一种蛭石基PVC热稳定剂及其制备方法和生产系统技术方案

本发明专利技术属于PVC热稳定剂技术领域，公开了一种蛭石基PVC热稳定剂及其制备方法和生产系统。本发明专利技术将原矿蛭石进行化学改性与热/微波膨胀预处理，提高蛭石剥离度和膨胀度，先通过剪切细化处理，再通过精细研磨耦合剥离改性处理技术，制备蛭石基PVC热稳定剂。本发明专利技术以蛭石为原料，通过精细研磨实现了蛭石的剥离，使用液相改性剂将蛭石剥离，简化水剥离蛭石的后续除水操作，在实际工业生产中大大缩短了生产流程，节省了生产成本；另一方面通过精细研磨将固相蛭石粉、助剂以及增塑剂一步混合，实现了蛭石和助剂的耦合，可以一步得到性能稳定的蛭石基PVC热稳定剂，具有工艺简单，性能稳定等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种蛭石基PVC热稳定剂及其制备方法和生产系统


[0001]本专利技术涉及PVC热稳定剂
，尤其涉及一种蛭石基PVC热稳定剂及其制备方法和生产系统。

技术介绍

[0002]PVC热稳定剂从研制到工业化生产经历了漫长的岁月。直到20世纪30年代，将铅首先成功地用于热加工，初步解决了PVC热降解问题。随后金属皂、有机锡化合物等用于热稳定剂相继见诸报道。80年代后，热稳定剂在技术上的进展相对缓慢，但在环境保护方面的研究却相当活跃。欧盟出台了要求欧盟各国必须替代有毒的铅盐在电子电器仪器设备中应用的禁令。欧洲取代铅盐用于管材中的呼声越来越高，北欧国家的管材生产企业已承诺替代铅盐，英国制定了严格的铅盐在水管的迁移量，以至取消铅稳定剂的使用。欧洲的电线电缆等硬制品使用的热稳定剂，已从铅盐转向钙锌热稳定剂。
[0003]近十多年来，热稳定剂的消费量随着工业的快速发展而大幅度增加，但重金属含量高的热稳定剂产品仍占主导地位。随着环保和健康意识加强，塑料热稳定剂正朝着低毒、无污染、复合和高效等方向发展，研制新一代无毒高效热稳定剂以替代含重金属的产品具有重要意义。近些年来众多学者研究的PVC热稳定剂多为新型结构热稳定剂，趋势是由简单结构向复杂结构转变，由小分子向大分子转变，是无毒高效的热稳定剂。
[0004]可见，现有技术中的热稳定剂稳定性能差，且生产设备复杂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种蛭石基PVC热稳定剂及其制备方法和生产系统，解决现有PVC热稳定剂存在的上述技术问题。<br/>[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种蛭石基PVC热稳定剂的制备方法，包括：
[0008](1)将原矿蛭石经改性后置于真空微波或者热膨胀反应器中膨胀，得到膨胀蛭石；将膨胀蛭石轻微粉碎，使用洗涤除杂器进行水洗电磁浮选，经过浮选后置于干燥器中进行干燥，洗涤水过滤后循环利用，得到除杂的膨胀蛭石；
[0009](2)将除杂的膨胀蛭石置于粉碎机中进行粉碎，将粉碎后的蛭石粉体通过筛分机的筛网进行筛选，得到蛭石粉体；
[0010](3)将蛭石粉体置于精细研磨机中，再加入助剂，进行剥离和改性耦合反应，得到蛭石基PVC热稳定剂；
[0011](4)在PVC原料中加入蛭石基PVC热稳定剂制备管材或型材PVC塑料制品。
[0012]优选的，在上述一种蛭石基PVC热稳定剂的制备方法中，所述步骤(1)中改性剂为氯化铌、氯化镓、异辛酸、氯化钾、硝酸钾、柠檬酸、冰乙酸、过氧化氢、草酸、甲酸、氯化锂、氯化钠、氯化钙、氯化锰中的一种或几种；微波功率500
‑
10000Kw，加热膨胀的温度为800～1000℃，加热膨胀的时间为1～10min；水洗浮选的次数为3～10次；干燥的温度为80～120
℃，干燥的时间为12～36h。
[0013]优选的，在上述一种蛭石基PVC热稳定剂的制备方法中，所述步骤(2)中粉碎的时间为1～200min；所述粉碎的转速为10000～20000rpm。
[0014]优选的，在上述一种蛭石基PVC热稳定剂的制备方法中，所述步骤(3)中助剂是稀土铌矿、骆驼油、甘油、正丙醇、异辛醇、乙醇、硬脂酸、β
‑
二酮、环氧化合物、有机锡类化合物、碳酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钙、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或几种，蛭石粉体和助剂的质量比为1～20：80～100，固液比：1～20：50～200。
[0015]优选的，在上述一种蛭石基PVC热稳定剂的制备方法中，所述步骤(3)中精细研磨的时间为5～50h，精细研磨的转速为300～5000rpm；精细研磨的研磨体为陶瓷球、钢球、铸铁球和合金球中的一种或几种；研磨体的粒径包括0.05～0.1mm、0.1～0.2mm、0.2～0.4mm、0.4～0.6mm、0.6～0.8mm、0.8～1.0mm、1.0～1.2mm、1.2～1.4mm、1.4～1.6mm、1.6～1.8mm、1.8～2.0mm、2.0～2.2mm、2.2～2.5mm，其中，0.2～0.4mm、0.4～0.6mm、0.6～0.8mm、0.8～1.0mm、1.0～1.2mm、1.2～1.4mm、1.4～1.6mm、1.6～1.8mm、1.8～2.0mm的研磨体占研磨体总质量的50～80％。
