用于提高CPVC综合性能的钙锌稳定剂及其制备方法与流程

2021-02-02 19:02:49|

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本发明属于稳定剂
技术领域：
，更具体地，本发明涉及一种用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂及其制备方法。
背景技术：
：cpvc是一种应用前景广阔的新型工程塑料。树脂由聚氯乙烯（pvc）树脂氯化改性制得，是一种新型工程塑料。该产品为白色或淡黄色无味、无臭、无毒的疏松颗粒或粉末。pvc树脂经过氯化后，分子键的不规则性增加，极性增加，使树脂的溶解性增大，化学稳定性增加，从而提高了材料的耐热性、耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀。提高了数值的热变形温度的机械性能，氯含量由56.7%提高到63-69%，维卡软化温度由72-82℃，提高到90-125℃，最高使用温度可达110℃，长期使用温度为95℃。众所周知，稳定剂的性能对cpvc材料的稳定性影响较大。常用的热稳定剂主要为铅盐类稳定剂，其价格低廉，热稳定效果好，但其毒性大，严重危害人体健康并污染环境。无毒钙锌复合ca/zn热稳定剂是世界公认的无毒、环保型热稳定剂，且具有价格低廉、润滑性良好等优点，具有极广阔的发展空间。但是，目前市场上用的cpvc稳定剂耐候性较差，容易变色，并且添加含量较高时会显著降低cpvc材料的强度。因此，有必要开发一种用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂。技术实现要素：为此，本发明的第一个方面提供一种用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂，按重量份计，其制备原料包括：硬脂酸钙100份硬脂酸锌50-80份磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石10-30份羟甲基二茂铁10-30份羧基化碳纳米管5-10份聚乙烯蜡5-10份β-环糊精1-5份抗氧剂10101-10份n-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑1-10份kh-5501-5份kh-5601-5份；优选地，其制备原料包括：硬脂酸钙100份硬脂酸锌60-80份磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石20-30份羟甲基二茂铁20-30份羧基化碳纳米管6-9份聚乙烯蜡6-9份β-环糊精2-5份抗氧剂10102-8份n-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑2-8份kh-5502-4份kh-5602-4份；更优选地，其制备原料包括：硬脂酸钙100份硬脂酸锌70份磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石25份羟甲基二茂铁28份羧基化碳纳米管7份聚乙烯蜡8份β-环糊精3份抗氧剂10105份n-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑5份kh-5503份kh-5603份。优选地，所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石的制备方法为：（1）依次将10克羟基磷灰石（平均粒径为200纳米-1000纳米）、2克羟丙基淀粉以及1克kh-550加入到200毫升乙醇中，升温至70℃并搅拌30分钟；（2）然后，向上述搅拌溶液中，加入1克磺化聚苯乙烯（磺化度为40%-70%），在70℃下继续搅拌30分钟后，抽滤，并将所得固体充分干燥后，获得所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石。在一种优选实施方式中，所述羟基磷灰石的平均粒径为500纳米-800纳米；优选为700纳米。在一种优选实施方式中，所述磺化聚苯乙烯的磺化度为40%-60%；优选为50%。在一种优选实施方式中，所述钙锌稳定剂，按重量份计，其制备原料还包括：4-氨基-5-咪唑甲酰胺盐酸盐1-5份以及环氧树脂e511-5份。在一种更优选实施方式中，所述钙锌稳定剂，按重量份计，其制备原料还包括：4-氨基-5-咪唑甲酰胺盐酸盐3份以及环氧树脂e512份。本发明还提供用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂的制备方法，制备步骤包括：将上述原料加入高速搅拌机中，在80℃下搅拌20分钟后，得到所述用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂。优选地，所述搅拌的速率为800转/分钟。具体实施方式原料：聚乙烯蜡购自霍尼韦尔，牌号为ac-316a。硅烷偶联剂kh-550、kh-560购自阿拉丁试剂。羧基化碳纳米管购自南京先丰纳米材料有限公司，牌号为xfs04。其它原料均购自国药集团。实施例1将原料加入高速搅拌机中，在80℃下搅拌20分钟后，得到所述用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂，所述搅拌的速率为800转/分钟；所述原料为：硬脂酸钙100份硬脂酸锌50份磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石10份羟甲基二茂铁10份羧基化碳纳米管5份聚乙烯蜡5份β-环糊精1份抗氧剂10101份n-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑1份kh-5501份kh-5601份；所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石的制备方法为：（1）依次将10克羟基磷灰石（平均粒径为200纳米）、2克羟丙基淀粉以及1克kh-550加入到200毫升乙醇中，升温至70℃并搅拌30分钟；（2）然后，向上述搅拌溶液中，加入1克磺化聚苯乙烯（磺化度为40%），在70℃下继续搅拌30分钟后，抽滤，并将所得固体充分干燥后，获得所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石。