XDW高效多功能有机铅盐复合稳定剂的研制.docx

xdw 高效多功能有机铅盐复合稳定剂的研制胡文玺 1, 刘连声 2, 蒋马小 2, 李学辉 2, 陈杰 2( 1.泰州市海陵区科技局, 江苏 泰州 225300; 2.泰州现代化工有限公司, 江苏 泰州 225300)摘 要: 以氰尿酸替代无机酸合成有机铅盐, 选择具有协同作用的辅助热稳定剂和多种功能性助剂, 通过合理配方和特殊工艺制成 pvc 塑料加工专用 xdw 高效多功能有机铅盐 复合稳定剂。研究了主热稳定剂、辅助热稳定剂、助剂及润滑体系的选择对其热稳定 性的影响。该产品热稳定时间长, 同时具有热稳定、润滑、抗氧化、抗老化等多功能, 可 简化配料且无粉尘飞扬。关键词: 稳定剂; 有机铅盐; 多功能; 复合型中图分类号: tq31文献标识码: a文章编号: 1671- 0142( 2006) 01- 0054- 03聚氯乙烯(pvc) 在加工和使用过程中, 受到热、氧、光作用会引起降解而脱氯化氢( hcl) , 产生有色共轭双键的多烯序列, 导致制品变色、发脆, 严重时会使加工无法进行。因此, 在 pvc 的加工过程中必须要添加热稳定剂1, 2。传统热稳定剂以粉状无机铅盐, 如三盐基硫酸铅( 3pbopbso4h2o, 简称三盐) 二盐 基亚磷酸铅( 2pbopbhpo3!h2o, 简称二盐) 为主, 由于其综合性能差、使用不方便、职业卫生和环保 等问题, 欧美等国家已限制使用。用有机酸( 氰尿酸) 替代无机酸( 硫酸和亚磷酸) 合成有机铅盐( 氰尿酸铅) , 再配以辅助热稳定剂和 多种功能性助剂, 利用各组分的协同作用, 通过合理配方和特殊复合工艺制成 xdw 高效多功能有机铅 盐复合稳定剂, 其热稳定性较其它类型稳定剂有较大的提高, 同时具有热稳定、润滑、抗氧化、抗老化等 多功能, 可一次称重且无粉尘飞扬。1、实验1.1 仪器5000ml 四颈瓶及搅拌、加热装置; jm50 立式胶体磨, 温州市胶体磨厂; 实验用小型捏合机, 如皋市 晨光捏合机厂; shr- 5a 高速混合机, 张家港市轻工机械厂; sk- 160b 双辊塑炼机, 上海橡胶机械厂。1.2材料氧化铅, 99.5%, 靖江天龙化工厂; 氰尿酸, 99% , 溧阳新宇化工厂; 硬脂酸铅 m, 自制; t2 酯类润滑剂, 自制; t3 复合抗氧剂, 自制; 催化剂, 自制; 助剂、。1.3 制备方法在反应器内加入 2500ml 底水, 开启搅拌, 投入定量催化剂和 800g 氧化铅, 15min 后, 加入 100g 氰 尿酸, 升温至 68, 反应 90min, 调 ph 至 7, 继续反应 60min; 逐渐升温至 95, 30min 内逐渐加入 30-90g 硬脂酸铅 m 和 10- 20g t2, 逐渐冷却至 55, 搅拌 60min, 待物料呈小颗粒状进行过滤; 将物料转移至捏合机中, 同时投入 200- 500g 硬脂酸铅 m、10- 50gt2、10- 50gt3 和助剂、等助剂, 加热至 130,倾泄余水, 搅拌 180min 出料; 冷却至 50, 于二辊上压成小片状。不同规格, 其配比不同。1.4 热稳定性试验方法将聚氯乙烯树脂( pvc) 、邻苯二甲酸二异辛酯( dop) 和复合稳定剂按照 100: 5: 5 的配比在高速混 合机中预分散, 并于 85100高速混合 10 分钟, 然后在双辊塑炼机上于 185195混炼 8 分钟, 拉成作者简介: 胡文玺(1957- ), 男, 江苏泰州人, 高级工程师.第 1 期胡文玺, 刘连声, 蒋马小, 李学辉, 陈 杰: xdw 高效多功能有机铅盐复合稳定剂的研制553mm 左右薄片、切碎。依据 gb8815- 88 规定的测试方法测试。