一种环保型钙锌复合稳定剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环保型钙锌复合稳定剂及其制备方法，所述的稳定剂由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：硬脂酸钙15‑25份、硬脂酸锌8‑15份、改性水滑石12‑20份、分散剂3‑6份、表面活性剂2‑5份、外润滑剂6‑12份、内润滑剂4‑8份、抗氧化剂0.8‑1.5份以及有机硅改性植物油2‑4份。与现有技术相比，本发明专利技术复合稳定剂具有优异的热稳定性，抑制初期着色能力强，稳定效果佳，剔除了传统热稳定剂存在的铅、镉、汞等有毒重金属成份，可有效改善材料的耐候性，制备方法简单，可控性好，连续生产周期长，适用于硬质PVC管材、型材，产品适用性广且不易引起硬质PVC制品变色，易于工业化推广应用。

An environmentally friendly calcium-zinc composite stabilizer and its preparation method

The invention relates to an environment-friendly calcium-zinc composite stabilizer and a preparation method thereof. The stabilizer is prepared from raw materials including 15 25 parts of calcium stearate, 8 15 parts of zinc stearate, 12 20 parts of modified hydrotalcite, 3 6 parts of dispersant, 2 5 parts of surfactant, 6 12 parts of external lubricant, 4 8 parts of internal lubricant and 0.8 1.5 parts of antioxidant. Organosilicon modified vegetable oil 2_4 copies. Compared with the existing technology, the composite stabilizer of the invention has excellent thermal stability, strong initial coloring inhibition ability and good stabilization effect. By eliminating the toxic heavy metals such as lead, cadmium and mercury existing in the traditional thermal stabilizer, the weatherability of the material can be effectively improved. The preparation method is simple, the controllability is good, the continuous production cycle is long, and it is suitable for rigid PVC pipes and profiles, and the product is applicable. It has a wide range of properties and is not easy to cause discoloration of rigid PVC products, and is easy to be industrialized and applied.

【技术实现步骤摘要】
一种环保型钙锌复合稳定剂及其制备方法
本专利技术属于材料化学
，涉及一种环保型钙锌复合稳定剂及其制备方法。
技术介绍
通常，在塑料加工过程中所采用的钙锌稳定剂是由钙盐、锌盐、润滑剂、抗氧剂等为主要组分采用特殊复合工艺而合成。它不但可以取代铅镉盐类和有机锡类等有毒稳定剂，而且具有相当好的热稳定性、光稳定性和透明性及着色力。钙锌稳定剂外观主要呈白色粉状、片状、膏状。粉状的钙锌稳定剂是作为应用最为广泛的无毒PVC稳定剂使用，常用于食品包装，医疗器械，电线电缆料等。目前国内已经出现可用于硬质管材的PVC钙锌稳定剂。与传统铅盐稳定剂相比，市面现有普通的钙锌稳定剂的热稳定性难以达到相应水平，而且润滑体系较难调整，原料选用及体系设计稍有不当，便会导致初期着色能力差、“锌烧”、析出、清模周期短等问题，进而严重影响其加工性能，这也使得市面现有普通的钙锌稳定剂存在连续生产运行周期短、生产稳定性差，且难以满足高速挤出要求、应用成本高等技术缺陷，在无强制性禁铅的行政命令前，大规模推广钙锌稳定剂的应用阻力较大。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于连续生产、热稳定性好、成本低廉，适用性广且不易引起PVC变色，并能有效杜绝污染变色反应的环保型钙锌复合稳定剂，以解决现有稳定剂加工性差和稳定性能单一的缺点，延长了稳定时间。