一种颗粒状聚氯乙烯稳定剂的高效制备方法与流程

1.本发明涉及一种稳定剂的制备，特别涉及一种颗粒状聚氯乙烯稳定剂的制备工艺。


背景技术：

2.通常聚氯乙烯(pvc)热稳定剂是一种能够吸收聚氯乙烯加工过程中由于温度过高而释放的氯化氢，阻止氧化和终止聚氯乙烯序列增长的物质，所有这些物质如果没有生成氯化氢盐，都是路易斯酸，都会加速降解。聚氯乙烯(pvc)由于其自身结构的缺陷，在加工过程中会因为温度过高易发生脱小分子反应。生成不饱和共轭烯烃，导致材料发生老化。热稳定剂必须是一种高反应性的材料，可以通过取代不稳定的氯原子，中和加工过程中释放的氯化氢，与不饱和的部位发生反应等方式抑制聚氯乙烯(pvc)发生分解，阻止其进步老化，能在低含量的情况下快速起作用，但对聚氯乙烯(pvc)化合物加工或任何其他外观性能有不利影响。一种性能优良的热稳定剂可以提供良好的原始颜色，透明性，长期的稳定性，光稳定性，耐候性和和加工性，不仅能起到抑制或者推迟聚氯乙烯(pvc)大分子链降解的作用，还必须提供优良的外观性能以及加工性能。热稳定剂应该与聚氯乙烯有完美的相容性，持久，高效，抗析出同时也应无色，无臭无味，不可萃取，价格低廉等特性。商品化的热稳定剂已达数百种，主要有金属皂类稳定剂、复合稳定剂、有机锡稳定剂、碱式铅盐类稳定剂四大类。一些环氧化合物，多元醇，亚磷酸酯和含氮类有机物等常作为辅助稳定剂。


技术实现要素：

3.本发明的目的，解决热稳定性较差、不环保、价格高、相容性较差的问题，最终可得到具有良好的热稳定性能，新型环保、高效、廉价的热稳定剂。
4.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
5.步骤一：pvc环保稳定剂造粒配方
6.按质量比：
7.沸石300~320份
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水滑石50~80份
8.铅粉50~80份
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β-二酮30~40份
9.赛克30~40份
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硬脂酸60~70份
10.硬脂酸钙40~50份
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硬脂酸锌100~200份
11.pe蜡100~200份
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费托蜡30~40份
12.步骤二：反应釜中润滑剂的熔融混合
13.在反应釜中，依次从熔点低到高分批加入各润滑剂，如上述部分先加入硬脂酸、等差不多熔化后加入pe蜡、费托蜡、再加入硬脂酸锌、最后加入硬脂酸钙，温度一般控制在120~135℃，边搅拌边熔融，待全部熔化，放料。
14.其中，（1）费托蜡分子量远低于聚乙烯蜡，支链也较少，结晶度高，易于渗入高粘度大分子链之中，显著降低熔体粘度，在加工过程中迁移性小，后期润滑效果明显。
15.（2）费托蜡为饱和直连烷烃，不含双键，抗氧化能力强，产品耐候性好。
16.（3）费托蜡粘度远低于聚乙烯蜡，较少用量即可达到同样润滑效果，使用量仅为聚乙烯蜡的70-80%，费托蜡与pvc相容性较好，作为内外润滑剂都可胜任，可作为良好的内润滑剂有效控制剪切条件，促进流动，控制摩擦和熔融性能，从而提高热稳定性。
17.其中硬脂酸钙有吸收氯化氢的作用，抑制 pvc 的自催化降解脱氯化氢，有长期热稳定作用；硬脂酸锌的热稳定主要是取代 pvc中的不稳定氯原子抑制pvc降解。硬脂酸钙锌之间能产生良好的协同效应。
18.采用本发明，硬脂酸钙锌具有协同作用：硬脂酸钙与硬脂酸锌熔融共混时，两者能形成复合物。该复合物在烯丙基氯原子的取代反应中具有更高的活性，复合物的形成使得硬脂酸钙与硬脂酸锌的协同作用进一步加强。
19.步骤三：捏合机中物料的混合及传送
20.将各种除润滑剂之外的物料沸石、水滑石、铅粉、β-二酮、赛克放入捏合机中，开启捏合机搅拌，同时开动捏合机底部输送螺杆，让其反转，使物料不留死角，待差不多均匀后，把熔融状态的润滑剂放入捏合机，加速捏合机的搅拌，使熔体在粉体中尽量分散均匀，控制温度40~60℃左右。
