水滑石在塑料薄膜中的应用

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水滑石在工业中的应用及特性
热稳定剂（吸酸剂） 增透剂 紫外线吸收剂 保温剂 光稳定协同剂 萃灭剂（萃灭剩余催化剂的降解） 阻燃剂及阻燃协同剂 催化剂载体 水处理剂 胃药基础成分
水滑石具有高度安全性，通过FDA标准，适用于食品包 装。与树脂的相容性好，可适用于硬质树脂、纤维、弹 性体和所有共聚物。
水滑石分子结构表示式
Mn1 Nn2+3(OH) n3(CO3) n4 • mH2O
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水滑石立体结构示意图
OHAl+++ CO3-H2O
Mg++
白色球代表羟基，两层
羟基间黄色球代表二价金 属镁离子，黑色球代表三 价金属铝离子，在二层羟 基层下有绿色球代表水分 子、兰色球代表碳酸根离 子。
二价镁离子可以由钙、锌、铜等离子替代，三价铝离子
水滑石在聚氯乙烯 中的应用
陈祖欣 2008 .8 衡水
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内容提要
水滑石的结构与性质
水滑石在聚氯乙烯中的作用
1. 热稳定作用
2. 阻燃作用
3. 改性作用
水滑石应用时注意事项
1.水滑石的分散性
2.加工工艺的调整
3.水滑石的品质
水滑石的品种与规格
结论
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水滑石 的结构和性质
什么是水滑石？
水滑石是无机化合物中一类化合物，其 化学名称为层状双羟基复合金属氢氧化物， 英文名称为Hydrotalcites。水滑石化学组 成包括二、三价轻金属氢氧化物、羟基、 碳酸根离子和结晶水。
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水滑石的阻燃消烟机理
在高温条件下，水滑石金属离子不会燃烧， 水滑石层间水分子会游离出来，层间羟基会分 解生成水。燃烧时水分子变成水蒸气，CO3= 受 热分解释放出CO2 , 因而起阻燃作用。水滑石 特殊的层状结构，赋予它较大的表面积和呈多 孔状结构，具有更多的吸附活性中心，可吸附 燃烧过程中产生的烟雾。水滑石受热分解后， 形成碱性多孔物质，比表面积大，也能吸收塑 料燃烧后产生的酸性物质，也有消烟作用。
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水滑石对PVC热分解温度的影响
图中显示 水滑石与有 机锡复合稳 定剂对PVC 热分解温度 的影响，说 明水滑石与 有机锡共用， 提高了PVC 热稳定性。
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热稳定作用实例1：
水滑石与有机锡复合用于硬质聚氯乙烯制品，在 用量比三盐、二盐低时, 效果相接近。
试样 PVC LDHs 有机锡 三盐 二盐 Hst PE蜡 热分解温度
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水滑石的热稳定机理
聚氯乙烯热降解反应是分子链中脱出HCl气体， 如何消除HCl，中止降解反应是热稳定的关键。
1. Cl-替代层间的CO=3 2. Mg(OH)2+HCl=MgCl2+H2
Al(OH)3+HCl=AlCl3+H2O
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水滑石对PVC热稳定性的影响
图中显示 水滑石与 有机锡复 合稳定剂 对PVC刚 果红变色 时间的影 响
热变色时间(分)
未加水滑石
40 50 60 70 80 90 100 7-- - - - -
钙镁铝类水滑石 0 1 2 2 3 5 7
钙铝类水滑石
1 23 4 4 6 7
镁铝水滑石
2 33 4 4 6 7
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2.阻燃作用
聚氯乙烯电线、电缆、壁纸、地板革、 装饰材料中含有较多的增塑剂，一旦遇到 火源、受到高温, 聚氯乙烯会分解出氯化 氢、芳香烃类有毒有害气体，由于燃烧不 充分，还会产出大量烟雾，窒息性气体， 给消防造成困难，造成大量经济损失。这 是常用塑料遇到的难题之一。为了阻燃曾 经采用许多材料, 多溴化合物目前欧盟有 许多禁令，水滑石是一种高效的阻燃新产 品。
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热稳定作用实例2： 水滑石与钙锌稳定剂复合成钙锌稳定剂6l9系列， 用于电缆绝缘和护套料中，取得较好效果。
电缆绝缘和护套料配方
PVC CaCO3 DOP
HSt
ESO 稳定剂
619W1 100Leabharlann 30400.5
8
7
619W2 100
45
40
0.5
6
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应用复合热稳定剂电缆料耐热老化性能
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应用复合热稳定剂电缆料电性能
试样 PVC LDH Ba-Zn 环氧大豆油 Hst PE蜡 DOP T /
1 100 2
2 100 4
3 100 2
2
4 100
3
0.2 60 279.1
0.2 60 280.9
0.2 60 277.7
3
0.3 0.2 60 273.5
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热稳定作用实例4：
钙镁铝三元类水滑石的热稳定性
稳定剂名称
可以由铬、铁等离子替代，组成类水滑石。阴离子可以由
硝酸根、硫酸根、硬脂酸根、十一烯酸根等替代。二价金
属离子与三价金属离子比例不同，调整阴离子数量和种类，
可以组合成各种性能的水滑石。
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典型水滑石DHT--4A层状结构
分子式 Mg4.5Al2(OH)13CO3.3.5H2O
羟基层间距为4.77Ǻ，水滑石层间距为7.63Ǻ 。
1 100 2
0.2 264.0
2 100 1
1
0.2 279.0
3 100
3 2 0.3 0.2 285.7
4 100
3
0.3 0.2 284.4
说明水滑石与有机锡复合应用有协同效应，已在
实际生产中得到应用。由于润滑性较差， LDHs 与有机锡的比例，有调整的余地。
国外报道复配时还加入β-二酮、高氯酸等。
型号 619W1(J-90) 619W2(J-70)
性能 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/% 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/%
用量 7 7 4 4
标准要求 ≥16.0 ≥150 ≥15.0 ≥150
检测指标 34.40 312 29.80 302
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热稳定作用实例3：
水滑石与Ba-Zn稳定剂复合用于软质聚氯乙烯 制品，优于Ba-Zn稳定剂。
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水滑石在聚氯乙烯中的作用
1.热稳定作用
聚氯乙烯是国内最常用的、用量最大的塑料品种，它具 有价格便宜、高力学性能、生产工艺成熟等优点，但热稳 定性差是其突出的弱点。在聚氯乙烯中使用的热稳定剂品 种繁多，水滑石无论作为单独的热稳定剂，还是与其他稳 定剂复合，复配成复合热稳定剂都具有良好的热稳定效果。 目前已推出有与有机锡、钙锌、钡锌等复合的热稳定剂。
型号 619W1
619W2
性能
20℃体积电阻率/（Ω·m） 介电强度 /(MV· m-1)
20℃体积电阻率/（Ω·m） 介电强度 /(MV· m-1)
用量/份 7 7 4 4
标准要求
≥ 1.0× 1012 ≥20
≥ 1.0× 1012 ≥20
参数 2.3× 101 2
28 1.8× 101 2
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应用复合热稳定剂电缆料力学性能