改性水滑石在钙锌稳定剂中的应用.ppt

镁铝水滑石结构特征
水滑石作用机理
其结构是层板型,层间距很大,为0.76～0.79nm,而且有很大的比表面
积,这样能够使其表面羟基充分与HCl反应。国内外一般认为，水滑石在
PVC加工过程中的热稳定作用是由于其表面羟基吸收PVC热分解释放出
的HCl气体，从而抑制HCl对PVC分解的催化作用。有学者提出HCl与水
江西宏远的改性水滑石
水滑石的种类很多，但不是每一种水滑石都可以用作稳定剂， 常规的水滑石由于颗粒小，团聚并严重吸水，因此在树脂中 分散性差，不但对PVC无稳定作用，反而会促使其降解，并 且会对其流动性和制品外观产生不良影响。有研究表明，只 有用经过适当处理使比表面积不大于30㎡∕g的水滑石才对 PVC有稳定作用。
滑成石石的与层HHCC间l1与C的水O反3滑2应-交石可换层分的间两作的步用C：O机首3理2-先反，，应水H，滑C同1石与样作层会为间有热的效稳阴抑定离制剂子P时V发，C生的P反V分C应解热．。分将水解C滑生l-
吸入层间，达到吸收HCl的目的；然后，水滑石本身与HCl反应层柱结构
被完全破坏，形成金属氯化物，也吸收了HCl。
水滑石作用机理
水滑石的热分解过程包含几个阶段,在小于200℃ 脱除结晶水,在250℃～450℃层板羟基脱水,并脱除 二氧化碳,逐渐生成镁铝复合双金属氧化物,在 450℃～550℃时有新相生成,并逐渐形成稳定的双 金属氧化物LDO,温度再升高就会破坏其层状结构。 而PVC加工温度一般不会超过250℃，所以加工过 程中并不会破坏其结构。
所以，与传统的稳定剂相比。水滑石对Cl-的捕获 容量大，可以避免塑料变黄，与BHT等抗氧剂配伍 性好,无腐蚀、无酸气、不外逸；可以显著提高塑料 的耐候性和耐热性。
国内水滑石的研究
国内水滑石的合成和在塑料中应用的研究开 展较晚，北京化工大学是国内最早开展水滑 石合成研究的单位，同时也进行了一些水滑 石改性塑料的研究。从2004年起，江西宏远 化工有限公司投入大量的物力、人力及财力， 紧跟世界先进水平，开发了新一代的水滑石 产品,并通高科技手段进行改性。
PVC CaCO3 DOP Hst TiO2 稳定剂
实验配方
100 15 40 0.5 1.0 4.0
水滑石的应用试验 试样制备
将加有增塑剂和稳定剂的PVC粉料混合均匀， 放入烘箱中在110℃下进行预塑化30分钟，每 隔5分钟搅拌一下，使增塑剂完全被PVC吸收， 塑化均匀。将双辊炼塑机辊筒洗干净，升温 至160-170℃，启动双辊炼塑机，将混好的试 样倒入辊筒间进行混炼。当粉料包辊后打三 角包，枕头包各三个。随后调小辊距，薄通 2-3次，下片。
改性水滑石在钙锌稳定剂中的应 用研究
水滑石是什么？
水滑石是一种具有层状结构的化合物（图1为镁铝水 滑石层状结构图），水滑石的通式可表示为［M2+1XM3+X(OH)2 ］ X+ ［ An-X/n·mH2O ］ X- 其 中 M2+ 为 二价金属阳离子，M3+为三价金属阳离子。An-为碱 性溶液中可稳定存在的无机和有机阴离子，不同的 M2+和M3+，不同的层间阴离子An—便可形成不同的 水滑石。常见水滑石的化学组成包括层板内原子以共 价键（离子键、氢键）连接并具有可交换的阴离子 （如CO32-、Cl）,其最基本的性能是碱性，特殊的化 学组成和晶体结构,使其具有一系列独特、优异的性能 和功效。该类材料中CO32-可以有效地吸收PVC降解 时脱出的HCl,减缓HCl对PVC树脂的自催化作用，起 一个酸吸收剂的作用。
宏远产改性水滑石与各公司的流变参数对比
刚果红时间对比
热老化试验箱对比
金属皂类热稳定剂、改性水滑石及三盐在 PVC中的应用
采用试验箱热老化法研究硬脂酸钙、硬脂酸 锌、硬脂酸钡、水滑石、三盐在PVC体系中 单独使用、两两混合、三者混合、多者混合 时热稳定性能以及协同稳定性能。重点研究 金属皂类热稳定剂用量对增塑PVC脱氯化氢 反应的影响。
硬脂酸钙、锌、钡、改性水滑石、三盐单独对PVC的 热稳定情况
从实验结果可看出各单体单独使用时，热稳定效果 总体来说是三盐大于水滑石大于BaSt 大于CaSt大 于ZnSt。
硬脂酸钙、锌、钡、改性水滑石、三 盐单独对PVC的热稳定情况
江西宏远生产的水滑石是在原二元水滑石的基础上，引入有 机酸根离子，对水滑石进行超分子插层组装，这样就增大了 水滑石的层间距，降低了对层板羟基的作用力,使层板羟基更 容易脱除,有效增强了层板对HCl的吸收,可显著改善PVC老化 过程中的初期着色性。通过这种工艺合成得到的水滑石，能 控制其晶片直径在0.5—1.0μm、厚度在0.03—0.08μm之间, 水滑石的比表面积在10-28㎡∕g左右。
江西宏远的改性水滑石
然后用改性剂对水滑石进行表面改性，一方面，改性剂可以定向吸附水 滑石表面上，使水滑石粉末具有荷电特性，阻止水滑石粒子的团聚，具 有良好的分散稳定性；另一方面，改性剂与水滑石表面的阳离子发生共 价键作用而包覆水滑石的表面，有机链伸向外端，改善水滑石的表面性 能，使其憎水，在PVC中具有更好的分散性和相容性。通过改性的水滑 石与硬脂酸稀土一同复配到钙锌稳定剂中，从而形成了独特的水滑石-稀 土-钙锌复合热稳定剂，应用于PVC加工中具有非常高的热稳定效能。
水滑石的应用试验 主要设备
双辊炼塑机，SK-160B型，上海橡胶机械厂； 转矩流变仪，RM-200A，哈普电气技术有限公司； 万能试验机，20KN，承德精密试验机有限公司； 401A热老化试验箱，南通三思机电有限公司； 智能恒温油浴锅，金坛市文华科教实验仪器厂； 色差仪，CM-2300D，日本美能达公司 。
粉体水滑石的结构特征
各水来自百度文库石的元素分析及重金属含量比较
重金属检测
四种水滑石的粒度数据统计
水滑石的应用试验 主要原料
PVC-SG3树脂； 活性碳酸钙； 邻苯二甲酸二辛酯（DOP）； 硬脂酸； 钛白粉； 硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡； 三盐基硫酸铅； 改性水滑石； 日本某公司水滑石、韩国某公司水滑石、国内某公司水滑石,