21.其中β-二酮能稳定 pvc 链中的氯原子而使 pvc 稳定。
22.步骤四：造粒
23.经捏合机搅拌均匀的物料，通过输送螺杆（正向转）输送至造粒机，开动造粒机旋转造粒头，在气转头高速旋转碾压下，润滑剂和其他部分被碾压在一起，从底盘下料孔中脱落，形成颗粒；
24.步骤五：冷却与包装
25.造粒机出来的颗粒，因高速摩擦有较高的温度，50~60℃，经输送和冷却机冷却至25~30℃左右，分装成袋。
26.作为优选，步骤一中硬脂酸钙的合成包括：称量5~10g硬脂酸于250ml四颈烧瓶中，加入70~140ml去离子水，20~30g催化剂置于恒温水槽中，保持水浴65~75℃，待硬脂酸熔化后，按物料比硬脂酸:氢氧化钙为1:1~1:2，加入氢氧化钙，反应1~3h，取出合成物抽滤，洗涤，于 100~105℃烘箱中烘6~8h，备用。
27.其中，硬脂酸钙是强碱性羧酸盐，其作为 pvc 热稳定剂因为能吸收 pvc 降解生成的hcl气体，从而抑制hcl对pvc降解的自催化作用，同时自身被消耗生成 cacl2，cacl2对pvc降解无促进作用。
28.采用本发明方案，水能起到分散硬脂酸的作用，催化剂为双氧水，无污染不产生含盐废水，加热分解为水和氧气不需做另外处理，有漂白产品的作用、绿色环保，能有效的提高硬脂酸的转化率。
29.作为优选，步骤一中硬脂酸锌的合成包括：称量5~10g硬脂酸于250ml四颈烧瓶中，加入60~120ml去离子水，置于恒温水槽中并轻微搅拌，保持水浴85~95℃，待硬脂酸熔化后，按照硬脂酸:氢氧化钠物料比为1:1~1:1.5加入进行皂化反应加入氢氧化钠进行皂化反应，反应1~3h后加入10~15g金属氯化锌，反应1~3h，取出生成物抽滤，洗涤，于100~105℃烘箱中烘6~8h，备用。
30.其中，硬脂酸锌作为一种lewis酸，其酸性相对较强，可形成共价羧酸盐。其作为
pvc 热稳定剂不仅能吸收hcl气体，而且其羧基可以取代烯丙基氯原子，从而抑制pvc的进一步降解。
31.作为优选，用单烷基磷酸酯钾改性水滑石：配制溶液 a:100~120 ml，将硝酸镁mg(no3)2、硝酸铝al(no3)3和硝酸镧 la(no3)3用去离子水溶解，其中摩尔浓度m
2+
:m
3+
=3:1~5:3；la
3+
：al
3+
=1:3~3:5，al(no3)3摩尔浓度：0.1~0.3mol/l；mg(no3)2摩尔浓度：0.3~0.6mol/l。配制溶液b:0.2~0.4mol/l的naoh 100~120ml。
32.将洗净的500ml的三颈烧瓶中，加入30~50ml的去离子水和2~8g单烷基磷酸酯钾，放置在80~90℃油浴锅中，用n2冲洗反应器中的空气，使其充满n2气体，将三颈烧瓶接入冷凝回流装置。将上述 a，b两种溶液分别用滴液漏斗滴入三颈烧瓶中，控制漏斗滴速为1~3滴每秒，待a与b溶液滴加即将结束时，用a和b两种溶液调节三颈烧瓶中混合溶液的ph 值10～11，恒温保持时间3~4h，在恒温过程里，通n2保护。待混和溶液老化后，将其转入水热反应釜，以120~150℃，8~10h反应条件，制备水滑石。待水热反应结束后，将溶液抽滤、洗涤至中性、干燥，得改性水滑石。
33.综上所述，采用本发明方案，能够制备出具有良好的热稳定性能，新型环保、高效、廉价的热稳定剂。
附图说明
34.图1是一种颗粒状聚氯乙烯稳定剂的制备工艺流程。
具体实施方式
35.实施例1
36.硬脂酸钙的合成包括：称量5g硬脂酸于250ml四颈烧瓶中，加入70ml去离子水，20g催化剂置于恒温水槽中，保持水浴65℃，待硬脂酸熔化后，按物料比硬脂酸:氢氧化钙为1:1，加入氢氧化钙，反应1h，取出合成物抽滤，洗涤，于 100℃烘箱中烘6h，备用。
37.硬脂酸锌的合成包括：称量5g硬脂酸于250ml四颈烧瓶中，加入60ml去离子水，置于恒温水槽中并轻微搅拌，保持水浴85℃，待硬脂酸熔化后，按照硬脂酸:氢氧化钠物料比为1:1加入进行皂化反应加入氢氧化钠进行皂化反应，反应1h后加入10g金属氯化锌，反应1h，取出生成物抽滤，洗涤，于100℃烘箱中烘6h，备用。
38.用单烷基磷酸酯钾改性水滑石：配制溶液 a:100 ml，将硝酸镁mg(no3)2、硝酸铝al(no3)3和硝酸镧 la(no3)3用去离子水溶解，其中摩尔浓度m
2+
:m
3+
=3:1；la
