PVC异型材专用稀土复合稳定剂制备方法及应用 【技术领域】
本发明涉及材料应用技术领域。
背景技术
上个世纪90年代以来，我国开始实施了以塑代木、以塑代金属的战略措施。首先取代大量民用建筑和工业建筑的木制和铁制门窗，经过十几年的实施，化学建材门窗的普及率达到8％左右。党的十六大之后小城镇化建设水平大大加快，到2008年小城镇居民将增加3.5亿人。民用建筑由现在的104亿平方米，增加到146亿平方米。塑钢门窗的用量将达到280万吨，市场潜在能力150亿元左右。但是，目前塑钢门窗的质量存在若干缺陷。例如，PVC合成树脂塑钢异型材是我国消费量最大的品种之一，也是化学建材能够普及和实用的主要品种。PVC树脂本身存在着以下缺陷，如尾尾结构、头头结构、共扼双建、短支链。这些缺陷遇热、遇光都会脱出HCL，造成塑钢门窗的物理、力学性能降低。在日光下生色，实用寿命缩短，严重制约着化学建材的推广应用。造成这些缺陷的主要原因之一是PVC稳定剂质量差。
为了使塑钢门窗达到国家标准。我国科研人员花费大量心血和试验。目前已开发出铅盐复合稳定剂、稀土复合稳定剂、有机锡稳定剂。但这些稳定剂各有各的弊病和不足。如铅盐的最大弊病是添加量大，不耐硫化污染、色泽微黄；稀土稳定剂的最大弊病是生产过程中容易结垢，清模困难，影响产量且价格偏高；有机锡稳定剂的弊病是价格昂贵，内外润滑剂添加量大，与CPE共混低温冲击性能差，加热后尺寸变化率偏大。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种PVC异型材专用稀土复合稳定剂制备方法及应用，其方法简便，工艺合理；所制稳定剂，综合性能优越；用于制造PVC型材，具有提高PVC型材的焊角强度、表面光洁度和低温抗冲击性能，尺寸变化率低等突出优点。
本发明是这样实现的：一种PVC异型材专用稀土复合稳定剂及其制备方法，其特征在于是用如下方法制取的：
a、先制取如下材料：
①、铅盐稳定剂：将Pbo 497.5～502.5kg与H2O 995～1005kg升温到58～65℃，加入冰醋酸3.79～3.81kg，搅拌4≥min，加入亚磷酸24.88～25.12kg，硫酸33.83～34.17kg，搅拌≥15min，胶体磨研磨，待用；
②、稀土稳定剂——硬脂酸镧：将硬脂酸149.25～150.75kg加H2O597～603kg，升温到85～95℃，缓缓加入氢氧化钠74.63～75.37kg，搅拌≥8min，后加入氯化镧69.65～70.35kg，搅拌≥10min，然后脱水、烘干、粉碎，待用；
③、内润滑剂——硬脂酸盐氯化钙乙酸铅硫酸锌：将硬脂酸99.5～100.5kg，与H2O 497.5～502.5kg，升温到80～84℃，缓缓加入氢氧化纳59.7～60.3kg，搅拌≥10min，后加入氯化钡、氯化钙、乙酸铅、硫酸锌各11.94～12.06kg，，搅拌≥10min，然后脱水、烘干，待用；
④、中间体：PE蜡49.75～50.25kg，与硬脂酸79.6～80.4kg熔融，82～90℃，加入分散剂3.19～3.21kg，后缓缓加入氧化铅39.8～40.2kg凝固，切块，待用；
⑤、外润滑剂：将OPE39.8｀40.2kg，与蒙旦蜡19.9～20.1kg熔融，缓缓加入单甘酯29.85～30.15kg，过筛保温待用；
⑥、复合抗氧剂：按比例抗氧剂1010＝2.8～3.2份，264＝1.8～2.2份，多酚类抗氧剂＝0.8～1.2份，多粉混合机混合，待用；
b、复合工艺：
①、配比：铅系稳定剂177.11～178.89kg，中间体99.5～100.5kg，稀土稳定剂29.85～30.15kg，内润滑剂39.8～40.2kg，外润滑剂39.8～40.2kg，复合抗氧剂19.9～20.1kg；
