一种用于PVC热稳定剂的复合改性水滑石及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种用于PVC热稳定剂的复合改性水滑石及其制备方法。该方法包括：（1）将聚乙二醇、可溶性的镁盐及水混合配成盐溶液，将NaAlO

Composite Modified Hydrotalcite used for PVC heat stabilizer and preparation method thereof

The invention provides a composite modified hydrotalcite compound used for PVC heat stabilizer and a preparation method thereof. The method comprises the following steps: (1) mixing polyethylene glycol, soluble magnesium salt and water into a salt solution, and applying NaAlO

【技术实现步骤摘要】
一种用于PVC热稳定剂的复合改性水滑石及其制备方法
本专利技术涉及无机功能材料领域，特别涉及一种用于PVC热稳定剂的复合改性水滑石及其制备方法。
技术介绍
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，原因在于水滑石可与PVC降解过程中产生的HCl发生反应，有效抑制HCl对PVC进一步降解的催化作用。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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于PVC热稳定剂的复合改性水滑石的制备方法，该方法得到的复合改性水滑石可显著改善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。本专利技术用于PVC热稳定剂的复合改性水滑石的制备方法，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，得到复合改性水滑石。所述步骤（1）聚乙二醇的浓度为0.4～1.0wt%，镁盐中的[Mg2+]=0.5～2.0mol/L。在进一步的技术方案中，n(NaAlO2)/n(Mg2+)=0.25～0.5；n(NaOH)/n(Mg2+)=0.8～1.0；n(Na2CO3)/n(Mg2+)=0.4～0.6。所述将盐溶液和碱溶液混合具体为：将盐溶液和碱溶液加入反应釜中，保持反应温度为20～90℃，持续搅拌反应0.5～2h，保持混合液pH=9～11。所述尿嘧啶与聚乙二醇的质量比为0.6～2。所述在混合液中加入尿嘧啶后还包括步骤：升温至80～150℃，晶化4～20h。所述镁盐为氯化镁、硫酸镁或硝酸镁。本专利技术的另一个目的还提供一种用于PVC热稳定剂的复合改性水滑石，所述复合改性水滑石由镁盐与NaAlO2、NaOH和Na2CO3通过共沉淀法制成，所述复合改性水滑石上还附着有聚乙二醇和尿嘧啶。本专利技术采用聚乙二醇和尿嘧啶对水滑石进行复合改性。聚乙二醇对水滑石具有较好的亲和性，成核过程中形成的水滑石粒子经聚乙二醇包覆后，可避免水滑石粒子之间的聚集，从而达到控制其粒径的目的。然而，聚乙二醇具有一定的乳化能力，使水滑石生产工序中的脱水相对困难，滤饼含水量较高，从而导致干燥工序中的能耗升高，且在干燥过程中容易引发水滑石的粒径增大。此外，由于本专利技术的尿嘧啶也能吸附在水滑石粒子的表面，与水滑石的表面存在相互作用，并可抑制聚乙二醇的乳化能力，使水滑石的脱水变得容易，从而显著降低干燥能耗，并避免水滑石粒径的过度增大。通过聚乙二醇和尿嘧啶的协同作用，经复合改性的水滑石能显著改善PVC的热稳定性。本专利技术的制备过程简单，无需任何特殊设备，采用常规设备即可制备出对PVC制品具有优异热稳定性的水滑石产品，具有易于实施的优点。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属
