專利名稱：Pvc用蒙脫土/稀土穩定劑及其制備方法
技術領域：
本發明公開的是一種PVC用蒙脫土/稀土鹽穩定劑及其制備方法，是塑
料復合的穩定劑及其制備方法，屬于化工技術領域。
背景技術：
眾所周知，PVC樹脂及其制品存在著熱降解和老化的缺點，它的加工 溫度(160。C以上)比其分解溫度(120 130°C )還高，因此要將PVC變成 制品，就必須在PVC加工成型中添加熱穩定劑，以延緩或阻止PVC樹脂的 熱降解。
目前中國PVC制品中80%以上仍然使用毒性很大的鉛系熱穩定劑，而 歐盟RoSH指令和中國建設部218號公告已經明確禁止鉛系熱穩定劑的使 用，而目前鉛的價格的大幅度的上漲也加速了鉛系穩定劑的淘汰。鉛系穩定 劑的主要替代品——鉤/鋅穩定劑存在穩定效果差加熱易變色等缺陷。
發明內容
本發明的目的正是為了克服現有技術的上述缺陷，提供一種不含鉛，錫 重金屬鹽，解決現有穩定劑的容易變色的缺點，無毒，高效，環保的PVC用
蒙脫土/稀土穩定劑。其穩定劑是由蒙脫土與有機稀土鹽及其輔助物質為材 料，進行化學合成，改良處理，優化復配，插層等工藝制備。
完成本申請第l個發明任務的方案是， 一種PVC用蒙脫土/稀土穩定劑，
其特征在于，重量份組成如下，蒙脫土 100 有機稀土鹽 1~40 *介質(溶劑) 200-500 表面改性劑 1 25 輔助穩定劑 10~50。 本申請推薦，所述PVC用蒙脫土/稀土穩定劑的質量組成是， 蒙脫土 100 有機稀土鹽 20~40 分散介質(溶劑) 400~500 表面改性劑 5~10 輔助穩定劑 10-20。 本發明中有機稀土鹽由鑭系無機稀土鹽和長鏈脂肪酸進行有機化得到 有機稀土鹽，所述的長鏈脂肪酸可以是環氧油酸，硬脂酸，月桂酸，檸檬酸 等化合物；所述的長鏈脂肪酸占總質量的1% 40%。本申請推薦的比例是所 述的長鏈脂肪酸占總質量的20%~40%
以上方案中，所述的蒙脫土是片層結構(天然片層結構)； 所述的*介質為水，乙醇；
所述的表面改性劑為季戊四醇酯，三苯氧基磷或丙烯酸酯； 輔助穩定劑為二苯曱酰曱烷、硬脂酸和聚乙烯蠟或其復配物。 將無機稀土鹽和長鏈脂肪酸進行有機化得到的有機稀土鹽可以改善稀土 和PVC基體的相容性，提高稀土鹽的熱穩定效率，良好的熱傳導性和化學 穩定性。蒙脫土本身還具有抗紫外的作用，可以大幅度延緩PVC產品的戶外老化，蒙脫土主要應用于對產品顏色要求不高，但對產品耐熱和耐候性要 求壽交高的產品
完成本申請第2個發明任務的方案是， 一種PVC用蒙脫土/稀土穩定劑 的制備方法，其特征在于，步驟如下，
(1) .將長鏈脂肪酸，與水混合加熱，再加入氧化鈣、催化劑(Zr^+鹽)， 保溫攪拌2-4小時；
所述長鏈脂肪酸水氧化鈣催化劑的質量比為，1: 5: 0.04: 0.004。
(2) .加入鑭系或鈰系的硝酸鹽或鹽酸鹽，高速攪拌繼續反應1~2小時， 待形成均勻的物料；
所述長鏈脂肪酸與鑭系或鈰系的硝酸鹽或鹽酸鹽的質量比為1: 1.2。
(3) .進過離心脫水，干燥，粉碎得到有機稀土鹽。
(4) .將上述有機稀土鹽分散于蒙脫土中，加入溶劑作為^ft介質(水或 乙醇)攪拌1 2小時；
(5) .經過有機化插層的工藝條件后，加入表面改性劑，攪拌20 30分鐘， 進行表面處理；
(6) .加入輔助穩定劑，攪拌10 30分鐘后，進行破碎，過篩，包裝。 更具體和更優化地說，本發明操作步驟是
(1) .將長鏈脂肪酸50 200Kg，與其質量5倍的水混合加熱，再加入氧化 鈣2 25kg，催化劑(Zn"鹽)0.2~0.5kg，保溫攪拌2 4小時；
(2) .加入鑭系或鈰系的硝酸鹽或鹽酸鹽60 240kg，高速攪拌繼續反應1~2 小時，待形成均勻的物料；