[0016]本专利技术还提供了一种蛭石基PVC热稳定剂的生产系统，包括：膨胀反应器1、洗涤除杂器2、干燥器3、粉碎机4、精细研磨机5和塑料成型机6；所述膨胀反应器1的出料口和洗涤除杂器2的进料口通过第一输送泵71连通，所述洗涤除杂器2的出料口和干燥器3的进料口通过第二输送泵72连通，所述干燥器3的出料口和粉碎机4的进料口通过第三输送泵73连通，所述精细研磨机5的出料口和塑料成型机6的进料口通过第四输送泵74连通；所述粉碎机4的出料口下方设置集料斗8，集料斗8的出料口下方设置精细研磨机5，集料斗8的进料口和粉碎机4的出料口连通，集料斗8的出料口和精细研磨机5的进料口连通；所述膨胀反应器1包括加热装置11；所述洗涤除杂器2包括搅拌桨21。
[0017]优选的，在上述一种蛭石基PVC热稳定剂的生产系统中，所述粉碎机4的出料口和集料斗8的进料口之间设置筛分机9，所述筛分机9包括筛网91。
[0018]在本专利技术中，当助剂为甘油时，将蛭石与液相增塑剂以及甘油混合后进行耦合剥离反应，得到液相蛭石基PVC热稳定剂，蛭石在耦合剥离过程中被剥离成二维层状片状结构，层间游离大量的金属阳离子可吸收PVC热降解产生不稳定的氯原子，抑制聚氯乙烯链中共轭双键的形成，从而提高PVC热稳定性能。此外，甘油在耦合剥离过程中也可以螯合蛭石层间金属离子形成稳定的整合物，抑制氯化物催化降解，同时在金属皂(硬脂酸钙)的存在下，可以置换烯丙基氯，从而进一步提高PVC热稳定性能。当助剂为石蜡时，将蛭石与固相增塑剂以及石蜡混合后进行耦合剥离，再与其他热稳定剂进行复配，得到固相蛭石基PVC热稳定剂，其中石蜡起润滑的作用，高分子固相增塑剂与蛭石协同作用，提高了PVC热稳定性能，还可进一步提高管材的气密性能。
[0019]本专利技术通过精细研磨，一方面实现了蛭石的剥离，通过将蛭石置于液相甘油中，在精细研磨机中将蛭石剥离，简化水剥离蛭石的操作，无需后续的除水操作，在实际工业生产中大大缩短了生产流程，节省了生产成本；另一方面通过精细研磨将固相蛭石粉、助剂以及增塑剂混合，实现了蛭石和助剂的耦合，可以一步得到目标产物蛭石基PVC热稳定剂。本专利技术的蛭石基PVC热稳定剂中使用的蛭石是一种云母型三八面体硅酸盐粘土矿物，2:1的层状结构，具有天然、无毒、膨胀率高、负电荷等特点，其结构式通常是以结构单元来说明，一般
公式为X4(Y2–3)O
10
(OH)2M
·
nH2O，其中M是可交换的阳离子，即Mg(ii)、Ca(ii)、Ba(ii)、Na(i)、K(i)，用于补偿负电层电荷；Y是八面体Mg(ii)、Fe(ii)或Fe(i本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蛭石基PVC热稳定剂的制备方法，其特征在于，包括：(1)将原矿蛭石经改性后置于真空微波或者热膨胀反应器中膨胀，得到膨胀蛭石；将膨胀蛭石粉碎细化，使用洗涤除杂器进行水洗电磁浮选，经过浮选后置于干燥器中进行干燥，洗涤水过滤后循环利用，得到除杂的膨胀蛭石；(2)将除杂的膨胀蛭石置于粉碎机中进行粉碎，得到蛭石粉体；(3)将蛭石粉体置于精细研磨机中，加入助剂，进行剥离和改性耦合反应，得到蛭石基PVC热稳定剂；(4)在PVC原料中加入蛭石基PVC热稳定剂制备管材或型材PVC塑料制品。2.根据权利要求1所述的一种蛭石基PVC热稳定剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中改性剂为氯化铌、氯化镓、异辛酸、氯化钾、硝酸钾、柠檬酸、冰乙酸、过氧化氢、草酸、甲酸、氯化锂、氯化钠、氯化钙、氯化锰中的一种或几种；微波功率500
‑
10000Kw，加热膨胀的温度为800～1000℃，加热膨胀的时间为1～10min；水洗浮选的次数为3～10次；干燥的温度为80～120℃，干燥的时间为12～36h。3.根据权利要求1所述的一种蛭石基PVC热稳定剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中粉碎的时间为1～200min；所述粉碎的转速为10000～20000rpm。4.根据权利要求1所述的一种蛭石基PVC热稳定剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中助剂是稀土铌矿、骆驼油、甘油、正丙醇、异辛醇、乙醇、硬脂酸、β
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二酮、环氧化合物、有机锡类化合物、碳酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钙、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或几种，蛭石粉体和助剂的质量比为1～20：80～100，固液比：1～20：50～200。5.根据权利要求1所述的一种蛭石基PVC热稳定剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中精细研磨的时间为5～50h，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田维亮，李仲，张祥坤，张继超，牛牛，沈艺雯，
申请(专利权)人：塔里木大学，
类型：发明
国别省市：