2、结果与讨论2.1 主热稳定剂的选择传统的主热稳定剂是三盐和二盐, 虽然有较好的热稳定性和电性能, 但相对密度大, 易聚集, 在配料 时难以分散均匀, 难塑化, 制品内在质量不易控制; 缺乏润滑性和透明性, 制品表观光泽度差; 有初期着 色性, 给配色带来困难, 容易产生褐黑色的硫化污染; 配料操作工序多、需多次称重或经研磨后才能使 用, 且用量大、配方成本高; 毒性大, 且在使用过程中粉尘飞扬, 对人体健康有害。本试验从二个方面对主 热稳定剂进行选择:( 1) 充分利用铅盐热稳定性好和价格便宜的优点;( 2) 选择有机酸替代无机酸, 以克 服无机铅盐的缺点。通过对富马酸、氨基酸、氰尿酸等多种有机酸的筛选试验表明: 富马酸铅、氰尿酸铅 实验室热稳定时间相当, 但应用试验发现由于富马酸自身含有不饱和键, 易产生共轭双键, 不仅降低了 使用过程中的热稳定性, 而且易造成显色而对大多数 pvc 制品的外观有影响。本试验最终选择了氰尿 酸铅盐, 通过与三盐( 二盐) 体系的对比试验, 发现它们不仅在热稳定性方面比无机铅盐( 三盐、二盐) 的 要好, 而且 pvc 制品的机械性能及力学性能都有大幅度的提高。表 1 列出了氰尿酸铅复合稳定剂与无 机铅盐热稳定时间的测试数据。表 1氰尿酸铅复合稳定剂与无机铅盐热稳定时间(2002, min)类 型本试验样品无机铅盐电缆料用门窗异型材用1364658302.2 辅助热稳定剂及助剂的选择复合稳定剂区别于“ 单体”稳定剂的显著特点是“ 复合型”, 这不仅要求稳定剂有优良的稳定效果, 而 且要求有优良的综合性能。为此, 我们围绕不同的热稳定剂之间、稳定剂与增塑剂、润滑剂、分散剂、抗氧 剂等其它助剂之间存在的协同效应, 进行了广泛研究和筛选。本试验从二个方面对辅助热稳定剂及助剂 进行选择:( 1) 与主热稳定剂具有优良的协同作用;( 2) 同时具有二个以上功能, 能提高复合稳定剂的综 合性能。通过大量试验, 我们合成了以下专用材料: 硬脂酸铅 m, 是以硬脂酸铅为主体的辅助热稳定剂, 具有较好的热稳定性能, 同时具有润滑作用和良好的耐光性; 酯类润滑剂 t2, 具有分散和润滑作用, 同 时具有较好的热稳定作用; 复合抗氧剂 t3, 由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复合而成, 具有优良 的耐热氧稳定性, 同时具有耐候性和一定的抗紫外线功能。这些专用材料作为辅助热稳定剂, 不仅提高 体系的热稳定性, 而且赋予产品分散、润滑、抗氧、耐紫外线等性能并提高了制品的综合性能。表 2 列出 了氰尿酸铅复合稳定剂与同类复合稳定剂的热稳定时间的测试数据。表 2氰尿酸铅复合稳定剂与同类复合稳定剂热稳定时间( 2002, min)类 型本试验样品无机铅盐电缆料用复合稳定剂门窗异型材用复合稳定剂1364642( 国内某公司)40( 国外熊牌公司)2.3 润滑体系的选择pvc 的成型加工是利用聚合物体系的塑性流动完成的。当塑料受热软化变形时, 由于 pvc 熔体对 成型机械的金属表面的粘附, 而产生摩擦热, 虽然它能降低加工时的能耗, 但过分粘附也促进聚合物的 劣化和降解。为了防止塑料熔体与金属的过度粘附, 降低熔体的流动阻力, 可以通过添加外润滑剂来解 决; 为了降低加工中熔体粘度, 提高加工速率及效率, 降低能耗, 可以通过添加适量内润滑剂来解决3。 本试验对润滑体系的配方设计遵循了三个原则:( 1) 保证 pvc 顺利成型加工, 在加工过程中不发生对加泰州职业技术学院学报第 1 期56工机械表面的过度粘附, 具有合适的凝胶化时间和良好的熔体流动性;( 2) 保证 pvc 成型制品具有优良的所需的性能, 又不影响其二次加工性;(3) 润滑剂的选择兼顾到用户加工机械、成型方法、加工温度、受热历程以及受剪切的强度和时间, 其它助剂和填料等对体系润滑性的影响, 具有较宽的适应性。