的技术人员而言，从对本专利技术的详细说明中，本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。本专利技术提供一种用于PVC热稳定剂的复合改性水滑石的制备方法，该方法制备得到的复合改性水滑石用于作为PVC热稳定剂的组分。一般情况下，现有技术中用于PVC热稳定剂的水滑石的结构通式为Mg2+1-xAl3+x(OH)2(CO32-)x/2•mH2O，其中，0.2≤x≤0.33，m为结晶水数目，1≤m≤4。前述制备方法包括以下步骤：（1）将聚乙二醇、可溶性的镁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，得到复合改性水滑石。在步骤（1）中，聚乙二醇可以选用聚乙二醇400、聚乙二醇300、聚乙二醇200或聚乙二醇600等，镁盐优选为氯化镁、硫酸镁或硝酸镁。盐溶液中，优选聚乙二醇的浓度为0.4～1.0wt%，镁盐中的[Mg2+]=0.5～2.0mol/L，以便于反应快速且完全进行。应当清楚，本领域技术人员也可以配备其它浓度的盐溶液。优选配备的碱溶液与盐溶液的体积相同。此外，根据前述水滑石结构通式中的x值，选择相应剂量的NaAlO2、NaOH及Na2CO3。优选n(NaAlO2)/n(Mg2+)=0.25～0.5；n(NaOH)/n(Mg2+)=0.8～1.0；以及n(Na2CO3)/n(Mg2+)=0.4～0.6。本领域技术人员也可以配备其它浓度的碱溶液。步骤（2）中将盐溶液和碱溶液混合具体为：将盐溶液和碱溶液加入反应釜中，保持反应温度为20～90℃，持续搅拌反应0.5～2h，保持混合液pH=9～11。盐溶液和碱溶液可在大体相同的流速下加入反应釜中，并可通过控制滴定的流速来控制混合液的PH值。混合液中加入的尿嘧啶与聚乙二醇的质量比为0.6～2，并可在加入尿嘧啶后继续搅拌反应0.2～1h。此外，混合液中加入尿嘧啶后，还包括升温晶化的步骤，即升温至80～150℃，晶化4～20h，使水滑石的晶体结构生长完善。此后，可将沉淀物脱水，洗涤至滤液pH=7～8，所得固体经干燥、粉碎后即为复合改性水滑石。本专利技术采用聚乙二醇和尿嘧啶对水滑石进行复合改性。聚乙二醇对水滑石具有较好的亲和性，成核过程中形成的水滑石粒子经聚乙二醇包覆后，可避免水滑石粒子之间的聚集，从而达到控制其粒径的目的。然而，聚乙二醇具有一定的乳化能力，使水滑石生产工序中的脱水相对困难，滤饼含水量较高，从而导致干燥工序中的能耗升高，且在干燥过程中容易引发水滑石的粒径增大。此外，由于本专利技术的尿嘧啶也能吸附在水滑石粒子的表面，与水滑石的表面存在相互作用，并可抑制聚乙二醇的乳化能力，使水滑石的脱水变得容易，从而显著降低干燥能耗，并避免水滑石粒径的过度增大。通过聚乙二醇和尿嘧啶的协同作用，经复合改性的水滑石能显著改善PVC的热稳定性。本专利技术的制备过程简单，无需任何特殊设备，采用常规设备即可制备出对PVC制品具有优异热稳定性的水滑石产品，具有易于实施的优点。下面将以几个典型实施例和比较例来说明本专利技术用于PVC热稳定剂的复合改性水滑石的制备方法。实施例1将0.3mol氯化镁与2.1g聚乙二醇400溶于水中配制成3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于PVC热稳定剂的复合改性水滑石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将聚乙二醇、可溶性的镁盐及水混合配成盐溶液，将NaAlO

【技术特征摘要】
1.一种用于PVC热稳定剂的复合改性水滑石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将聚乙二醇、可溶性的镁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，得到复合改性水滑石。2.根据权利要求1所述的用于PVC热稳定剂的复合改性水滑石的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）聚乙二醇的浓度为0.4～1.0wt%，镁盐中的[Mg2+]=0.5～2.0mol/L。3.根据权利要求2所述的用于PVC热稳定剂的改性水滑石的制备方法，其特征在于，n(NaAlO2)/n(Mg2+)=0.25～0.5；n(NaOH)/n(Mg2+)=0.8～1.0；n(Na2CO3)/n(Mg2+)=0.4～0.6。4.根据权利要求1所述的用于PVC热稳定剂的复合改性水滑石的制备方法，其特征在于，所述将盐溶液和碱溶液混合具...

【专利技术属性】
技术研发人员：周喜，袁浩坤，蒋邵武，
申请(专利权)人：邵阳天堂助剂化工有限公司，邵阳学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43