一种Ｍｇ－Ｃａ－Ｚｎ－Ａｌ四元类水滑石热稳定剂，所含的三种二价金属离子为Ｍｇ↑［２＋］、Ｃａ↑［２＋］、Ｚｎ↑［２＋］，三价金属离子为Ａｌ↑［３＋］，阴离子为ＣＯ↓［３］↑［２－］，化学组成式为： Ｍｇ↓［ａ］Ｃａ↓［ｂ］Ｚｎ↓［ｃ］Ａｌ↓［ｄ］（ＯＨ）↓［２］（ＣＯ↓［３］）↓［ｄ／２］·ｍＨ↓［２］Ｏ 式中：ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１ ａ／ｄ＝２～４ ｂ／ｄ＝０．０５～０．５ ｃ／ｄ＝０．０５～０．５ ｏ＜ｍ＜１。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于聚氯乙烯树脂的热稳定剂，特别是一种 Mg-Ca-Zn-Al四元类水滑石热稳定剂。
技术介绍
含氯树脂，特别是聚氯乙烯(PVC)是最早被开发的热塑性塑料，是理 想的替代钢木材料，用途广泛。但热稳定性差是其突出缺点，必须在加工 过程中加入热稳定剂。热稳定剂的品种虽然不少，但大多有毒性，或虽然 毒性稍低但价格昂贵，少数几种无毒热稳定剂的性能又欠佳。开发一种价 格适中、环保性好、无毒、无嗅、热稳定性优良的热稳定剂具有重大意义。水滑石(Hydrotalcite)本是天然形成的具有层状结构的阴离子粘土 矿，层片结构与水镁石(Mg(0H)2)相似，当水镁石的部分Mg2+离子被Al3+ 离子同晶置换时，片层就带有剩余正电荷，藉片层间的碳酸根阴离子平衡， 形成水滑石。天然水滑石的化学式为Mg6Al2(0H)16C03 4H20。当水滑石中的 Mg"或Al3+被其它2价或3价金属离子取代，或层片间的C032—被其它阴离子 取代时，就形成了类水滑石(Hydrotalcite-Like Compound HTLC)。不含有 毒元素的水滑石与类水滑石无毒、无嗅，其金属氢氧化物层片具有碱性， 和层片间的CO,均能吸收PVC降解时释放的HC1，能抑制HC1对PVC降解的 自动催化作用，因而对PVC具有热稳定作用。日本首先将Mg-Al水滑石用作PVC热稳定剂。日本公开特许公报昭 60-184536 (1985)以水滑石替代部分有机锡用作PVC稳定剂，不但降低了 成本，还成倍延长了稳定时间。中国专利CN1590439A提供了一种Mg-Al 二元水滑石与钙皂、锌皂混合而成的水滑石基复合稳定剂。该专利称每100份含氯高聚物中添加0. 1 10 份该复合稳定剂、180士rC的环境下高聚物的热稳定时间达到80 220分 钟。中国专利CN1769355A提供了一种含双键的有机阴离子插层水滑石。该 水滑石含有1种或2种二价金属离子，和一种三价金属离子，即二元或三 元水滑石或类水滑石与钙皂、锌皂混合后作为PVC的稳定剂。该专利称， 由于插层阴离子的双键能与PVC分解产物的共轭双键反应而提高了 PVC的 长期热稳定性。该专利强调为了制备该插层水滑石，需先制备硝酸根型水 滑石前体，制备水滑石前体时所有用水均为脱C02的去离子水，反应及晶化 需在氮气保护下进行，插层反应需在有机溶剂乙二醇中进行，按实施例核 算插层用有机酸用量约为理论量的2-5倍。这样势必延长生产流程，使过 程复杂，加大建设投资，原料及动力费用大幅度上升。乙二醇与马来酸等 有机不饱和酸均属有毒品，会引起环境保护、劳动保护等方面的系列问题， 这一切最终均导致生产成本的增高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含三种二价金属离子和一种三价金属离子的 Mg-Ca-Zn-Al四元类水滑石热稳定剂，以利于提高PVC的产品质量，降低生 产成本，是一种环保型热稳定剂。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种Mg-Ca-Zn-Al四 元类水滑石热稳定剂，所含的三种二价金属离子为Mg"、 Ca2+、 Zn2+，三价金 属离子为A13、阴离子为CO/—，化学组成式为Mga Cab Znc Ald (OH) 2 (C03) d,2 mH20 式中a+b+c+d =1a/d = 2 4b/d = 0. 05 0. 5c/d = 0. 05 0. 5o < m < 1还提供一种上述热稳定剂的制备方法，其步骤如下a) 混合盐溶液的配制将镁、锌、铝的可溶性盐按设定的金属元素的物质量比例a:c:d为2 4 : 0. 05 0. 5 : 1先后加入搅拌着的60士5。C水中，配成混合盐溶液，三种 金属离子的总浓度为1. 