本专利技术的另一个目的就是提供所述的环保型钙锌复合稳定剂的制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种环保型钙锌复合稳定剂，该稳定剂由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：硬脂酸钙15-25份、硬脂酸锌8-15份、改性水滑石12-20份、分散剂3-6份、表面活性剂2-5份、外润滑剂6-12份、内润滑剂4-8份、抗氧化剂0.8-1.5份以及有机硅改性植物油2-4份。所述的改性水滑石的制备方法包括以下步骤：步骤（I）：将水滑石置于乙醇溶液中，于400-600W的功率下，超声处理10-15min，离心分离，保留底部固体，重复3-5次，后经干燥，研磨，制得预处理水滑石；步骤（II）：将预处理水滑石加入水中，配制成10-15%的悬浮液，水浴加热至80℃，边搅拌边加入氯化十六烷基二甲基苄基季铵以及异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯，继续恒温搅拌反应2h，经超声振荡，抽滤，用去离子水洗涤至滤液中滴加硝酸银无沉淀产生，再经干燥、粉碎、过筛，制得改性前驱体；步骤（III）：按照摩尔比为6:1-3:2称取丙烯酸、丙烯酰胺以及2-丙烯酰胺基十四烷磺酸，先在冰浴条件下，边搅拌，边将NaOH溶液加入到丙烯酸中进行中和，控制丙烯酸中和度在75%，随后加入丙烯酰胺以及2-丙烯酰胺基十四烷磺酸，充分搅拌，直至单体完全溶解，制得反应单体溶液；步骤（IV）：按质量比为1:5将司盘-80加入到环戊烷中，通氮气，水浴加热至75℃，搅拌直至司盘-80完全溶解，制得油相；步骤（V）：将改性前驱体加入反应单体溶液中，充分搅拌，经超声分散，再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵，搅拌均匀，再于氮气氛围下加入到油相中，通氮气15min，随后进行反相悬浮复合反应，待反应结束后，冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛，即制改性水滑石。步骤（II）中所述的氯化十六烷基二甲基苄基季铵的用量为预处理水滑石质量的35-40%，所述的异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的用量为预处理水滑石质量的8-12%。所述的司盘-80的用量为三种反应单体总质量的0.2-0.8%，所述的N,N-亚甲基双丙烯酰胺的用量为三种反应单体总质量的0.01-0.02%，所述的过硫酸铵的用量为三种反应单体总质量的0.05-0.2%，所述的改性前驱体的用量为三种反应单体总质量的45-60%。所述的反相悬浮复合反应的条件为：于35-40℃下反应20min，后于45-50℃下反应25min，再于55-60℃下反应60min，最后于68-72℃下反应90min。所述的分散剂包括硬脂酸单甘油酯、油酸酰、聚乙二醇或硬脂酰胺中一种或几种，所述的表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚，所述的内润滑剂为脂肪醇二羧酸酯，所述的外润滑剂选自聚乙烯蜡或费托蜡中的一种或两种，所述的抗氧化剂选自β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯或四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯中一种或两种。所述的有机硅改性植物油的制备方法包括以下步骤：步骤（A）：将菜籽油18g加入反应器中，随后滴加6g质量浓度6%的氢氧化钾甲醇溶液，滴完后于75℃下反应1h，反应结束后洗涤至中性，除水干燥，得到脂肪酸甲酯；步骤（B）：于65℃下向10g脂肪酸甲酯、12ml乙酸和催化剂强酸性阳离子交换树脂的混合物中滴加H2O2溶液，其中H2O2与乙酸的摩尔比为1.2:1，滴完后保温反应2.5h，反应结束后洗涤至中性，除水干燥，即制得环氧改性菜籽油；步骤（C）：于58℃下向12g环氧改性菜籽油中滴加3ml乙酸，滴完后保温反应2h，反应结束后洗涤至中性，除水干燥，得到菜籽油醇；步骤（D）：将2.6ml三甲基氯化硅溶于无水乙醚中得到三甲基氯化硅的乙醚溶液，在冰水浴和氮气保护的条件下，向三甲基氯化硅的乙醚溶液中滴加菜籽油醇的乙醚溶液以及5.6ml三乙胺，滴完后于40℃反应2h，反应结束后洗涤至中性，旋蒸除去溶剂并真空干燥后，即制得有机硅改性植物油。所述的三甲基氯化硅与菜籽油醇的摩尔比为1:1，环氧化反应中催化剂的添加量为脂肪酸甲酯质量的3-5%，并且所述的强酸性阳离子树脂为国药集团化学试剂有限公司生产的732#阳离子交换树脂。一种环保型钙锌复合稳定剂的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤（1）：按以下组分及重量份进行备料：硬脂酸钙15-25份、硬脂酸锌8-15份、改性水滑石12-20份、分散剂3-6份、表面活性剂2-5份、外润滑剂6-12份、内润滑剂4-8份、抗氧化剂0.8-1.5份以及有机硅改性植物油2-4份；步骤（2）：按重量份将硬脂酸钙、硬脂酸锌、改性水滑石及有机硅改性植物油加入到搅拌釜中，搅拌加热至45-60℃，边搅拌边按重量份依次加入分散剂、表面活性剂、抗氧化剂，恒温搅拌30-60min，最后加入外润滑剂和内润滑剂，继续恒温搅拌25-35min，后冷却至室温即可。