一种复合钙锌热稳定剂组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种复合钙锌热稳定剂组合物及其制备方法和应用。本发明专利技术的复合钙锌热稳定剂组合物，包括如下重量份的组分：钙锌热稳定剂10份，改性气相二氧化硅0.2～2份，端羟基己二酸季戊四醇酯0.2～2份；所述改性气相二氧化硅为硅烷偶联剂修饰的气相二氧化硅。端羟基己二酸季戊四醇酯具有与PVC的良好相容性，在提升热稳定性能的同时，还减少了热稳定剂的析出；经过硅烷偶联剂修饰的改性气相二氧化硅表面具有硅烷醇基团，使得其极易吸附能与硅烷醇基团形成氢键的物质。本发明专利技术通过改性气相二氧化硅、端羟基己二酸季戊四醇酯与钙锌热稳定剂的配合使用、协同增效，获得了热稳定性优异的复合钙锌热稳定剂组合物。复合钙锌热稳定剂组合物。

【技术实现步骤摘要】
一种复合钙锌热稳定剂组合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及PVC热稳定剂
，更具体的，涉及一种复合钙锌热稳定剂组合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]PVC管道具有优异的阻燃性、耐磨性、耐化学腐蚀性、力学性能、电绝缘性等优点，在工业、建筑、市政、农业等领域得到了广泛应用。PVC分子链中存在叔氯、叔氢结构，其键能较低，极易脱除HCl产生自由基，造成PVC分子链不稳定，其在O2、高温、光照条件下会降解老化。PVC树脂的分解温度为130℃左右，但PVC树脂成型温度在180℃以上，因此，为了实现PVC树脂的可加工性，需要在PVC材料体系中加入热稳定剂。
[0003]钙锌类稳定剂是公认的无毒、环保型热稳定剂，在PVC管道实际生产过程中，加入钙锌热稳定剂可提升PVC树脂的热稳定性能，减缓其降解、变色过程。中国专利申请CN1624040A公开了一种给水用UPVC管件的粒料，由PVC树脂、钙锌热稳定剂、加工助剂、润滑剂、抗冲改性剂等组成，提高了PVC
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U料的热稳定性。
[0004]然而，钙锌热稳定剂虽然可以有效抑制PVC材料的初期降解和着色，但仍有如下缺陷：钙锌热稳定剂在长时间的热加工下，极易析出，形成模具流道结垢、定径套凝霜，不仅严重影响管材外观和物理力学性能，更使得PVC材料的热稳定性能劣化；在热加工后期，钙锌热稳定剂生成的ZnCl2具有极强的催化脱HCl作用，使得PVC分子链不稳定，易出现降解，且材料颜色变深。因此，单独使用钙锌热稳定剂对PVC的长效热稳定性能提升有限，需要开发出一种复合钙锌热稳定剂组合物，能够有效延长PVC管道材料的热稳定时间。