(3) .進過離心脫水，干燥，粉碎得到有機稀土鹽。將上述有機稀土鹽l~40kg分散于100kg蒙脫土當中，加入500kg的溶劑作為M介質(水或乙醇)攪拌1~2小時后，進過有機化插層的工藝條件后，加入表面改性劑1 10kg，攪拌20~30分鐘，進4于表面處理，加入其他輔助材料10 50kg攪拌10~30分鐘后，進行破碎，過篩，包裝。
在稀土熱穩定劑中加入無機片層狀填料如蒙脫土，不僅可以降低成本有利^t,還可以對HC1的擴散起到阻隔的作用，從而解決了稀土穩定劑作用速度慢的缺點，并對紫外光起吸收和屏蔽的作用，防止紫外光對產品的石皮壞，同時無機片層填料的加工過程中可以解離層納米結構從而實現對產品機械性能的改良。
與目前正處于研發階段的水滑石/稀土系熱穩定劑相比，蒙脫土/稀土系穩定劑不僅有效克服了水滑石基類高聚物復合熱穩定劑質軟，紫外線吸收能力弱的缺點。蒙脫土自身具有良好的剝離性和高補強性，可有效提高PVC復合材料抗沖擊性能，達到納米填料良好增強增韌效果，并對紫外輻照具有良好的阻隔作用。，蒙脫土/稀土系穩定劑適用對材料機械強度要求較高的PVC材料的熱穩定和補強性能的要求。
具體實施方式
實施例1
將環氧油酸50kg和水250kg ，加熱熔融后，在攪拌狀態下加入催化劑(Zn"鹽)0.2kg,在70 85。C攪拌加入氧化鈣2kg，保溫攪拌2 4小時，加入賄酸鑭120kg，室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進過離心脫水，干燥，粉碎得到有機稀土鹽。
將制備好的上述物料120kg分歉到200kg蒙脫土中，加入200kg的溶劑
8作為分散介質(水或乙醇)攪拌2小時后，加入表面活性劑季戊四醇酯20kg，攪拌20min,加入硬脂酸15kg,聚乙烯蠟6kg, 二苯甲酰甲烷2kg。捏合攪拌30min，進行表面處理，粉碎，過篩，包裝。實施例2
將環氧油酸45kg和水200kg ，加熱熔融后，在攪拌狀態下加入催化劑(Zn2+鹽)0.15kg,在70 85。C攪拌加入氧化鈣1.6kg，保溫攪拌2 4小時，加入硝酸鈰80kg，室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進過離心脫水，干燥得到有機稀土鹽。
將制備好的上述物料100kg分散到250kg蒙脫土中，加入500kg的溶劑作為M介質(水或乙醇)攪拌2小時后，加入表面活性劑三苯氧基磷25kg，攪拌20min,加入硬脂酸15kg， 二苯曱酰甲烷2kg。捏合攪拌30min，進行粉碎，過篩，包裝。實施例3
將月桂酸50kg和水250kg ,加熱熔融后，在攪拌狀態下加入催化劑(Zn2+鹽)0.2kg，在70 85。C攪拌加入燒堿2kg,保溫攪拌2 4小時，加入鑭系或鈰系的賄酸鹽110kg，室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進過離心脫水，干燥得到有機稀土鹽。
將制備好的上述物料20kg分散到200kg蒙脫土中，加入500kg的溶劑作為分散介質(水或乙醇)攪拌2小時后，加入表面活性劑季戊四醇酯10kg,攪拌20min,加入硬脂酸15kg,聚乙烯蠟6kg， 二苯甲酰甲烷2kg。捏合攪拌30min，進行粉碎，過篩，包裝。實施例4將檸檬酸80kg和水250kg ，加熱熔融后，在攪拌狀態下加入催化劑(Zn2+鹽)0.2kg，在70 85。C攪拌加入燒堿2kg,保溫攪拌2 4小時，加入鑭系或鈰系的硝酸鹽120kg,室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進過離心脫水，干燥得到有機稀土鹽。
