所述盐或碱的金属还包括Ca2+或Zn2+，阴离子可以是SO42-、NO3-、Cl-、、PO33-、OH-中的至少一种；(2)配制氢氧化钠、碳酸钠和/或碳酸氢铵溶液；(3)步骤(1)和步骤(2)的溶液在常压高速搅拌下进行反应，反应后经密闭升温老化制得水滑石。本专利技术所要解决的技术问题之二为提供一种改性水滑石，所述水滑石采用以上方法制备，制得的改性水滑石中，聚丙烯酸酯包覆在水滑石上，按重量百分含量计，所述改性水滑石含有93.5～99.5％的水滑石，优选地，所述改性水滑石含有95.5～97.5％的水滑石。本专利技术所要解决的技术问题之三为提供上述改性水滑石载体在氯乙烯加工中的应用，物料组成及质量份数如下：PVC树脂100；硬脂酸钙0.2-0.4；硬脂酸锌0.8-1.2；抗氧剂0.05-0.15；聚乙烯蜡0.3-0.5；二酮化合物0.1-0.2；多元醇及其酯类0.1-0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改性水滑石的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)以水为溶剂，加入乳化剂、聚丙烯酸酯单体、引发剂，常压下进行聚合反应形成乳液，其中，水、乳化剂、聚丙烯酸酯单体、引发剂的质量比为100：3～6：300～500：0.4～3；(2)向步骤(1)生成的乳液中加入水滑石并进行搅拌，水滑石的加入量使得水滑石占水滑石和乳液总质量的93％～99.5％，乳液温度为65‑90℃，搅拌速度为150‑300r/min，搅拌时间为0.5‑1小时，搅拌结束后经抽滤、水洗、干燥制得改性水滑石。
【技术特征摘要】
1.一种改性水滑石的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)以水为溶剂，加入乳化剂、聚丙烯酸酯单体、引发剂，常压下进行聚合反应形成乳液，其中，水、乳化剂、聚丙烯酸酯单体、引发剂的质量比为100：3～6：300～500：0.4～3；(2)向步骤(1)生成的乳液中加入水滑石并进行搅拌，水滑石的加入量使得水滑石占水滑石和乳液总质量的93％～99.5％，乳液温度为65-90℃，搅拌速度为150-300r/min，搅拌时间为0.5-1小时，搅拌结束后经抽滤、水洗、干燥制得改性水滑石。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的聚丙烯酸酯单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯腈、丁二烯单体中的两种或两种以上。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述聚丙烯酸酯单体为摩尔比为3.5～5.0：1的甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯混合单体、摩尔比为3.0～4.5：1的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯混合单体或摩尔比为1：95～100的苯乙烯和丙烯酸丁酯混合单体。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的引发剂为过氧化物或过硫化物。6...
【专利技术属性】
技术研发人员：王兴为，沈杰，霍金生，
申请(专利权)人：河北精信化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
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