3+
：al
3+
=1:3，al(no3)3摩尔浓度：0.1mol/l；mg(no3)2摩尔浓度：0.3mol/l。配制溶液b:0.2mol/l的naoh 100ml。
39.将洗净的500ml的三颈烧瓶中，加入30ml的去离子水和2g单烷基磷酸酯钾，放置在80℃油浴锅中，用n2冲洗反应器中的空气，使其充满n2气体，将三颈烧瓶接入冷凝回流装置。将上述 a，b两种溶液分别用滴液漏斗滴入三颈烧瓶中，控制漏斗滴速为1滴每秒，待a与b溶液滴加即将结束时，用a和b两种溶液调节三颈烧瓶中混合溶液的ph 值10，恒温保持时间3h，在恒温过程里，通n2保护。待混和溶液老化后，将其转入水热反应釜，以120℃，8h反应条件，制备水滑石。待水热反应结束后，将溶液抽滤、洗涤至中性、干燥，得改性水滑石。
40.在反应釜中，依次从熔点低到高分批加入各润滑剂，温度一般控制在120℃，边搅
拌边熔融，待全部熔化，放料；将各种除润滑剂之外的物料，放入捏合机中，搅拌，待差不多均匀后，把熔融状态的润滑剂放入捏合机，分散均匀，控制温度40℃左右；经捏合机搅拌均匀的物料，输送至造粒机，开动造粒机旋转造粒头，润滑剂和其他部分被碾压在一起，从底盘下料孔中脱落，形成颗粒；造粒机出来的颗粒，50℃，经输送和冷却机冷却至25℃左右，分装成袋。
41.配方一：
42.沸石300份
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水滑石50份
43.铅粉50份
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β-二酮30份
44.赛克30份
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硬脂酸60份
45.硬脂酸钙40份
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硬脂酸锌100份
46.pe蜡100份
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费托蜡30份
47.实施例2
48.硬脂酸钙的合成包括：称量6g硬脂酸于250ml四颈烧瓶中，加入80ml去离子水，22g催化剂置于恒温水槽中，保持水浴68℃，待硬脂酸熔化后，按物料比硬脂酸:氢氧化钙为1:1.2，加入氢氧化钙，反应1.5h，取出合成物抽滤，洗涤，于 101℃烘箱中烘6h，备用。
49.硬脂酸锌的合成包括：称量6g硬脂酸于250ml四颈烧瓶中，加入70ml去离子水，置于恒温水槽中并轻微搅拌，保持水浴88℃，待硬脂酸熔化后，按照硬脂酸:氢氧化钠物料比为1:1.2加入进行皂化反应加入氢氧化钠进行皂化反应，反应1h后加入11g金属氯化锌，反应1h，取出生成物抽滤，洗涤，于101℃烘箱中烘6h，备用。
50.用单烷基磷酸酯钾改性水滑石：配制溶液 a:105ml，将硝酸镁mg(no3)2、硝酸铝al(no3)3和硝酸镧 la(no3)3用去离子水溶解，其中摩尔浓度m
2+
:m
3+
=3:2；la
3+
：al
3+
=2:3，al(no3)3摩尔浓度：0.15mol/l；mg(no3)2摩尔浓度：0.4mol/l。配制溶液b:0.3mol/l的naoh 110ml。
51.将洗净的500ml的三颈烧瓶中，加入40ml的去离子水和4g单烷基磷酸酯钾，放置在82℃油浴锅中，用n2冲洗反应器中的空气，使其充满n2气体，将三颈烧瓶接入冷凝回流装置。将上述 a，b两种溶液分别用滴液漏斗滴入三颈烧瓶中，控制漏斗滴速为1滴每秒，待a与b溶液滴加即将结束时，用a和b两种溶液调节三颈烧瓶中混合溶液的ph 值10.4，恒温保持时间3h，在恒温过程里，通n2保护。待混和溶液老化后，将其转入水热反应釜，以130℃，8h反应条件，制备水滑石。待水热反应结束后，将溶液抽滤、洗涤至中性、干燥，得改性水滑石。
52.在反应釜中，依次从熔点低到高分批加入各润滑剂，温度一般控制在125℃，边搅拌边熔融，待全部熔化，放料；将各种除润滑剂之外的物料，放入捏合机中，搅拌，待差不多均匀后，把熔融状态的润滑剂放入捏合机，分散均匀，控制温度45℃左右；经捏合机搅拌均匀的物料，输送至造粒机，开动造粒机旋转造粒头，润滑剂和其他部分被碾压在一起，从底盘下料孔中脱落，形成颗粒；造粒机出来的颗粒，54℃，经输送和冷却机冷却至27℃左右，分装成袋。