將制備好的上述物料2kg分散到200kg蒙脫土中，加入500kg的溶劑作為分散介質(水或乙醇)攪拌2小時后，加入表面活性劑季戊四醇酯10kg,攪拌20min，加入硬脂酸15kg，聚乙烯蠟6kg， 二苯曱酰曱烷2kg。捏合攪拌30min,進行粉碎，過篩，包裝。實施例5
將月桂酸60kg和水250kg ，加熱熔融后，在攪拌狀態下加入催化劑(Zn2+鹽)0.3kg,在70 85。C攪拌加入燒堿2kg，保溫攪拌2 4小時，加入鑭系或鈰系的鹽酸鹽120kg，室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進過離心脫水，干燥得到有機稀土鹽。
將制備好的上述物料120kg分散到200kg蒙脫土中，加入500kg的溶劑作為分散介質(水或乙醇)攪拌2小時后，加入表面活性劑三苯lL^磷2kg,攪拌20min，加入硬脂酸15kg,聚乙烯蠟6kg, 二苯曱酰曱烷2kg。捏合攪拌30min，進行粉碎，過篩，包裝。實施例6
將環氧油酸50kg和水250kg ，加熱熔融后，在攪拌狀態下加入催化劑(Zn"鹽)0.2kg,在70 85。C攪拌加入氧化鈣2kg，保溫攪拌2 4小時，加入硝酸鑭120kg，室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進過離心脫水，干燥，粉碎得到有機稀土鹽。將制備好的上述物料120kg分散到200kg蒙脫土中，加入500kg的溶劑 作為分散介質(水或乙醇)攪拌2小時后，加入表面活性劑丙烯酸酯5kg， 攪拌20min,加入硬脂酸15kg，聚乙烯蠟6kg， 二苯甲酰曱烷2kg。捏合攪拌 30min，進行表面處理，粉碎，過篩，包裝。 實施例7
將環氧油酸50kg和水250kg ，加熱熔融后，在攪拌狀態下加入催化劑 (Zn2+鹽)0.2kg,在70 85。C攪拌加入氧化鈣2kg,保溫攪拌2 4小時，加 入硝酸鑭120kg，室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進過離心脫水，千燥， 粉碎得到有機稀土鹽。
將制備好的上述物料120kg ^L到200kg蒙脫土中，加入1000kg的溶 劑作為M介質(水或乙醇)攪拌2小時后，加入表面活性劑丙烯酸酯5kg, 攪拌20min,加入硬脂酸40kg,聚乙烯蠟50kg, 二苯曱酰甲烷10kg。捏合 攪拌30min,進行表面處理，粉碎，過篩，包裝。 實施例8
將環氧油酸50kg和水250kg ，加熱熔融后，在攪拌狀態下加入催化劑 (Zn2+鹽)0.2kg，在70 85。C攪拌加入氧化鈣2kg,保溫攪拌2 4小時，加 入硝酸鑭120kg,室溫攪拌2小時，形成均勻的物料，進過離心脫水，干燥，
粉碎得到有機稀土鹽。
將制備好的上述物料120kg分敉到200kg蒙脫土中，加入600kg的溶劑 作為分散介質(水或乙醇)攪拌2小時后，加入表面活性劑丙烯酸酯2kg, 攪拌20min，加入硬脂酸50kg，聚乙烯蠟40kg, 二苯曱酰曱烷10kg。捏合攪 拌30min，進行表面處理，粉碎，過篩，包裝。
權利要求
1、一種PVC用蒙脫土/稀土穩定劑，其特征在于，重量份組成如下，蒙脫土100有機稀土鹽1～40分散介質 200～500表面改性劑1～10輔助穩定劑10～50。
2、 根據權利要求1所述的PVC用蒙脫土/稀土穩定劑，其特征在于，所 述的有機稀土鹽由鑭系無機稀土鹽和長鏈脂肪酸進行有機化得到有才幾稀土 鹽；所述的長鏈脂肪酸是環氧油酸，硬脂酸，月桂酸或檸檬酸； 所述的長鏈脂肪酸占有機稀土鹽總質量的5%~40%。
