專利名稱：鋁酸酯改性分子篩pvc用熱穩(wěn)定劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁酸酯改性分子篩PVC用熱穩(wěn)定劑及其制備方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，PVC在加工溫度條件下，易發(fā)生分解，必須加入穩(wěn)定劑才能使其順利加工。另外，聚氯乙烯受熱或受紫外線輻射時(shí)，也會(huì)引起聚合物的降解及脫HC1。因此，PVC的使用和加工必須使用穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑是一種化學(xué)助劑，它能抑制PVC在加工成型和使用過程中由于熱、光作用而引起的降解和變色。穩(wěn)定劑按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為鹽基性鉛鹽穩(wěn)定劑、金屬阜類、有機(jī)錫化合物、有機(jī)穩(wěn)定劑及復(fù)合穩(wěn)定劑五大類。現(xiàn)今鉛鹽穩(wěn)定劑依然是PVC加工過程中的首選熱穩(wěn)定劑，其價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定，一直被PVC加工行業(yè)大量應(yīng)用，但是其具有毒性，污染環(huán)境，對(duì)人體有害，為了解決這個(gè)問題，引進(jìn)了新型改性分子篩技術(shù)，應(yīng)用于PVC復(fù)合穩(wěn)定劑體系中，降低環(huán)境污染，解決重金屬對(duì)車間工人的身體危害。分子篩是一種人工合成的、具有微孔型立方晶格的硅鋁酸鹽。依據(jù)其晶體內(nèi)部孔穴的大小而吸附或排斥不同物質(zhì)的分子，因而被稱為“分子篩”。分子直徑小于分子篩晶體孔穴直徑的物質(zhì)可以進(jìn)入分子篩晶體，從而被吸附，否則，被排斥。分子篩根據(jù)不同物質(zhì)分子的極性決定優(yōu)先吸附的次序。按分子的大小和形狀不同的選擇吸附作用，即只吸附那些小于分子篩孔徑的分子。對(duì)于小的極性分子和不飽和分子，具有選擇吸附性能，極性越大，不飽和度越高，其選擇吸附性越強(qiáng)。A型分子篩屬于分子篩其中的一種，其結(jié)構(gòu)與NaCl的很相似，屬于立方晶系。由于4A分子篩的有效孔徑為O. 4nm,故稱為4A分子篩，其空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由硅氧四面體單元[SiO4]和鋁氧四面體[AlO4]單元交錯(cuò)排列而成。利用4A型分子篩具有吸收極性分子的作用，在PVC加工過程中吸收PVC受熱釋放出的HC1，起到熱穩(wěn)定作用。但是其缺點(diǎn)是在空氣中長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)吸收大量的水，降低其長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性能，使其不能完成吸收HCl的作用，所以在使用到PVC加工過程中需進(jìn)行處理。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種鋁酸酯改性分子篩PVC用熱穩(wěn)定劑，發(fā)明所制備的新型分子篩效果好，與有機(jī)溶劑互溶性好，用作PVC等塑料加工的穩(wěn)定劑，具有不易析出、穩(wěn)定效果好的特點(diǎn)；同時(shí)本發(fā)明的制備方法，操作簡(jiǎn)單，工序清洗，便于生產(chǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種鋁酸酯改性分子篩PVC用熱穩(wěn)定劑，由如下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料組成硬脂_鈣20-40%
硬脂_鋅15-25%
改性分 ·篩IO 30%
潤(rùn)滑劑5-15%
軸助熱穩(wěn)定_5-15%以上各原料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和為100%。 所述的改性分子篩按照如下步驟制備而成將4Α型分子篩進(jìn)行高溫脫水處理，溫度為450°C ;高溫處理過的分子篩和鋁酸酯按質(zhì)量比100:2. 5稱取后，將其投入高速混料機(jī)混合，加熱到115 1201，反應(yīng)f I. 5小時(shí)后，把物料取出冷卻，粉碎后即得新型改性分子篩。所述的潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟、單甘脂或硬脂酸。所述的輔助熱穩(wěn)定劑為二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、季戊四醇酯或亞磷酸酯類。把該型分子篩、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、潤(rùn)滑劑、輔助熱穩(wěn)定劑加入高混機(jī)中充分混合，在10(Tll0°C下混合15 25min，篩分、包裝，即得最終產(chǎn)品。其中所述改性分子篩是按照如下步驟制得的I.分子篩選擇選擇4A型分子篩，化學(xué)式=Na2O · Al2O3 · 2Si02 · 9/2H20硅鋁比Si02/Al203^ 2有效孔徑約4.,.\4A型分子篩選擇指標(biāo)
