本發(fā)明涉及水滑石熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種納米二氧化硅核殼粒子插層改性的三元鋅鎂鋁水滑石熱穩(wěn)定劑的制備方法。

背景技術(shù)：

聚氯乙烯（pvc）是重要的通用塑料之一，由于其不易燃、性能好且價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于管材、塑料門(mén)窗、電線電纜等眾多領(lǐng)域。然而pvc熱穩(wěn)定性很差，且在加工過(guò)程中加工溫度比pvc分解溫度高，pvc分子鏈上存在不穩(wěn)定的氯原子，其在受熱情況下容易發(fā)生脫氯化氫，導(dǎo)致pvc中形成具有共軛雙鍵的多烯結(jié)構(gòu)，使得pvc材料的顏色發(fā)生變化，同時(shí)pvc材料的物理和化學(xué)性能變差。所以，有必要在加工過(guò)程中加入熱穩(wěn)定劑以改善其熱穩(wěn)定性能。pvc熱穩(wěn)定劑的種類(lèi)較多，目前，以ca/zn穩(wěn)定劑為基礎(chǔ)的低毒綠色環(huán)保型熱穩(wěn)定劑成為發(fā)展趨勢(shì)。水滑石的層間碳酸根離子和層板均可與pvc降解產(chǎn)生的氯化氫發(fā)生反應(yīng)，因此可提高pvc長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于pvc輔助熱穩(wěn)定劑。水滑石層間離子具有可交換性，因此可將功能性陰離子引入層間制備功能性水滑石來(lái)改善pvc性能。

現(xiàn)有技術(shù)中已有研究將磷酸二氫根插層鋅鎂鋁水滑石并與pvc復(fù)配，研究發(fā)現(xiàn)磷酸二氫根插層鋅鎂鋁水滑石不僅能夠明顯提高pvc的初期抑制變色性能，同時(shí)，磷酸二氫根插層改性鋅鎂鋁水滑石后提高了在聚氯乙烯基材中的分散性并改善了與聚氯乙烯之間的相容性，聚氯乙烯力學(xué)性能提高，但是加工流變性能稍有降低且長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種納米二氧化硅核殼粒子插層改性的三元鋅鎂鋁水滑石熱穩(wěn)定劑的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種納米二氧化硅核殼粒子插層改性的三元鋅鎂鋁水滑石熱穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將無(wú)水乙醇與去離子水以體積比95∶5配成醇-水溶液，用稀硝酸溶液調(diào)節(jié)ph值為3-4，攪拌下加入納米二氧化硅超聲分散混勻得懸浮液；

（2）往上述懸浮液中加入硅烷偶聯(lián)劑和滲透劑攪拌混勻超聲分散20-30min，噴霧干燥得改性納米二氧化硅；

（3）將改性納米二氧化硅、聚合物單體、助乳化劑、引發(fā)劑按一定的比例混合均勻于室溫下磁力攪拌30min，調(diào)節(jié)ph至8-9，加入乳化劑sds攪拌均勻后在1200w功率下進(jìn)行超聲分散15min，升溫至70-80℃，以300r/min的速率攪拌反應(yīng)5-6小時(shí)制得納米二氧化硅核殼粒子；

（4）稱(chēng)取一定量的六水合氯化鎂、氯化鋅、六水合氯化鋁溶于去離子水中，攪拌得到均勻混合鹽溶液，再稱(chēng)取一定量的氫氧化鈉及碳酸鈉溶于去離子水中，攪拌得到混合堿溶液，控制兩種混合溶液以1滴/s的速度同時(shí)加入旋轉(zhuǎn)液膜反應(yīng)器中成核，并強(qiáng)制循環(huán)2min得到白色成核漿液；

（5）將步驟（4）得到的白色成核漿液于回流溫度下晶化6小時(shí)，離心分離、洗滌，得到鋅鎂鋁水滑石濕濾餅；

（6）將步驟（5）的鋅鎂鋁水滑石濕濾餅超聲分散在水中，在90℃下攪拌2h，然后緩慢加入步驟（3）納米二氧化硅核殼粒子，用稀硝酸溶液調(diào)節(jié)ph=4，最后在100℃下攪拌回流反應(yīng)12h，靜置自然冷卻，抽濾，洗滌至中性，60℃干燥出料。

所述步驟（1）中懸浮液中納米二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-30%。

步驟（2）中所述的硅烷偶聯(lián)劑為kh570，添加量為納米二氧化硅用量的3-5%，所述的滲透劑為脂肪醇聚氧乙烯醚，添加量為納米二氧化硅用量的0.6-0.9%。

所述步驟（3）中納米二氧化硅核殼粒子的核殼比30∶70；所述的聚合物單體包括單體丙烯酸丁酯(ba)、甲基丙烯酸甲酯(mma)以及甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯(gma)，其中g(shù)ma質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，mma與ba的質(zhì)量比為4∶6；所述的助乳化劑為十六烷，添加量為單體總量的10-13%；所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈，添加量為單體總量的0.5-0.8%；所述的乳化劑sds添加量為單體總量的6-8%。