53.配方二：
54.沸石310份
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水滑石60份
55.铅粉60份
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β-二酮35份
56.赛克34份
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硬脂酸65份
57.硬脂酸钙44份
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硬脂酸锌150份
58.pe蜡150份
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费托蜡34份
59.实施例3
60.硬脂酸钙的合成包括：称量8g硬脂酸于250ml四颈烧瓶中，加入100ml去离子水，25g催化剂置于恒温水槽中，保持水浴70℃，待硬脂酸熔化后，按物料比硬脂酸:氢氧化钙为1:1.5，加入氢氧化钙，反应2h，取出合成物抽滤，洗涤，于 103℃烘箱中烘7h，备用。
61.硬脂酸锌的合成包括：称量8g硬脂酸于250ml四颈烧瓶中，加入100ml去离子水，置于恒温水槽中并轻微搅拌，保持水浴90℃，待硬脂酸熔化后，按照硬脂酸:氢氧化钠物料比为1:1.3加入进行皂化反应加入氢氧化钠进行皂化反应，反应2h后加入13g金属氯化锌，反应2h，取出生成物抽滤，洗涤，于103℃烘箱中烘7h，备用。
62.用单烷基磷酸酯钾改性水滑石：配制溶液 a:110ml，将硝酸镁mg(no3)2、硝酸铝al(no3)3和硝酸镧 la(no3)3用去离子水溶解，其中摩尔浓度m
2+
:m
3+
=4:3；la
3+
：al
3+
=2:5，al(no3)3摩尔浓度：0.2mol/l；mg(no3)2摩尔浓度：0.5mol/l。配制溶液b:0.3mol/l的naoh 115ml。
63.将洗净的500ml的三颈烧瓶中，加入40ml的去离子水和6g单烷基磷酸酯钾，放置在85℃油浴锅中，用n2冲洗反应器中的空气，使其充满n2气体，将三颈烧瓶接入冷凝回流装置。将上述 a，b两种溶液分别用滴液漏斗滴入三颈烧瓶中，控制漏斗滴速为2滴每秒，待a与b溶液滴加即将结束时，用a和b两种溶液调节三颈烧瓶中混合溶液的ph 值10.5，恒温保持时间3h，在恒温过程里，通n2保护。待混和溶液老化后，将其转入水热反应釜，以140℃，9h反应条件，制备水滑石。待水热反应结束后，将溶液抽滤、洗涤至中性、干燥，得改性水滑石。
64.在反应釜中，依次从熔点低到高分批加入各润滑剂，温度一般控制在132℃，边搅拌边熔融，待全部熔化，放料；将各种除润滑剂之外的物料，放入捏合机中，搅拌，待差不多均匀后，把熔融状态的润滑剂放入捏合机，分散均匀，控制温度55℃左右；经捏合机搅拌均匀的物料，输送至造粒机，开动造粒机旋转造粒头，润滑剂和其他部分被碾压在一起，从底盘下料孔中脱落，形成颗粒；造粒机出来的颗粒，55℃，经输送和冷却机冷却至28℃左右，分装成袋。
65.配方三：
66.沸石310份
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水滑石70份
67.铅粉70份
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β-二酮35份
68.赛克38份
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硬脂酸68份
69.硬脂酸钙46份
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硬脂酸锌170份
70.pe蜡160份
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费托蜡38份
71.实施例4
72.硬脂酸钙的合成包括：称量10g硬脂酸于250ml四颈烧瓶中，加入140ml去离子水，30g催化剂置于恒温水槽中，保持水浴75℃，待硬脂酸熔化后，按物料比硬脂酸:氢氧化钙为1:2，加入氢氧化钙，反应3h，取出合成物抽滤，洗涤，于 105℃烘箱中烘8h，备用。