作为优选的技术方案，所述的搅拌的速率控制为2000-4000r/min。本专利技术组分中，所述的硬脂酸锌：(C17H35COO)2Zn，外观为白色粉末，无毒、无污染，抑制PVC材料的初期着色性及润滑性好，无硫化污染，但热稳定性能有限，形成的氯化锌对PVC有催化降解作用，可起到初期稳定化的作用；所述的硬脂酸钙：(C17H35COO)2Ca，外观为均匀细微白色粉末，有吸水性、无毒，相对于硬脂酸锌，其可起到长期稳定化的作用；在改性水滑石方面，通过反相悬浮聚合法在水滑石表面接枝丙烯酸/丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基十四烷磺酸三元共聚物，在丙烯酸/丙烯酰胺共聚物分子链上引入可提供大侧基的单体2-丙烯酰胺基十四烷磺酸，可显著提高丙烯酸/丙烯酰胺共聚物的热稳定性，使得改性水滑石具有优异的分散性，有效阻止水滑石粒子的团聚，表面活性剂可包覆在水滑石的表面，有效改善水滑石的表面性能，进一步提高改性水滑石在PVC制品中的分散性和相容性；而在有机硅改性植物油方面，通过对植本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型钙锌复合稳定剂，其特征在于，该稳定剂由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：硬脂酸钙15‑25份、硬脂酸锌8‑15份、改性水滑石12‑20份、分散剂3‑6份、表面活性剂2‑5份、外润滑剂6‑12份、内润滑剂4‑8份、抗氧化剂0.8‑1.5份以及有机硅改性植物油2‑4份。

【技术特征摘要】
1.一种环保型钙锌复合稳定剂，其特征在于，该稳定剂由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：硬脂酸钙15-25份、硬脂酸锌8-15份、改性水滑石12-20份、分散剂3-6份、表面活性剂2-5份、外润滑剂6-12份、内润滑剂4-8份、抗氧化剂0.8-1.5份以及有机硅改性植物油2-4份。2.根据权利要求1所述的一种环保型钙锌复合稳定剂，其特征在于，所述的改性水滑石的制备方法包括以下步骤：步骤（I）：将水滑石置于乙醇溶液中，于400-600W的功率下，超声处理10-15min，离心分离，保留底部固体，重复3-5次，后经干燥，研磨，制得预处理水滑石；步骤（II）：将预处理水滑石加入水中，配制成10-15%的悬浮液，水浴加热至80℃，边搅拌边加入氯化十六烷基二甲基苄基季铵以及异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯，继续恒温搅拌反应2h，经超声振荡，抽滤，用去离子水洗涤至滤液中滴加硝酸银无沉淀产生，再经干燥、粉碎、过筛，制得改性前驱体；步骤（III）：按照摩尔比为6:1-3:2称取丙烯酸、丙烯酰胺以及2-丙烯酰胺基十四烷磺酸，先在冰浴条件下，边搅拌，边将NaOH溶液加入到丙烯酸中进行中和，控制丙烯酸中和度在75%，随后加入丙烯酰胺以及2-丙烯酰胺基十四烷磺酸，充分搅拌，直至单体完全溶解，制得反应单体溶液；步骤（IV）：按质量比为1:5将司盘-80加入到环戊烷中，通氮气，水浴加热至75℃，搅拌直至司盘-80完全溶解，制得油相；步骤（V）：将改性前驱体加入反应单体溶液中，充分搅拌，经超声分散，再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵，搅拌均匀，再于氮气氛围下加入到油相中，通氮气15min，随后进行反相悬浮复合反应，待反应结束后，冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛，即制改性水滑石。3.根据权利要求2所述的一种环保型钙锌复合稳定剂，其特征在于，步骤（II）中所述的氯化十六烷基二甲基苄基季铵的用量为预处理水滑石质量的35-40%，所述的异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的用量为预处理水滑石质量的8-12%。4.根据权利要求2所述的一种环保型钙锌复合稳定剂，其特征在于，所述的司盘-80的用量为三种反应单体总质量的0.2-0.8%，所述的N,N-亚甲基双丙烯酰胺的用量为三种反应单体总质量的0.01-0.02%，所述的过硫酸铵的用量为三种反应单体总质量的0.05-0.2%，所述的改性前驱体的用量为三种反应单体总质量的45-60%。5.根据权利要求2所述的一种环保型钙锌复合稳定剂，其特征在于，所述的反相悬浮复合反应的条件为：于35-40℃下反应20min，后于45-50℃下反应25min，再于55-60℃下反应60min，最后于68-72℃下反应90min。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兆弟，
申请(专利权)人：东莞浩联新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44