iil( [11 Rl
mm0.5-1.01.6-2. 53-5 ΤΓθ
靜態(tài)水吸附(25°C，RH50%)%wt^ 21. 5^ 21. 5^ 21. 5 ^ 21 ~ ^ 21
磨耗率%wt^ 0.2^ 0.2^ 0.2 ^ 0.25 ^ 0.25
堆積密度gTml0. 69-0. 75 ^ 0. 69彡 O. 69 ^ O. 70 彡 O. 65
抗壓強(qiáng)度N7S 30~^ 80~ ^ 40~ ^ 70
包裝含水量(575°C，3 小時(shí))fct^ I. 5^ I. 5^ I. 5 ^ I. 5 ^ I. 5
吸附甲醇量mg/g^ 140^ 140^ 140 ^ 140 ^ 1402.分子篩除水處理將4A型分子篩放入馬弗爐內(nèi)，溫度設(shè)置在450°C，高溫除水處理4 6小時(shí)。
3.分子篩改性按質(zhì)量比100:2. 5稱取高溫處理過的分子篩和鋁酸酯，將處理后的分子篩快速投入高速混料機(jī)中，加入鋁酸酯，混料機(jī)溫度設(shè)置在115 120°C，將進(jìn)行高速混合，混合廣I. 5小時(shí)。得到鋁酸酯改性分子篩。4.穩(wěn)定劑生產(chǎn)硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、改性分子篩、潤(rùn)滑齊U、輔助熱穩(wěn)定劑，依次投入大型高速混合機(jī)中。溫度為100°c，混合15 25min后放出物料，進(jìn)入自動(dòng)包裝及內(nèi)進(jìn)行包裝得到成品。本發(fā)明采用高速混合的方法，添加鋁酸酯使其進(jìn)入熱處理后的分子篩孔徑當(dāng)中，將其與硬脂酸鈣、硬脂酸鋅混合，再添加潤(rùn)滑劑、輔助穩(wěn)定劑制成新型分子篩PVC用復(fù)合熱穩(wěn)定劑。本發(fā)明的有益效果是所制備的新型分子篩效果好，與有機(jī)溶劑互溶性好，用作 PVC等塑料加工的穩(wěn)定劑，具有不易析出、穩(wěn)定效果好的特點(diǎn)。添加本發(fā)明制備的新型分子篩提高加工性能，降低成本。通過對(duì)添新型改性分子篩復(fù)合熱穩(wěn)定劑的PVC進(jìn)行靜態(tài)老化實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，添加本發(fā)明的復(fù)合穩(wěn)定劑可以明顯改善PVC的熱穩(wěn)定性。在180±1°C條件下，PVC不僅具有良好的初期著色性，而且其熱穩(wěn)定時(shí)間也達(dá)到了 12(T200min以上。本發(fā)明的制備方法無污染、能耗低。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述實(shí)施例I改性4A型分子篩，將4A型分子篩進(jìn)行高溫處理脫水，由于分子篩生產(chǎn)完成后，其由于具有空間空隙結(jié)構(gòu)，會(huì)吸收空氣中的水分，并且分子篩中本身具有結(jié)晶水部分，嚴(yán)重影響其吸收極性分子的能力，所以對(duì)4A分子篩進(jìn)行高溫除水是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。將4A型分子篩放入馬弗爐內(nèi)，溫度設(shè)置在450°C，高溫除水處理后稱重，當(dāng)其重量不變時(shí)，認(rèn)為其水分近乎越5%左右為宜。將處理后的4A分子篩放入高速混合機(jī)中，溫度設(shè)置在10(Tl2(rC，將鋁酸酯加入混料機(jī)中，按質(zhì)量比100:2. 5稱取高溫處理過的分子篩和鋁酸酯，混合f I. 5小時(shí)，得到鋁酸酯改性分子篩。制備的鋁酸酯改性分子篩與硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、潤(rùn)滑劑、輔助熱穩(wěn)定劑混合，具體混合方式如下硬脂酸鈣(35份)、硬脂酸鋅(20份)、鋁酸酯改性分子篩(20份)，然后加入潤(rùn)滑劑(10份)，輔助熱穩(wěn)定劑(15份)，在10(ni0°C下混合20min，加入高混機(jī)中充分混合，篩分、
包裝，既得最終產(chǎn)品。其中潤(rùn)滑劑采用聚乙烯蠟；輔助熱穩(wěn)定劑采用亞磷酸酯。實(shí)施例2按照實(shí)施例I的制備步驟，將4A型分子篩放入馬弗爐內(nèi)，溫度設(shè)置在450°C，高溫除水處理后稱重，當(dāng)其重量不變時(shí)，認(rèn)為其水分近乎越5%左右為宜。將處理后的4A分子篩放入高速混合機(jī)中，溫度設(shè)置在10(T12(TC，將硅烷偶聯(lián)劑加入混料機(jī)中，按質(zhì)量比100:2. 5稱取高溫處理過的分子篩和硅烷偶聯(lián)劑，混合I小時(shí)，得到偶聯(lián)劑改性分子篩。制備的偶聯(lián)劑改性分子篩與硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、潤(rùn)滑劑和輔助熱穩(wěn)定劑混合，具體混合方式如下