73.硬脂酸锌的合成包括：称量10g硬脂酸于250ml四颈烧瓶中，加入120ml去离子水，置于恒温水槽中并轻微搅拌，保持水浴95℃，待硬脂酸熔化后，按照硬脂酸:氢氧化钠物料比为1:1.5加入进行皂化反应加入氢氧化钠进行皂化反应，反应3h后加入15g金属氯化锌，
反应3h，取出生成物抽滤，洗涤，于105℃烘箱中烘8h，备用。
74.用单烷基磷酸酯钾改性水滑石：配制溶液 a:120 ml，将硝酸镁mg(no3)2、硝酸铝al(no3)3和硝酸镧 la(no3)3用去离子水溶解，其中摩尔浓度m
2+
:m
3+
=5:3；la
3+
：al
3+
=3:5，al(no3)3摩尔浓度：0.3mol/l；mg(no3)2摩尔浓度：0.6mol/l。配制溶液b:0.4mol/l的naoh 120ml。
75.将洗净的500ml的三颈烧瓶中，加入50ml的去离子水和8g单烷基磷酸酯钾，放置在90℃油浴锅中，用n2冲洗反应器中的空气，使其充满n2气体，将三颈烧瓶接入冷凝回流装置。将上述 a，b两种溶液分别用滴液漏斗滴入三颈烧瓶中，控制漏斗滴速为3滴每秒，待a与b溶液滴加即将结束时，用a和b两种溶液调节三颈烧瓶中混合溶液的ph 值11，恒温保持时间4h，在恒温过程里，通n2保护。待混和溶液老化后，将其转入水热反应釜，以150℃，10h反应条件，制备水滑石。待水热反应结束后，将溶液抽滤、洗涤至中性、干燥，得改性水滑石。
76.在反应釜中，依次从熔点低到高分批加入各润滑剂，温度一般控制在135℃，边搅拌边熔融，待全部熔化，放料；将各种除润滑剂之外的物料，放入捏合机中，搅拌，待差不多均匀后，把熔融状态的润滑剂放入捏合机，分散均匀，控制温度60℃左右；经捏合机搅拌均匀的物料，输送至造粒机，开动造粒机旋转造粒头，润滑剂和其他部分被碾压在一起，从底盘下料孔中脱落，形成颗粒；造粒机出来的颗粒，60℃，经输送和冷却机冷却至30℃左右，分装成袋。
77.配方四：
78.沸石320份
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水滑石80份
79.铅粉80份
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β-二酮40份
80.赛克40份
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硬脂酸70份
81.硬脂酸钙50份
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硬脂酸锌200份
82.pe蜡200份
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费托蜡40份
83.对比例1
84.硬脂酸钙的合成包括：称量5g硬脂酸于250ml四颈烧瓶中，加入70ml去离子水，20g催化剂置于恒温水槽中，保持水浴65℃，待硬脂酸熔化后，按物料比硬脂酸:氢氧化钙为1:1，加入氢氧化钙，反应1h，取出合成物抽滤，洗涤，于 100℃烘箱中烘6h，备用。
85.用单烷基磷酸酯钾改性水滑石：配制溶液 a:100 ml，将硝酸镁mg(no3)2、硝酸铝al(no3)3和硝酸镧 la(no3)3用去离子水溶解，其中摩尔浓度m
2+
:m
3+
=3:1；la
3+
：al
3+
=1:3，al(no3)3摩尔浓度：0.1mol/l；mg(no3)2摩尔浓度：0.3mol/l。配制溶液b:0.2mol/l的naoh 100ml。
86.将洗净的500ml的三颈烧瓶中，加入30ml的去离子水和2g单烷基磷酸酯钾，放置在80℃油浴锅中，用n2冲洗反应器中的空气，使其充满n2气体，将三颈烧瓶接入冷凝回流装置。将上述 a，b两种溶液分别用滴液漏斗滴入三颈烧瓶中，控制漏斗滴速为1滴每秒，待a与b溶液滴加即将结束时，用a和b两种溶液调节三颈烧瓶中混合溶液的ph 值10，恒温保持时间3h，在恒温过程里，通n2保护。待混和溶液老化后，将其转入水热反应釜，以120℃，8h反应条件，制备水滑石。待水热反应结束后，将溶液抽滤、洗涤至中性、干燥，得改性水滑石。
87.在反应釜中，依次从熔点低到高分批加入各润滑剂，温度一般控制在120℃，边搅拌边熔融，待全部熔化，放料；将各种除润滑剂之外的物料，放入捏合机中，搅拌，待差不多
