本发明专利技术提出了一种用于PVC热稳定剂的改性水铝钙石及其清洁制备方法。该方法包括：（1）将碳酸钠溶于水中，加入氢氧化钙和氢氧化铝，搅拌条件下在50～100℃反应0.5～3小时；（2）加入环氧大豆油，在50～100℃继续反应5～20小时，将反应得到的固体物脱水干燥后，得到改性水铝钙石。本发明专利技术以环氧大豆油为表面改性剂和分散剂，制备的改性水铝钙石粒径较小，且对PVC的热稳定性能优异。此外，本发明专利技术提供的改性水铝钙石制备方法具有原材料成本低、工艺过程简单、原子利用率高和零排放等优势。
Modified calcium aluminite for PVC thermal stabilizer and its clean preparation method
The invention provides a modified calcium aluminite for PVC heat stabilizer and a clean preparation method thereof. The method comprises the following steps: (1) dissolving sodium carbonate in water, adding calcium hydroxide and aluminum hydroxide, reacting for 0.5-3 hours at 50-100 (?) C under stirring conditions; (2) adding epoxy soybean oil, reacting for 5-20 hours at 50-100 (?) C, dehydrating and drying the solid obtained by the reaction, and then obtaining modified bauxite. The invention takes epoxy soybean oil as surface modifier and dispersant, and the modified calcium hydrate prepared by the method has small particle size and excellent thermal stability to PVC. In addition, the preparation method of the modified calcium hydrate provided by the invention has the advantages of low raw material cost, simple process, high atom utilization rate and zero emission, etc.
【技术实现步骤摘要】
用于PVC热稳定剂的改性水铝钙石及其清洁制备方法
本专利技术涉及无机功能材料领域，特别涉及一种用于PVC热稳定剂的改性水铝钙石及其清洁制备方法。
技术介绍
水铝钙石是一种阴离子粘土，具有层状结构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。水铝钙石对聚氯乙烯（PVC）具有热稳定性，原因在于水铝钙石可与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。水铝钙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、设备投资小和产量大等优势，最早应用于生产水铝钙石，也是目前工业生产水铝钙石的主要方法。然而，水铝钙石的共沉淀法制备工艺采用可溶性的金属盐、氢氧化钠和碳酸钠为原料，会生成大量的高浓度含盐（如氯化钠、硫酸钠和硝酸钠等）废水，造成严重的环境污染，导致水铝钙石行业的进一步发展受到限制。近年来，研究人员开发了以金属氢氧化物为原料的水铝钙石清洁制备方法（段雪等，CN1994888；苏继新等，CN104261444；宋家庆等，CN101905861；蒋平平等，CN105802070），有效避免了含盐废水的生成与排放，并能提升生产效率，降低生产成本。然而，现有技术方案在水铝钙石的清洁制备工艺中一般没有引入改性剂，或只添加了传统的羧酸、羧酸盐、磺酸、磺酸盐等改性剂，制备的水铝钙石对PVC的热稳定性能有待进一步提升。因此，开发新的表面改性水铝钙石的清洁制备方法，以实现水铝钙石制备工艺中的零排放，降低生产成本，并显著提升水铝钙石对PVC的热稳定性能，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热稳定剂的改性水铝钙石及其清洁制备方法，该方法具有原材料成本低、工艺过程简单、原子利用率高和零排放等优势，且制备的改性水铝钙石与PVC的相容性好，并能显著改善PVC的热稳定性能。为了实现以上目的，本专利技术采取的技术方案是提供一种改性水铝钙石的清洁制备方法，包括以下步骤：（1）将碳酸钠溶于水中，加入氢氧化钙和氢氧化铝，搅拌条件下在50～100℃反应0.5～3小时；其中，氢氧化钙与氢氧化铝的摩尔比为2～4：1，氢氧化铝与碳酸钠的摩尔比为3.5～4.5：1，氢氧化铝与水的质量比为1：10～200；（2）加入环氧大豆油，在50～100℃继续反应5～20小时，将反应得到的固体物脱水干燥后，得到改性水铝钙石。进一步的，环氧大豆油与氢氧化铝的质量比为0.5～3：10。所述改性水铝钙石由氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钠通过水热法制成，其特征在于，所述改性水铝钙石的表面还附着有环氧大豆油。本专利技术以环氧大豆油为表面改性剂和分散剂，实现由氢氧化钙、氢氧化铝与碳酸钠清洁制备改性水铝钙石，此方法具有原材料成本低、工艺过程简单、原子利用率高和零排放等优势。