通过一系列配方试验研究, 确定了 xdw 复合稳定剂的润滑体系以硬脂酸铅为主, 配以适当的脂肪酸酯、饱和 烃、脂肪酰胺等。这样不仅保证润滑与稳定剂具有良好的匹配、协同作用, 而且润滑作用良好, 对 pvc 较 宽的加工范围有很好的适应性。3、结语( 1) xdw 高效多功能有机铅盐复合稳定剂用氰尿酸替代硫酸、亚磷酸等无机酸合成有机铅盐, 并选 择具有协同作用的辅助热稳定剂和多种功能性助剂, 通过合理配方和特殊复合工艺而制成, 其热稳定性 较其它类型稳定剂有较大的提高, 同时具有热稳定、润滑、分散、抗氧化、抗老化等多功能。( 2) xdw 高效多功能有机铅盐复合稳定剂将稳定剂、润滑剂及多种功能性助剂制成“ 一包装”的片 状固体, 不仅使用方便, 计量准确, 无粉尘污染, 而且用于 pvc 加工具有配方及工艺参数宽、容度大的优 点, 保证生产的稳定和制品质量的提高。( 3) xdw 高效多功能有机铅盐复合稳定剂已于 2001 年被评为“ 江苏省高新技术产品”, 经过 3000 多吨的生产和国内 20 多家企业的使用证明, 其热稳定性较其它稳定剂体系有显著提高, 用于门窗异型 材的生产能提高低温落锤冲击强度和角焊接强度等性能, 用于电线电缆料可提高 pvc 电线电缆的电绝 缘性, 改善其流动性, 提高电缆的放线性能。参考文献:1 天津轻工业学院.塑料助剂m.北京: 中国轻工业出版社, 1997.2 冯亚青, 王利军, 陈立功, 刘东志.助剂化学及工艺学m.北京: 化学工业出版社, 1997. 3 吕宏初.复合铅盐稳定剂在 pvc 电缆料中的应用j.浙江化工, 2002(, 4) :15- 16.development and pr epar ation of xdw high- efficiency multifunctionor ganic lead- salt compound stabilizerhu wen- xi1, liu lian- sheng2, j iang ma- xiao2, li xue- hui2, cheng j ie2(1. hailing bureau of science and technology, taizhou jiangsu 225300, china;2.taizhou modern chemical industry co., ltd, taizhou jiangsu225300, china)abstr act : inorganic acid is substituted with cyanuric acid to synthesize organic lead salt. auxiliary heat stabilizer and multi -function assistants with synergistic effect are selected. specially for the processing of pvc plastics, xdw high- efficiency multi- function organic lead- salt compound stabilizer is prepared by reasonable formula and special process. the influence to its heat stabilizing properties due to the selection of main heat stabilizer, auxiliary heat stabilizer, assistants and lubrication system is studied. this product has a long heat stabilizing time. at the s