均匀后，把熔融状态的润滑剂放入捏合机，分散均匀，控制温度40℃左右；经捏合机搅拌均匀的物料，输送至造粒机，开动造粒机旋转造粒头，润滑剂和其他部分被碾压在一起，从底盘下料孔中脱落，形成颗粒；造粒机出来的颗粒，50℃，经输送和冷却机冷却至25℃左右，分装成袋。
88.配方一：
89.沸石300份
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水滑石50份
90.铅粉50份
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β-二酮30份
91.赛克30份
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硬脂酸60份
92.硬脂酸钙40份
93.pe蜡100份
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费托蜡30份
94.对比例2
95.硬脂酸锌的合成包括：称量5g硬脂酸于250ml四颈烧瓶中，加入60ml去离子水，置于恒温水槽中并轻微搅拌，保持水浴85℃，待硬脂酸熔化后，按照硬脂酸:氢氧化钠物料比为1:1加入进行皂化反应加入氢氧化钠进行皂化反应，反应1h后加入10g金属氯化锌，反应1h，取出生成物抽滤，洗涤，于100℃烘箱中烘6h，备用。
96.用单烷基磷酸酯钾改性水滑石：配制溶液 a:100 ml，将硝酸镁mg(no3)2、硝酸铝al(no3)3和硝酸镧 la(no3)3用去离子水溶解，其中摩尔浓度m
2+
:m
3+
=3:1；la
3+
：al
3+
=1:3，al(no3)3摩尔浓度：0.1mol/l；mg(no3)2摩尔浓度：0.3mol/l。配制溶液b:0.2mol/l的naoh 100ml。
97.将洗净的500ml的三颈烧瓶中，加入30ml的去离子水和2g单烷基磷酸酯钾，放置在80℃油浴锅中，用n2冲洗反应器中的空气，使其充满n2气体，将三颈烧瓶接入冷凝回流装置。将上述 a，b两种溶液分别用滴液漏斗滴入三颈烧瓶中，控制漏斗滴速为1滴每秒，待a与b溶液滴加即将结束时，用a和b两种溶液调节三颈烧瓶中混合溶液的ph 值10，恒温保持时间3h，在恒温过程里，通n2保护。待混和溶液老化后，将其转入水热反应釜，以120℃，8h反应条件，制备水滑石。待水热反应结束后，将溶液抽滤、洗涤至中性、干燥，得改性水滑石。
98.在反应釜中，依次从熔点低到高分批加入各润滑剂，温度一般控制在120℃，边搅拌边熔融，待全部熔化，放料；将各种除润滑剂之外的物料，放入捏合机中，搅拌，待差不多均匀后，把熔融状态的润滑剂放入捏合机，分散均匀，控制温度40℃左右；经捏合机搅拌均匀的物料，输送至造粒机，开动造粒机旋转造粒头，润滑剂和其他部分被碾压在一起，从底盘下料孔中脱落，形成颗粒；造粒机出来的颗粒，50℃，经输送和冷却机冷却至25℃左右，分装成袋。
99.配方二：
100.沸石300份
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水滑石50份
101.铅粉50份
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β-二酮30份
102.赛克30份
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硬脂酸60份
103.硬脂酸锌100份
104.pe蜡100份
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费托蜡30份
105.塑化性能测试：称取定量的各种主、辅材料，用高速混合机混合均匀后，再称取60g的混合粉料，加入到转矩流变仪的密炼室，于175℃，35r/min转速下进行恒温流变测试，得
到表征塑化性能的有关参数。
106.pvc 的热降解实验参照 gb2917－82 刚果红法，pvc 树脂与一定量的热稳定剂在研钵中研磨10min，装入试管，置于温度为190
±
1℃油浴中，试纸变色时间即为热稳定时间，观察并记录树脂的颜色变化。