硬脂酸鈣(35份)、硬脂酸鋅(20份)、偶聯(lián)劑改性分子篩(20份)，然后加入潤(rùn)滑劑(10份)，輔助熱穩(wěn)定劑(15份)，在10(ni0°C下混合20min，加入高混機(jī)中充分混合，篩分、
包裝，既得最終產(chǎn)品。其中潤(rùn)滑劑采用聚乙烯蠟；表面改質(zhì)劑采用季戊四醇酯；輔助熱穩(wěn)定劑采用亞磷酸酯。將上述實(shí)施例I和2兩種復(fù)合熱穩(wěn)定劑3質(zhì)量份分別加入100質(zhì)量份PVC中，再加入60質(zhì)量份鄰苯二甲酸二異辛酯(D0P)，在140°C下混煉10分鐘，100°C下壓制成厚度為Imm的薄片，裁成IcmX Icm的試片，在180土 TC條件下做靜態(tài)老化實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表I。其中實(shí)施例3為對(duì)比例。表I
權(quán)利要求
1.一種鋁酸酯改性分子篩PVC用熱穩(wěn)定劑，其特征在于由如下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料組成硬肅Itff20 40%硬脂 ΙΙ15-25%改性分子篩10-30%潤(rùn)滑劑5-15%輔助熱穩(wěn)定_5-15% 以上各原料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁酸酯改性分子篩PVC用熱穩(wěn)定劑，其特征在于所述的改性分子篩按照如下步驟制備而成 將4Α型分子篩進(jìn)行高溫脫水處理，溫度為450°C ;高溫處理過的分子篩和鋁酸酯按質(zhì)量比100:2. 5稱取后，將其投入高速混料機(jī)混合，加熱到115 120°C，反應(yīng)f I. 5小時(shí)后，把物料取出冷卻，粉碎后即得新型改性分子篩。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁酸酯改性分子篩PVC用熱穩(wěn)定劑，其特征在于所述的所述潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟、單甘脂或硬脂酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁酸酯改性分子篩PVC用熱穩(wěn)定劑，其特征在于所述的所述輔助熱穩(wěn)定劑為二苯甲酰甲烷、硬脂酰苯甲酰甲烷、季戊四醇酯或亞磷酸酯類。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁酸酯改性分子篩PVC用熱穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于把該型分子篩、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、潤(rùn)滑劑和輔助熱穩(wěn)定劑加入高混機(jī)中充分混合，在10(Tll0°C下混合15 25min，篩分、包裝，即得最終產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁酸酯改性分子篩PVC用熱穩(wěn)定劑及其制備方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，由如下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料組成硬脂酸鈣20~40%；硬脂酸鋅15~25%；改性分子篩10~30%；潤(rùn)滑劑5~15%；輔助熱穩(wěn)定劑5~15%；以上各原料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和為100%。所制備的新型分子篩效果好，與有機(jī)溶劑互溶性好，用作PVC等塑料加工的穩(wěn)定劑，具有不易析出、穩(wěn)定效果好的特點(diǎn)。添加本發(fā)明制備的新型分子篩提高加工性能，降低成本。通過對(duì)添新型改性分子篩復(fù)合熱穩(wěn)定劑的PVC進(jìn)行靜態(tài)老化實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，添加本發(fā)明的復(fù)合穩(wěn)定劑可以明顯改善PVC的熱穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)C08L27/06GK102964744SQ20121052943
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者李德剛, 唐守余 申請(qǐng)人:山東慧科助劑股份有限公司