5 2. 5mol/L;b) 钙盐溶液配制将可溶性转盐溶于水中，用量按钙与铝的物质量比b:d为0.05 0.5 :1，浓度为0. 4 1. 0mol/L;c) 混合碱液配制将NaOH和Na2C03溶于水中，配成混合碱溶液，NaOH的用量为上述四种 金属离子的总摩尔数的2 2. 5倍，Na2C03的用量为铝离子摩尔数的1/2 5/7， 混合碱液中的氢氧根的浓度为3. 7 5. 5mol/L;d) 常压反应将镁、锌、铝的混合盐溶液倾入快速搅拌着的60土5。C混合碱液中，随 即将步骤b的钙盐溶液倾入其中，升温到95 97"C，保持3小时；e) 加压陈化密闭反应器，升温到120士5。C，陈化3小时后，降温至75匸以下；f) 后处理将步骤e反应器中得到的浆料过滤，洗涤至PH二7 8，干燥、粉碎， 得Mg-Ca-Zn-Al四元类水滑石粉体。本专利技术的效果是该热稳定剂性能比二元水滑石更加优异，该制法工艺 简单、投资少、成本低。生产中不涉及有害物质，无环境污染。用刚果红 法和热烘法测试了四元类水滑石对提高PVC热稳定性的效果，与二元Mg-Al水滑石比较，在180±1°。下该四元类水滑石的热稳定时间延长29 54%。 附图说明图1为本专利技术产品的X射线衍射图谱。 具体实施例方式结合实施例对本专利技术的Mg-Ca-Zn-Al四元类水滑石热稳定剂加以说明。 本专利技术的Mg-Ca-Zn-Al四元类水滑石热稳定剂，所含的三种二价金属离子为Mg"、 Ca2+、 Zn2+，三价金属离子为Al3+，阴离子为C0广，化学组成式为Mga Cab Znc Ald (OH)2(C03)d/2 mH20 式中a+b+c+d =1 a/d 二 2 4 b/d 二 0. 05 0.5 c/d 二 0. 05 0. 5 o < m < 1 上述热稳定剂的制备方法，其步骤如下a) 混合盐溶液的配制将镁、锌、铝的可溶性盐按设定的金属元素的物质量比例a:c:d为2 4 : 0. 05 0. 5 : 1先后加入搅拌着的60士5。C水中，配成混合盐溶液，三种 金属离子的总浓度为1. 5 2. 5mol/L;b) 钙盐溶液配制将可溶性钙盐溶于水中，用量按钙与铝的物质量比b:d为0.05 0.5 :l，浓度为O. 4 1.0mol/L;c) 混合碱液配制将NaOH和Na2C03溶于水中，配成混合碱溶液，NaOH的用量为上述四种 金属的总摩尔数的2 2. 5倍，Na2C03的用量为铝离子摩尔数的l/2 5/7，混合碱液中的氢氧根的浓度为3. 7 5. 5mol/L;d) 常压反应将镁、锌、铝的混合盐溶液倾入快速搅拌着的60士5。C混合碱液中，随 即将步骤b的钙盐溶液倾入其中，升温到95 97'C，保持3小时；e) 加压陈化密闭反应器，升温到120士5'C，陈化3小时后，降温至75"C以下；f) 后处理将步骤e反应器中得到的浆料过滤，洗涤至PH=7 8，干燥、粉碎， 得Mg-Ca-Zn-Al四元类水滑石粉体。所合成上述的粉体产品的X射线衍射(XRD)图谱如图l所示。图谱基 线平稳，水滑石晶面的特征衍射峰的峰形窄尖，说明具有较好的结晶度， 层间距d。。3=0. 78nm。用刚果红法和热烘法测定了采用诸实施例和对比例制备的各种类水滑 石和水滑石的热稳定性时间。刚果红法按GB2917-82测定，将PVC (SG3)与四元类水滑石或Mg-Al 二元水滑石按质量比100 : 5充分研磨混匀后装入试管中，置于180本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｍｇ－Ｃａ－Ｚｎ－Ａｌ四元类水滑石热稳定剂，所含的三种二价金属离子为Ｍｇ↑［２＋］、Ｃａ↑［２＋］、Ｚｎ↑［２＋］，三价金属离子为Ａｌ↑［３＋］，阴离子为ＣＯ↓［３］↑［２－］，化学组成式为：Ｍｇ↓［ａ］Ｃａ↓［ｂ］Ｚｎ↓［ｃ］Ａｌ↓［ｄ］（ＯＨ）↓［２］（ＣＯ↓［３］）↓［ｄ／２］·ｍＨ↓［２］Ｏ式中：ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１ａ／ｄ＝２～４ｂ／ｄ＝０．０５～０．５ｃ／ｄ＝０．０５～０．５ｏ＜ｍ＜１。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周为民，赵刚，刘凤举，
申请(专利权)人：天津昊华化工有限公司，
类型：发明
国别省市：12
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