107.电导测试：将加入热稳定剂的聚氯乙烯样品，进行降解作用，过程中制品脱除的氯化氢用去离子水吸收，通过测定去离子水的电导随时间的变化，表征 pvc 制品的降解程度。具体方法：取 2g 塑化过的pvc颗粒置于平底试管中，先通氮气除去体系中的空气，将试管放入180
±
1℃硅油浴中，同时将连接管插入去离子水中，水浴温度控制25 ℃，将电极也插入去离子水中，开始计时，记录去离子水的电导变化及相应时间。
108.比表面积测试
109.颗粒的比表而枳由美国麦克仪器公司快速比表面孔径分析仪和芙国康塔公司企自动比表面分析仪采用氮气物理吸附法测试。
110.粒度与粉碎率分析
111.粒度分析采用英国马尔文仪器有限公”型激光粒度分析仪进行检测。颗粒粉碎率在转下振蹄后过蹄测定。
112.粉化率=(m1-m2)/m1*100%
113.表1塑化性能
[0114][0115][0116]
从表中可看出，实施例与对比例的塑化时间与平衡温度大致相等，说明两者的相容性差不多。最大扭矩是指加工设备所需传动功率的度量，实施例的最大扭矩小于对比例的最大扭矩，说明添加硬脂酸钙、锌后，在加工过程中可降低所需的动力。平衡扭矩决定了加工设备生产的功率消耗，实施例的平衡扭矩小于对比例的平衡扭矩，说明添加硬脂酸钙、锌后，可降低物料对设备的功率消耗。由此可见，硬脂酸钙、锌可以使 pvc制品的综合型性能得到改善。同时添加表面活性剂的水滑石很好的对水滑石的表面进行了改性，提高了水滑石在聚氯乙烯中的分散性，改善水滑石在聚氯乙烯中是流动性，使聚氯乙烯表明形成了一层有机薄膜，使无机的水滑石能与聚氯乙烯界面相溶性得到提高。
[0117]
表2刚果红法
[0118][0119][0120]
由表2可知，实施例4的热稳定性最好，对比例2热稳定性较差，由此表明加表面活性剂的水滑石热稳定效果较好，同时因协同作用：硬脂酸钙与硬脂酸锌熔融共混时，两者能形成复合物。该复合物在烯丙基氯原子的取代反应中具有更高的活性，复合物的形成使得硬脂酸钙与硬脂酸锌的协同作用进一步加强。
[0121]
表3电导
[0122][0123]
由表3可知，实施例4的电导最小，说明稳定剂起到缓解降解的作用较强，对比例2最高，说明稳定剂起到缓解降解的作用较差。
[0124]
实施例中硬脂酸钙与硬脂酸锌的协同作用较强，降低了硬脂酸锌的消耗速度，维持其对烯丙基氯的置换作用；同时，避免了氯化锌的生成而造成对 pvc 的催化降解。
[0125]
对比例1中硬脂酸钙是强碱性羧酸盐，其作为 pvc热稳定剂因为能吸收 pvc 降解生成的 hcl 气体，从而抑制 hcl对pvc降解的自催化作用，同时自身被消耗生成cacl2，cacl2对pvc降解无促进作用。
[0126]
对比例2中硬脂酸锌其作为pvc热稳定剂不仅能吸收hcl气体，而且其羧基可以取代烯丙基氯原子，从而抑制 pvc 的进一步降解。生成的 zncl2强lewis酸，对pvc降解有很强的促进作用。
[0127]
表4比表面积
[0128][0129]
表5粒度、粉化率
[0130][0131][0132]
由表4、5可知，实施例4造粒效果最好，而对比例1所得颗粒大小较差，对比现有市场所有多为粉体类型的pvc稳定剂，本发明具有将稳定剂颗粒化的特点，因此本发明效果更好。
[0133]
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种颗粒状聚氯乙烯稳定剂的制备方法，其特征在于：步骤一：pvc环保稳定剂造粒配方按质量比：沸石300~320份
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水滑石50~80份铅粉50~80份
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β-二酮30~40份赛克30~40份
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硬脂酸60~70份硬脂酸钙40~50份
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硬脂酸锌100~200份pe蜡100~200份