②、先将铅系稳定剂保温，再加入中间体，脱水后移入捏合机，再加入稀土稳定剂及内、外润滑剂，升温到80～105℃，加入复合抗氧剂，在95℃-115℃保温搅拌50～90min，压制成片状，即得成品。
上述的kg均可用重量份代替。凡直接使用上述方法得到的中间剂型进行本复合工艺，都视为等同，均在本专利的保护范围内。
本发明之二是这样实现的：上述的PVC异型材专用稀土复合稳定剂的应用，其特征是用于制造PVC异型材。
制造PVC异型材最佳使用方法如下：
a、配方： kg(或重量份)
PVC(聚氯乙烯) 100
ACR(加工改性剂) 1.8-2.2
CPE(抗冲改性剂) 9-10
JX-03(本发明复合稳定剂) 4.6-4.7
CaCo3(活性碳酸钙) 6-12
TiO2(钛白粉) 4.5-5.5
RH-40(西班牙产群青) 12-26克
OB-1(荧光增白剂) 12-26克
b、工艺：
高搅温度115～125℃，冷混温度≤45℃以下，双螺杆挤出机：一区176-189℃，二区172-185℃，三区168-178℃，四区166-176℃；过渡体174±5℃，模头192℃-195℃。
实验证明：本发明方法简便，工艺合理；所制稳定剂，综合性能优越；本发明方法制备的复合稳定剂用于制造PVC型材，具有提高PVC型材的焊角强度、表面光洁度及提高低温抗冲击性能，尺寸变化率低，成本低，工艺性好等突出优点。
【具体实施方式】
以下结合实施例作详述，但不作为对本发明地限定。
一、稳定剂及其制备方法实施例：具体工艺如上述。实施例，重量及温度值均取两端点及将全区间分为三等份的两分点。其余不再重述。
本发明方法所制稳定剂产品与国内外其它稳定和剂比较见下表：
1、与铅盐稳定剂比较(见表1) 表1： 100份PVC 复合稳定剂用量 内润滑剂用量 外润滑剂用量 JX-03 4.6 0 0 国外 5.5 0.4 0.2
2、与稀土稳定剂比较(见表2) 表2： 100份PVC 清模时间n 光洁度 JX-03 170 优 稀土稳定剂 24 良
3、与有机锡稳定剂比较(见表3) 表3： 项目 价格(元/吨) 尺寸变化率 JX-03 12000 -1.6％ 有机锡稳定剂 50000-60000 -2.8％
本发明方法简便，工艺性好。与已有铅盐稳定剂相比：添加量少、硫化污染降低，填充剂对溶体粘度的影响降低，拉伸强度、断裂伸长率、干粉料的热分解温度提高；与已有稀土稳定剂相比：不结垢、清模次数少、不喷霜、型材表面光洁；与已有有机锡稳定剂相比：价格低廉，尺寸变化率低。本发明在我国飞速发展的塑钢门窗行业具有广泛的推广和应用价值
二、本发明稳定剂应用实施例(见表4)：
表4
将以上材料按配比混合，高搅温度115～125℃，冷混温度≤45℃以下，双螺杆挤出机：一区176-189℃，二区172-185℃，三区168-178℃，四区166-176℃；过渡体174±5℃，模头192℃-195℃，其他按常规工艺配制即可。用本发明专用稀土复合稳定剂制造的PVC异型材，使用效果良好，能够达到GB8814-98规定的各项指标(见表5)。
表5： 项目 国家标准 实测指标 硬度，HRR ≥ 85 92 拉伸屈服强度，Mpa≥ 37 43 断裂伸长率，％ ≥ 100 136 弯曲弹性模量，Mpa≥ 1960 1990 低温落锤冲击，破裂个数≤ 1 0 维卡软化点，℃≥ 83 92 加热后状态 无气泡、裂痕、麻点 无气泡、裂痕、麻点 加热后尺寸变化率，％ ±2.5 -1.6 氧指数，％≥ 38 43 高低温尺寸变化率，％ ±0.2 -0.06 焊角强度N≥ 3000 6200
本发明的突出优点：能够提高PVC型材的焊角强度，加热后状态、表面光洁度、户外使用，提高低温抗冲击性能。