所述步驟（4）中n（mgcl2·6h2o）∶n（zncl2）∶n（alcl3·6h2o）=1∶1∶1；所述的氫氧化鈉與金屬陽(yáng)離子的摩爾比2；所述的碳酸鈉與金屬陽(yáng)離子的摩爾比為1。

所述步驟（5）中的鋅鎂鋁水滑石濕濾餅的固含量為23-25%。

所述步驟（6）中納米二氧化硅核殼粒子的添加量為鋅鎂鋁水滑石濕濾餅用量的3-4%。

本發(fā)明有以下有益效果：本發(fā)明采用共沉淀-離心-水熱法制備鋅鎂鋁水滑石，然后將其前驅(qū)體與納米二氧化硅核殼粒子反應(yīng)制備插層改性的三元鋅鎂鋁水滑石，核殼比為30/70的納米二氧化硅核殼粒子的引入，使所得的熱穩(wěn)定劑與pvc的共混物具有更高的熱穩(wěn)定性好，且由于核殼粒子殼層中g(shù)ma環(huán)氧基團(tuán)與pvc羧基的反應(yīng)使所得水滑石熱穩(wěn)定劑與聚合物基體相容性好不易團(tuán)聚，用于pvc管材中能夠明顯提高pvc的初期抑制變色性能、加工流變性能和耐高溫性能，耐候性好長(zhǎng)期穩(wěn)定性佳。

具體實(shí)施方式

一種納米二氧化硅核殼粒子插層改性的三元鋅鎂鋁水滑石熱穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將無(wú)水乙醇與去離子水以體積比95∶5配成醇-水溶液，用稀硝酸溶液調(diào)節(jié)ph值為3-4，攪拌下加入納米二氧化硅超聲分散混勻得懸浮液；

（2）往上述懸浮液中加入硅烷偶聯(lián)劑和滲透劑攪拌混勻超聲分散20-30min，噴霧干燥得改性納米二氧化硅；

（3）將改性納米二氧化硅、聚合物單體、助乳化劑、引發(fā)劑按一定的比例混合均勻于室溫下磁力攪拌30min，調(diào)節(jié)ph至8-9，加入乳化劑sds攪拌均勻后在1200w功率下進(jìn)行超聲分散15min，升溫至70-80℃，以300r/min的速率攪拌反應(yīng)5-6小時(shí)制得納米二氧化硅核殼粒子；

（4）稱(chēng)取一定量的六水合氯化鎂、氯化鋅、六水合氯化鋁溶于去離子水中，攪拌得到均勻混合鹽溶液，再稱(chēng)取一定量的氫氧化鈉及碳酸鈉溶于去離子水中，攪拌得到混合堿溶液，控制兩種混合溶液以1滴/s的速度同時(shí)加入旋轉(zhuǎn)液膜反應(yīng)器中成核，并強(qiáng)制循環(huán)2min得到白色成核漿液；

（5）將步驟（4）得到的白色成核漿液于回流溫度下晶化6小時(shí)，離心分離、洗滌，得到鋅鎂鋁水滑石濕濾餅；

（6）將步驟（5）的鋅鎂鋁水滑石濕濾餅超聲分散在水中，在90℃下攪拌2h，然后緩慢加入步驟（3）納米二氧化硅核殼粒子，用稀硝酸溶液調(diào)節(jié)ph=4，最后在100℃下攪拌回流反應(yīng)12h，靜置自然冷卻，抽濾，洗滌至中性，60℃干燥出料。

所述步驟（1）中懸浮液中納米二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-30%。

步驟（2）中所述的硅烷偶聯(lián)劑為kh570，添加量為納米二氧化硅用量的3-5%，所述的滲透劑為脂肪醇聚氧乙烯醚，添加量為納米二氧化硅用量的0.6-0.9%。

所述步驟（3）中納米二氧化硅核殼粒子的核殼比30∶70；所述的聚合物單體包括單體丙烯酸丁酯(ba)、甲基丙烯酸甲酯(mma)以及甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯(gma)，其中g(shù)ma質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，mma與ba的質(zhì)量比為4∶6；所述的助乳化劑為十六烷，添加量為單體總量的10-13%；所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈，添加量為單體總量的0.5-0.8%；所述的乳化劑sds添加量為單體總量的6-8%。

所述步驟（4）中n（mgcl2·6h2o）∶n（zncl2）∶n（alcl3·6h2o）=1∶1∶1；所述的氫氧化鈉與金屬陽(yáng)離子的摩爾比2；所述的碳酸鈉與金屬陽(yáng)離子的摩爾比為1。

所述步驟（5）中的鋅鎂鋁水滑石濕濾餅的固含量為23-25%。

所述步驟（6）中納米二氧化硅核殼粒子的添加量為鋅鎂鋁水滑石濕濾餅用量的3-4%。