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费托蜡30~40份；步骤二：反应釜中润滑剂的熔融混合在反应釜中，依次从熔点低到高分批加入各润滑剂，先加入硬脂酸，待熔化后加入pe蜡、费托蜡、再加入硬脂酸锌、最后加入硬脂酸钙，温度一般控制在120~135℃，边搅拌边熔融，待全部熔化，放料；步骤三：捏合机中物料的混合及传送将各种除润滑剂之外的物料沸石、水滑石、铅粉、β-二酮、赛克放入捏合机中，开启捏合机搅拌，同时开动捏合机底部输送螺杆，混合均匀后，把熔融状态的润滑剂加入捏合机，加速捏合机的搅拌，使熔体在粉体中分散均匀，控制温度40~60℃；步骤四：造粒经捏合机搅拌均匀的物料，通过输送螺杆输送至造粒机，开动造粒机旋转造粒头，在气转头高速旋转碾压下，润滑剂和其他部分被碾压在一起，从底盘下料孔中脱落，形成颗粒；步骤五：冷却与包装。2.根据权利要求1所述的一种颗粒状聚氯乙烯稳定剂的制备方法，其特征在于：步骤一中硬脂酸钙的合成包括：称量5~10g硬脂酸于250ml四颈烧瓶中，加入70~140ml去离子水，20~30g催化剂置于恒温水槽中，保持水浴65~75℃，待硬脂酸熔化后，按物料比硬脂酸:氢氧化钙为1:1~1:2，加入氢氧化钙，反应1~3h，取出合成物抽滤，洗涤，于100~105℃烘箱中烘6~8h，备用。3.根据权利要求1所述的一种颗粒状聚氯乙烯稳定剂的制备方法，其特征在于：步骤一中硬脂酸锌的合成包括：称量5~10g硬脂酸于250ml四颈烧瓶中，加入60~120ml去离子水，置于恒温水槽中并轻微搅拌，保持水浴85~95℃，待硬脂酸熔化后，按照硬脂酸:氢氧化钠物料比为1:1~1:1.5，加入氢氧化钠进行皂化反应，反应1~3h后加入10~15g金属氯化锌，反应1~3h，取出生成物抽滤，洗涤，于100~105℃烘箱中烘6~8h，备用。4.根据权利要求1所述的一种颗粒状聚氯乙烯稳定剂的制备方法，其特征在于：用单烷基磷酸酯钾改性水滑石：配制溶液 a:100~120 ml，将硝酸镁mg(no3)2、硝酸铝al(no3)3和硝酸镧 la(no3)3用去离子水溶解，其中摩尔浓度m
2+
:m
3+
=3:1~5:3；la
3+
:al
3+
=1:3~3:5，al(no3)3摩尔浓度：0.1~0.3mol/l；mg(no3)2摩尔浓度：0.3~0.6mol/l；配制溶液b:0.2~0.4mol/l的naoh 100~120ml。5.根据权利要求4所述的一种颗粒状聚氯乙烯稳定剂的制备方法，其特征在于：将洗净的500ml的三颈烧瓶中，加入30~50ml的去离子水和2~8g单烷基磷酸酯钾，放置在80~90℃油浴锅中，用n2冲洗反应器中的空气，使其充满n2气体，将三颈烧瓶接入冷凝回流装置；将上述 a，b两种溶液分别用滴液漏斗滴入三颈烧瓶中，控制漏斗滴速为1~3滴每秒，待a与b溶液滴
加即将结束时，用a和b两种溶液调节三颈烧瓶中混合溶液的ph 值10～11，恒温保持时间3~4h，在恒温过程里，通n2保护；待混和溶液老化后，将其转入水热反应釜，以120~150℃，8~10h反应条件，制备水滑石；待水热反应结束后，将溶液抽滤、洗涤至中性、干燥，得改性水滑石。6.根据权利要求1所述的一种颗粒状聚氯乙烯稳定剂的制备方法，其特征在于：步骤二中各润滑剂熔点：硬脂酸67~72℃、pe蜡90-120℃、费托蜡110-120℃、硬脂酸锌130℃、硬脂酸钙147~149℃。7.根据权利要求1所述的一种颗粒状聚氯乙烯稳定剂的制备方法，其特征在于：步骤五：冷却与包装，造粒机出来的颗粒，因高速摩擦温度为50~60℃，经输送和冷却机冷却至25~30℃左右，分装成袋。

技术总结
本发明涉及一种颗粒状聚氯乙烯稳定剂的制备方法。颗粒状聚氯乙烯稳定剂制备方法包括：确定PVC环保稳定剂造粒配方；润滑剂的熔融混合：在反应釜中，依次从熔点低到高分批加入各润滑剂，边搅拌边熔融，待全部熔化，放料；物料的混合及传送：将除润滑剂之外的物料放入捏合机中，搅拌，同时把熔融状态的润滑剂放入捏合机，加速搅拌，控制温度使物料分散均匀造粒：搅拌均匀的物料，输送至造粒机，将润滑剂和其他部分被碾压在一起，从底盘下料孔中脱落，形成颗粒；冷却与包装。本发明具有提高水滑石在聚氯乙烯中的分散性和流动性，改善相容性，提高聚氯乙烯颗粒的机械性能，良好的热稳定性能和颗粒度。和颗粒度。和颗粒度。


技术研发人员：项义崇
受保护的技术使用者：浙江恩普特新材料科技有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/7/12