实施例2将原料加入高速搅拌机中，在80℃下搅拌20分钟后，得到所述用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂，所述搅拌的速率为800转/分钟；所述原料为：硬脂酸钙100份硬脂酸锌80份磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石30份羟甲基二茂铁30份羧基化碳纳米管10份聚乙烯蜡10份β-环糊精5份抗氧剂101010份n-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑10份kh-5505份kh-5605份；所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石的制备方法为：（1）依次将10克羟基磷灰石（平均粒径为200纳米）、2克羟丙基淀粉以及1克kh-550加入到200毫升乙醇中，升温至70℃并搅拌30分钟；（2）然后，向上述搅拌溶液中，加入1克磺化聚苯乙烯（磺化度为40%），在70℃下继续搅拌30分钟后，抽滤，并将所得固体充分干燥后，获得所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石。实施例3将原料加入高速搅拌机中，在80℃下搅拌20分钟后，得到所述用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂，所述搅拌的速率为800转/分钟；所述原料为：硬脂酸钙100份硬脂酸锌70份磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石25份羟甲基二茂铁28份羧基化碳纳米管7份聚乙烯蜡8份β-环糊精3份抗氧剂10105份n-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑5份kh-5503份kh-5603份；所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石的制备方法为：（1）依次将10克羟基磷灰石（平均粒径为200纳米）、2克羟丙基淀粉以及1克kh-550加入到200毫升乙醇中，升温至70℃并搅拌30分钟；（2）然后，向上述搅拌溶液中，加入1克磺化聚苯乙烯（磺化度为40%），在70℃下继续搅拌30分钟后，抽滤，并将所得固体充分干燥后，获得所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石。实施例4将原料加入高速搅拌机中，在80℃下搅拌20分钟后，得到所述用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂，所述搅拌的速率为800转/分钟；所述原料为：硬脂酸钙100份硬脂酸锌70份磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石25份羟甲基二茂铁28份羧基化碳纳米管7份聚乙烯蜡8份β-环糊精3份抗氧剂10105份n-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑5份kh-5503份kh-5603份；所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石的制备方法为：（1）依次将10克羟基磷灰石（平均粒径为700纳米）、2克羟丙基淀粉以及1克kh-550加入到200毫升乙醇中，升温至70℃并搅拌30分钟；（2）然后，向上述搅拌溶液中，加入1克磺化聚苯乙烯（磺化度为40%），在70℃下继续搅拌30分钟后，抽滤，并将所得固体充分干燥后，获得所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石。实施例5将原料加入高速搅拌机中，在80℃下搅拌20分钟后，得到所述用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂，所述搅拌的速率为800转/分钟；所述原料为：硬脂酸钙100份硬脂酸锌70份磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石25份羟甲基二茂铁28份羧基化碳纳米管7份聚乙烯蜡8份β-环糊精3份抗氧剂10105份n-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑5份kh-5503份kh-5603份；所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石的制备方法为：（1）依次将10克羟基磷灰石（平均粒径为700纳米）、2克羟丙基淀粉以及1克kh-550加入到200毫升乙醇中，升温至70℃并搅拌30分钟；（2）然后，向上述搅拌溶液中，加入1克磺化聚苯乙烯（磺化度为50%），在70℃下继续搅拌30分钟后，抽滤，并将所得固体充分干燥后，获得所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石。实施例6将原料加入高速搅拌机中，在80℃下搅拌20分钟后，得到所述用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂，所述搅拌的速率为800转/分钟；所述原料为：硬脂酸钙100份硬脂酸锌70份磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石25份羟甲基二茂铁28份羧基化碳纳米管7份聚乙烯蜡8份β-环糊精3份抗氧剂10105份n-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑5份kh-5503份kh-5603份4-氨基-5-咪唑甲酰胺盐酸盐3份环氧树脂e512份；所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石的制备方法为：（1）依次将10克羟基磷灰石（平均粒径为700纳米）、2克羟丙基淀粉以及1克kh-550加入到200毫升乙醇中，升温至70℃并搅拌30分钟；（2）然后，向上述搅拌溶液中，加入1克磺化聚苯乙烯（磺化度为50%），在70℃下继续搅拌30分钟后，抽滤，并将所得固体充分干燥后，获得所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石。