3、 才艮據權利要求2所述的PVC用蒙脫土/稀土穩定劑，其特征在于，所 述的長鏈脂肪酸占有機稀土鹽總質量的20% 40%。
4、 根據權利要求1所述的PVC用蒙脫土/稀土穩定劑，其特征在于， 所述的蒙脫土是采用片層結構的蒙脫土。
5、 根據權利要求1所述的PVC用蒙脫土/稀土穩定劑，其特征在于， 所述的分散介質為水，乙醇；所述的表面改性劑為季戊四醇酯，三苯氧基磷或丙烯酸酯； 輔助穩定劑為二苯曱酰曱烷、硬脂酸和聚乙烯蠟或其復配物。
6、 根據權利要求1~5之一所述的PVC用蒙脫土/稀土穩定劑，其特征在于，所述的重量^H且成如下，蒙脫土 100有機稀土鹽 20 40分散介質 400 500表面改性劑 5~10輔助穩定劑 15~20 。
7、 一種權利要求1所述的PVC用蒙脫土/稀土穩定劑的制備方法，其特 征在于，步驟如下，(1) .將長鏈脂肪酸，與水混合加熱，再加入氧化鉀、催化劑Zn"鹽，保 溫攪拌2 4小時；所述長鏈脂肪酸水氧化鈣催化劑的質量比為，1: 5: 0.04: 0.004;(2) .加入鑭系或鈰系的硝酸鹽或鹽酸鹽，高速攪拌繼續反應1~2小時， 待形成均勻的物料；所述長鏈脂肪酸與鑭系或鈰系的硝酸鹽或鹽酸鹽的質量比為1: 1.2;(3) .進過離心脫水，干燥，粉碎得到有機稀土鹽；(4) .將上述有機稀土鹽*于蒙脫土中，加入溶劑作為M介質水或乙 醇，攪拌1 2小時；(5) .經過上述有才幾化插層后，加入表面改性劑，攪拌20-30分鐘，進行 表面處理；(6) .加入其他輔助材料，攪拌10 30分鐘后，進行破碎，過篩，包裝。
8、根據權利要求7所述的PVC用蒙脫土/稀土穩定劑的制備方法，其特征在于，所述的M介質為水，乙醇；所述的表面改性劑為季戊四醇酯，三苯氧基^f粦或丙烯酸酯； 所述的輔助穩定劑為二苯甲酰曱烷； 所述的催化劑為Zi^+鹽。
9、根據權利要求7或8所述的PVC用蒙脫土/稀土穩定劑的制備方法， 其特征在于，(1) .將長鏈脂肪酸50 200Kg，與其質量5倍的水混合加熱，再加入氧化 釣2 25kg，催化劑(X2 0.5kg，保溫攪拌2 4小時；(2) .加入鑭系或鈰系的硝酸鹽或鹽酸鹽60 240kg，高速攪拌繼續反應1~2小時，待形成均勻的物料；(3) .進過離心脫水，干燥，粉碎得到有機稀土鹽；將上述有機稀土鹽1 40kg分散于100kg蒙脫土當中，加入500kg的溶 劑作為^:介質攪拌1 2小時后，進過有機化插層的工藝條件后，加入表面 改性劑l-10kg，攪拌20 30分鐘，進行表面處理，加入其他輔助材料10~50kg 攪拌10 30分鐘后，進行粉碎，過篩，包裝。
全文摘要
PVC用蒙脫土/稀土穩定劑及其制備方法，其中穩定劑的重量份組成是，蒙脫土100；有機稀土鹽1～40；分散介質200～500；表面改性劑1～10；輔助穩定劑10～50；有機稀土鹽由鑭系無機稀土鹽和長鏈脂肪酸進行有機化得到有機稀土鹽；長鏈脂肪酸是環氧油酸，硬脂酸，月桂酸或檸檬酸；占有機稀土鹽總質量的5％～40％。所述的長鏈脂肪酸占有機稀土鹽總質量的20％～40％。本發明克服了傳統穩定劑質軟，紫外線吸收能力弱的缺點。具有良好的剝離性和高補強性，可有效提高PVC復合材料抗沖擊性能，達到納米填料良好增強增韌效果，并對紫外輻照具有良好的阻隔作用。適用對材料機械強度要求較高的PVC材料。
文檔編號C08K9/00GK101456972SQ200810242658
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年12月30日
發明者周寧琳, 徐九春, 玨 方, 朱皓淼, 健 沈, 峻 章, 宏 莫, 馬振毛 申請人:南京師范大學