技术实现思路

[0005]本专利技术为克服上述现有技术所述的长效热稳定性差的缺陷，提供一种复合钙锌热稳定剂组合物，该复合钙锌热稳定剂组合物包括改性气相二氧化硅、端羟基己二酸季戊四醇酯与钙锌热稳定剂，能够有效延长PVC管道材料的热稳定时间，对PVC具有优异的长效热稳定效果。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供上述复合钙锌热稳定剂组合物的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供上述复合钙锌热稳定剂组合物在PVC管道材料中的应用。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0009]一种复合钙锌热稳定剂组合物，包括如下重量份的组分：
[0010]钙锌热稳定剂10份，改性气相二氧化硅0.2～2份，端羟基己二酸季戊四醇酯0.2～2份；
[0011]所述改性气相二氧化硅为硅烷偶联剂修饰的气相二氧化硅。
[0012]季戊四醇是一种优异的辅助热稳定剂，其提升PVC材料体系热稳定性能的机理为：季戊四醇的羟基中的氧原子存在孤独电子，易络合钙锌热稳定剂中锌盐生成的氯化锌，进
而延缓氯化锌对PVC的催化分解作用。虽然季戊四醇与钙锌热稳定剂同时使用虽然会产生一定的协同作用，从而获得较好的热稳定性效果；但由于季戊四醇自身与PVC的相容性较差、易析出，季戊四醇单独加至PVC体系中会限制其对PVC材料热稳定性的增效作用。
[0013]本专利技术中使用端羟基己二酸与季戊四醇通过酯化反应引入酯基基团，一方面，季戊四醇经酯化后，与PVC的相容性显著提高，在热加工过程中不易析出；另一方面，经过酯化反应，端羟基己二酸中的羟基被保留下来，弥补了季戊四醇分子中被反应的羟基，该羟基中的氧原子也能够促进络合氯化锌，进一步地提高本专利技术复合钙锌热稳定剂组合物对PVC热稳定性能的增效作用。
[0014]所述改性气相二氧化硅经过硅烷偶联剂修饰后，表面具有硅烷醇基团，使得其极易吸附能与硅烷醇基团形成氢键的物质。因此，改性气相二氧化硅对PVC降解脱除的HCl具有快速的吸附作用，且不易发生脱附。通过改性气相二氧化硅及时地吸附、移除HCl，从而阻断了HCl对PVC分子的自催化降解作用，对减缓PVC分子的降解具有重要作用。
[0015]因此，本专利技术的复合钙锌热稳定剂组合物中改性气相二氧化硅是与端羟基己二酸季戊四醇酯共同作用，协同增效，从而达到了优异的热稳定效果。
[0016]通过改性气相二氧化硅、端羟基己二酸季戊四醇酯与钙锌热稳定剂的协同增效作用，可以获得针对PVC材料长效热稳定效果优异的复合钙锌热稳定剂组合物。
[0017]所述端羟基己二酸季戊四醇酯是由端羟基己二酸与季戊四醇通过酯化反应得到。
[0018]优选地，所述端羟基己二酸与季戊四醇的摩尔比为(1～1.5)∶2。
[0019]优选地，所述端羟基己二酸季戊四醇酯的酸值为≤0.5mgKOH/g，羟值为70～90mgKOH/g。
[0020]优选地，所述改性气相二氧化硅的制备方法为：
[0021]将气相二氧化硅和硅烷偶联剂分散于有机溶剂中，在60～80℃下，回流反应2～4h，经后处理，即得到所述改性气相二氧化硅。
[0022]优选地，所述气相二氧化硅和硅烷偶联剂的质量比为(40～50)：(20～30)。
[0023]优选地，所述有机溶剂为丙酮、甲醇、乙醇、乙酸乙酯中一种或几种。
[0024]优选地，所述硅烷偶联剂为KH570、KH560、KH171中的一种或几种。
[0025]优选地，所述改性气相二氧化硅表面的硅烷醇基团密度为3～5SiOH/nm2。
[0026]优选地，所述改性气相二氧化硅的比表面积为250～350m2/g。
[0027]优选地，所述钙锌热稳定剂为硬脂酸钙盐与硬脂酸锌盐的混合物。
[0028]更优选地，所述硬脂酸钙盐与硬脂酸锌盐的质量比为(15～30)∶(10～20)。
[0029]优选地，所述复合钙锌热稳定剂组合物由如下重量份的组分组成：
[0030]钙锌热稳定剂8～10份，改性气相二氧化硅0.4～0.8份，端羟基己二酸季戊四醇酯0.3～0.6份。
[0031]本专利技术还保护上述复合钙锌热稳定剂组合物的制备方法，包括如下步骤：
[0032]将钙锌热稳定剂、改性气相二氧化硅和端羟基己二酸季戊四醇酯混合均匀，即得所述复合钙锌热稳定剂组合物。
[0033]本专利技术还保护上述复合钙锌热稳定剂组合物在PVC复合材料中的应用。
[0034]优选地，所述PVC复合材料包括如下重量份的组分：
[0035]聚氯乙烯80～100份，无机填料5～30份，二氧化钛1～3份，所述复合钙锌热稳定剂
组合物5～12份。
[0036]优选地，所述PVC复合材料还包括6.5～17重量份的其他助剂。
[0037]优选地，所述其他助剂包括润滑剂、抗冲改性剂、加工助剂。
[0038]优选地，所述其他助剂中润滑剂为1～5份，抗冲改性剂为5～10份，加工助剂为0.5～2份。
[0039]可选的，所述润滑剂为PE蜡和/或单甘脂。
[0040]可选的，所述抗冲改性剂为氯化聚乙烯(CPE)和/或甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯三元共聚物(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合钙锌热稳定剂组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：钙锌热稳定剂10份，改性气相二氧化硅0.2～2份，端羟基己二酸季戊四醇酯0.2～2份；所述改性气相二氧化硅为硅烷偶联剂修饰的气相二氧化硅。2.根据权利要求1所述复合钙锌热稳定剂组合物，其特征在于，所述端羟基己二酸季戊四醇酯由端羟基己二酸与季戊四醇通过酯化反应得到；所述端羟基己二酸与季戊四醇的摩尔比为(1～1.5)∶2。3.根据权利要求1所述复合钙锌热稳定剂组合物，其特征在于，所述端羟基己二酸季戊四醇酯的酸值为≤0.5mgKOH/g，羟值为70～90mgKOH/g。4.根据权利要求1所述复合钙锌热稳定剂组合物，其特征在于，所述改性气相二氧化硅的制备方法为：将气相二氧化硅和硅烷偶联剂分散于有机溶剂中，在60～80℃下，回流反应2～4h，经后处理，即得到所述改性气相二氧化硅。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋科明，李统一，陈国南，郑先伟，
申请(专利权)人：广东联塑科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：