对比例1将原料加入高速搅拌机中，在80℃下搅拌20分钟后，得到所述用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂，所述搅拌的速率为800转/分钟；所述原料为：硬脂酸钙100份硬脂酸锌70份磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石25份羧基化碳纳米管7份聚乙烯蜡8份β-环糊精3份抗氧剂10105份n-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑5份kh-5503份kh-5603份4-氨基-5-咪唑甲酰胺盐酸盐3份环氧树脂e512份；所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石的制备方法为：（1）依次将10克羟基磷灰石（平均粒径为700纳米）、2克羟丙基淀粉以及1克kh-550加入到200毫升乙醇中，升温至70℃并搅拌30分钟；（2）然后，向上述搅拌溶液中，加入1克磺化聚苯乙烯（磺化度为50%），在70℃下继续搅拌30分钟后，抽滤，并将所得固体充分干燥后，获得所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石。对比例2将原料加入高速搅拌机中，在80℃下搅拌20分钟后，得到所述用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂，所述搅拌的速率为800转/分钟；所述原料为：硬脂酸钙100份硬脂酸锌70份磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石25份羟甲基二茂铁28份聚乙烯蜡8份β-环糊精3份抗氧剂10105份n-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑5份kh-5503份kh-5603份4-氨基-5-咪唑甲酰胺盐酸盐3份环氧树脂e512份；所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石的制备方法为：（1）依次将10克羟基磷灰石（平均粒径为700纳米）、2克羟丙基淀粉以及1克kh-550加入到200毫升乙醇中，升温至70℃并搅拌30分钟；（2）然后，向上述搅拌溶液中，加入1克磺化聚苯乙烯（磺化度为50%），在70℃下继续搅拌30分钟后，抽滤，并将所得固体充分干燥后，获得所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石。对比例3将原料加入高速搅拌机中，在80℃下搅拌20分钟后，得到所述用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂，所述搅拌的速率为800转/分钟；所述原料为：硬脂酸钙100份硬脂酸锌70份磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石25份羟甲基二茂铁28份羧基化碳纳米管7份聚乙烯蜡8份抗氧剂10105份n-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑5份kh-5503份kh-5603份4-氨基-5-咪唑甲酰胺盐酸盐3份环氧树脂e512份；所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石的制备方法为：（1）依次将10克羟基磷灰石（平均粒径为700纳米）、2克羟丙基淀粉以及1克kh-550加入到200毫升乙醇中，升温至70℃并搅拌30分钟；（2）然后，向上述搅拌溶液中，加入1克磺化聚苯乙烯（磺化度为50%），在70℃下继续搅拌30分钟后，抽滤，并将所得固体充分干燥后，获得所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石。对比例4将原料加入高速搅拌机中，在80℃下搅拌20分钟后，得到所述用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂，所述搅拌的速率为800转/分钟；所述原料为：硬脂酸钙100份硬脂酸锌70份磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石25份羟甲基二茂铁28份羧基化碳纳米管7份聚乙烯蜡8份β-环糊精3份抗氧剂10105份kh-5503份kh-5603份4-氨基-5-咪唑甲酰胺盐酸盐3份环氧树脂e512份；所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石的制备方法为：（1）依次将10克羟基磷灰石（平均粒径为700纳米）以及1克kh-550加入到200毫升乙醇中，升温至70℃并搅拌30分钟；（2）然后，向上述搅拌溶液中，加入1克磺化聚苯乙烯（磺化度为50%），在70℃下继续搅拌30分钟后，抽滤，并将所得固体充分干燥后，获得所述磺化聚苯乙烯包覆羟基磷灰石。对比例5将原料加入高速搅拌机中，在80℃下搅拌20分钟后，得到所述用于提高cpvc综合性能的钙锌稳定剂，所述搅拌的速率为800转/分钟；所述原料为：硬脂酸钙100份硬脂酸锌70份羟基磷灰石（平均粒径为700纳米）25份羟甲基二茂铁28份羧基化碳纳米管7份聚乙烯蜡8份β-环糊精3份抗氧剂10105份n-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑5份kh-5503份kh-5603份4-氨基-5-咪唑甲酰胺盐酸盐3份环氧树脂e512份。测试条件1、耐候性测试：将实施例1-6及对比例1-5的钙锌稳定剂在紫外光下照射60h，紫外光灯的型号为uva-340型，紫外光灯管数为3，每个紫外光灯管为40w，测试上述钙锌稳定剂的色差。2、力学性能测试：按重量份计，将cpvc树脂100份以及实施例1-6及对比例1-5中任意一种钙锌稳定剂15份在120℃的高速混合机中混合后，经双螺杆挤出机加工成熔融物料，然后经定型模冷却成板材，用拉伸机测试各样品的拉伸强度。测试结果见下表：例子色差拉伸强度实施例10.1565mpa实施例20.1463mpa实施例30.1268mpa实施例40.1067mpa实施例50.1270mpa实施例60.0875mpa对比例10.3752mpa对比例20.2649mpa对比例30.2350mpa对比例40.2146mpa对比例50.4842mpacpvc树脂（购自普力万）-58mpa当前第1页1 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