其中，环氧大豆油既能起分散剂的作用，抑制生成的水铝钙石粒子聚集，避免粒径过度增大，又能通过分子结构中的环氧基团与水铝钙石表面丰富的羟基相互作用，附着在水铝钙石表面，起表面改性的作用。本专利技术涉及的环氧大豆油改性水铝钙石与PVC的相容性好，并对改善PVC的热稳定性能表现优异。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热稳定剂的改性水铝钙石的清洁制备方法，该方法制备得到的改性水铝钙石用于作为PVC热稳定剂的组分。一般情况下，现有技术中用于PVC热稳定剂的水铝钙石的结构通式为Ca2+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）将碳酸钠溶于水中，加入氢氧化钙和氢氧化铝，搅拌条件下在50～100℃反应0.5～3小时；其中，氢氧化钙与氢氧化铝的摩尔比为2～4：1，氢氧化铝与碳酸钠的摩尔比为3.5～4.5：1，氢氧化铝与水的质量比为1：10～200；（2）加入环氧大豆油，在50～100℃继续反应5～20小时，将反应得到的固体物脱水干燥后，得到改性水铝钙石。根据前述水铝钙石结构通式中的x值，选择相应剂量的氢氧化钙、氢氧化铝与碳酸钠。优选环氧大豆油与氢氧化铝的质量比为0.5～3：10。根据前述方法制备的改性水铝钙石由氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钠通过水热法制成，所述改性水铝钙石的表面还附着有环氧大豆油。本专利技术以环氧大豆油为表面改性剂和分散剂，实现由氢氧化钙、氢氧化铝与碳酸钠清洁制备改性水铝钙石。其中，环氧大豆油既能起分散剂的作用，抑制生成的水铝钙石粒子聚集，避免粒径过度增大，又能通过分子结构中的环氧基团与水铝钙石表面丰富的羟基相互作用，附着在水铝钙石表面，起表面改性的作用。本专利技术的制备工艺过程简单、原材料成本低、原子利用率高，并能实现零排放。涉及的环氧大豆油改性水铝钙石与PVC的相容性好，并对改善PVC的热稳定性能表现优异。制备过程无需任何特殊设备，采用常规设备即可制备出对PVC具有优异热稳定性的水铝钙石产品，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改性水铝钙石的清洁制备方法及应用。实施例1将2.65gNa2CO3（0.025mol）溶于水中配制成300mL的溶液，加入14.8g氢氧化钙（0.2mol）和7.8g氢氧化铝（0.1mol），搅拌条件下在80℃反应2小时；加入1.35g环氧大豆油，在80℃继续反应15小时，将反应得到的固体物脱水干燥后，得到环氧大豆油改性水铝钙石。实施例2将2.55gNa2CO3（0.024mol）溶于水中配制成200mL的溶液，加入14.8g氢氧化钙（0.2mol）和7.8g氢氧化铝（0.1mol），搅拌条件下在90℃反应1.5小时；加入1.15g环氧大豆油，在90℃继续反应13小时，将反应得到的固体物脱水干燥后，得到环氧大豆油改性水铝钙石。实施例3将2.44gNa2CO3（0.023mol）溶于水中配制成500mL的溶液，加入14.8g氢氧化钙（0.2mol）和7.8g氢氧化铝（0.1mol），搅拌条件下在100℃反应0.5小时；加入0.65g环氧大豆油，在100℃继续反应5小时，将反应得到的固体物脱水干燥后，得到环氧大豆油改性水铝钙石。实施例4将2.65gNa2CO3（0.025mol）溶于水中配制成1200mL的溶液，加入22.2g氢氧化钙（0.3mol）和7.8g氢氧化铝（0.1mol），搅拌条件下在50℃反应2.5小时；加入1.7g环氧大豆油，在80℃继续反应17小时，将反应得到的固体物脱水干燥后，得到环氧大豆油改性水铝钙石。实施例5将2.97gNa2CO3（0.028mol）溶于水中配制成1500mL的溶液，加入29.6g氢氧化钙（0.4mol）和7.8g氢氧化铝（0.1mol），搅拌条件下在70℃反应2.5小时；加入2.1g环氧大豆油，在50℃继续反应20小时，将反应得到的固体物脱水干燥后，得到环氧大豆油改性水铝钙石。实施例6将实施例1中与产物分离后的水用于下一批次的改性水铝钙石制备，制备条件与实施例1相同，仅将Na2CO3的用量改为使反应体系的pH值与实施例1相同。比较例本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于PVC热稳定剂的改性水铝钙石的清洁制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将碳酸钠溶于水中，加入氢氧化钙和氢氧化铝，搅拌条件下在50～100℃反应0.5～3小时；其中，氢氧化钙与氢氧化铝的摩尔比为2～4：1，氢氧化铝与碳酸钠的摩尔比为3.5～4.5：1，氢氧化铝与水的质量比为1：10～200；（2）加入环氧大豆油，在50～100℃继续反应5～20小时，将反应得到的固体物脱水干燥后，得到改性水铝钙石。
【技术特征摘要】
1.一种用于PVC热稳定剂的改性水铝钙石的清洁制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将碳酸钠溶于水中，加入氢氧化钙和氢氧化铝，搅拌条件下在50～100℃反应0.5～3小时；其中，氢氧化钙与氢氧化铝的摩尔比为2～4：1，氢氧化铝与碳酸钠的摩尔比为3.5～4.5：1，氢氧化铝与水的质量比为1：10～200；（2）加入环氧大豆油，在50～100℃...
【专利技术属性】
技术研发人员：周喜，张超，袁浩坤，
申请(专利权)人：邵阳学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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