[发明专利]一种聚氯乙烯硬制品用高效环保复合热稳定剂的制备工艺

说明书

技术领域

 本发明涉及精细化工技术领域，具体是一种聚氯乙烯硬制品用高效环保复合热稳定剂的制备工艺，主要用于聚氯乙烯环保硬制品的加工。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）是世界第三大通用塑料，仅次于聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）。其具有价格低廉、耐腐蚀、耐老化、透明性好、力学性能优异、电绝缘性好以及阻燃等优点，其制品广泛应用于建筑、化工、电器等行业。由于聚氯乙烯树脂分子结构存在的不稳定因素，在受热和氧的作用下极易分解，失去使用价值，因此在聚氯乙烯加工过程中必须加入热稳定剂，防止其因受到高温和机械剪切力而发生降解。

我国是聚氯乙烯热稳定剂生产消耗大国而非制造强国，铅盐类稳定剂长期以来在我国稳定剂市场中占主导地位。随着国内外环保意识的增强，相继出台了一系列的环保法规，如WWWE指令和ROHS指令，限制或者禁止重金属在热稳定剂中的使用，铅盐类稳定剂已将逐步被淘汰，环保产品成为未来发展趋势。我国环保热稳定剂技术水平与国外同类产品相比仍有一段差距，性能还有待提高，目前聚氯乙烯硬制品用的高效环保热稳定剂基本依靠进口。而我国聚氯乙烯工业的快速发展，政府对环保的高度重视，为热稳定剂无毒化快速发展提供了良好的市场空间，同时也对热稳定剂行业提出了更高的要求。随着越来越多的研究成果向工业生产的转化，大大推进了热稳定剂高性能无毒化进程，与世界先进水平的差距正在逐渐缩小。

由于我国的经济发展水平还较低，聚氯乙烯加工业竞争激烈，难以接受有机锡类热稳定剂昂贵的价格，所以价廉物美的钙锌复合类产品是我国热稳定剂无毒化发展的首选途径。随着行业技术的发展，多功能高性能复合类产品、高性价比、一剂多能已成为聚氯乙烯热稳定剂的发展趋势，而安全环保、节能减排成为发展重点，多功能高性能复合类、规格细化则成为研发热点。通过把多种助剂的功能附加在一种“综合助剂”身上，或者是把多种助剂以合适的配比打成一个“复合包”，助剂就实现了包括稳定性、抗氧性、耐光老化性、加工性、增强性等于一体的综合性能，使用起来十分方便，是市场上最受欢迎的品种，国外各大助剂公司对此趋之若骛。

现有的环保复合热稳定剂普遍存在热稳定性差，成本高的问题。往往通过多加外润滑剂来延迟塑化，提高加工性能来满足聚氯乙烯硬制品生产要求。因此造成聚氯乙烯硬制品塑化差，强度低，物理性能差，不耐用。如需达到含铅稳定剂的性能要求，需提高使用量，或添加昂贵的助剂来实现，制造成本大幅度增加，市场竞争力弱。本发明利用创新工艺合成脂肪酸钙、锌的共生物，辅以新型无机和有机辅助稳定剂进行复配，制备一种新型环保复合热稳定剂，解决了目前国内聚氯乙烯硬制品用环保复合热稳定剂普遍热稳定性差，添加量大，成本较高和制品物理性能差的难题。本发明摒弃传统的复合热稳定剂配方设计理念，采用全效配方设计思路，通过引入数学正交试验模式，利用中药配伍原理，合理调配，充分发挥各组份的协同作用，在稳定性和加工性之间寻找最佳点，采用短流程的生产工艺来制备高效全效、多功能的聚氯乙烯环保复合热稳定剂。

发明内容

本发明的目的是为了提高传统钙锌复合热稳定剂热稳定性能，取代铅盐类热稳定剂而提供的一种聚氯乙烯硬制品用高效环保复合热稳定剂的制备工艺。

为了达到上述目的，本发明所设计的一种聚氯乙烯硬制品用高效环保复合热稳定剂的制备工艺，系含脂肪酸金属盐、抗氧剂、润滑剂、多元醇、酮类化合物、环氧化合物和水滑石的复合物；

聚氯乙烯环保复合热稳定剂的制备工艺： 

第一步，在装有搅拌器、温度计和冷凝器的反应釜中投入脂肪酸，依次加入钙化合物、锌化合物；投料的摩尔比比例为:脂肪酸∶锌化合物∶钙化合物=4.4～11.0∶1.8～4.2∶0.4～1.3；在90～140℃温度下进行反应，此时有水蒸气产生，当冷凝器出口无水滴流出时，再维持温度至120～160℃反应2小时，结束反应得到液体脂肪酸金属盐；

第二步，将液体脂肪酸金属盐通过有冷却装置的成型设备制成固体片状，再用高速粉碎机将固体片状物料粉碎成细度200目的脂肪酸金属盐粉体；

第三步，在高速捏合机中按质量百分比依次投入脂肪酸金属盐粉体14～42%、抗氧剂1.5～7.5%、润滑剂9～40%、多元醇2.5～10%、酮类化合物0.5～8.5%和水滑石5～32%；高速搅拌进行捏合，反应5～10分钟，温度升至40～70℃，制得均质粉体产物；

第四步，维持反应温度40～70℃，将质量百分比2.5～10.5%的液体环氧化合物加入均质粉体产物中，高速搅拌2～5分钟，制得润湿性粉状最终产品。

所述的脂肪酸是月桂酸、硬脂酸或棕榈酸。