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水滑石

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改性水滑石在鈣鋅穩定劑中的應用研究

[摘要]介紹了改性水滑石的結構、作用機理及改性的關鍵技術,并比較了改性水滑石、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鋇、三鹽在PVC體系中的熱穩定性能以及協同穩定性能。研究發現，煅燒過水滑石具有較高活性，最jia反應溫度333K~343K，此時甲酯轉化率達90%以上。重點研究金屬皂與改性水滑石類熱穩定劑復配用量對PVC脫氯化qing反應的影響，同時對復配了改性水滑石的鈣鋅復合穩定劑與鉛鹽穩定劑作了比較，結果證明復配了改性水滑石產品的鈣鋅系列不僅初期著色大為改善,而且長期熱穩定性能也大大加強,完全可以替代鉛鹽達到電纜料的國標要求。

1.前言

   水滑石（Hydrotalcite,HT）及類水滑石化合物（Hydrotalcite-likecompounds,HTlc）是由帶正電荷的金屬氫氧化物層和層間電荷平衡陰離子構成的層狀雙金屬氫氧化物，又稱陰離子粘土。

   天然水滑石大都是鎂鋁水滑石且雜質較多。現在一般通過化學方法人工合成。水滑石能夠吸附酸性陰離子，如Cl-、亞硫酸根離子使樹脂熱穩定性提高。

PVC中的氯含量高達56%，是自熄性聚合物，其氧指數達45%。而象PE這樣的聚烯烴類材料的氧指數一般為17.4%。這對環保型阻燃提出了新要求。(2)水滑石-稀土-鈣鋅復合穩定劑中的稀土的使用能改善配方體系的加工流變性能，具有良好的內外潤滑作用，并能較好的提高發泡劑的分散性、發氣量及泡孔的數目。目前，應用較多是Al(OH)3/Mg(OH)2阻燃體系，它的阻燃作用主要基于脫水吸熱效應。Al(OH)3在200-300℃分解，吸熱量為1794J/g;Mg(OH)2在340-490℃分解，吸熱量為785.4J/g，Al(OH)3與Mg(OH)2兩者一起加入，除可自發揮作用，如分解吸熱、生成水蒸氣沖淡可燃氣體濃度、殘渣沉積在塑料表面隔離氧化外，Mg(OH)2：有炭化作用，而Al(OH)3也有促進Mg(OH)2的炭化作用，二者的jia比例大約是2：1。就Al(OH)3/Mg(OH)2阻燃體系而言，要添加60份以上才能達到較好的阻燃效果，這對材料的力學性能和熔體流動性會產生很不利的影響。筆者發現，Al(OH)3/Mg(OH)2以5：4混合，再加入1%的鈦酸酯偶聯劑，充分攪拌后，Al(OH)3/Mg(OH)2與鈦酸酯偶聯劑發生鍵合，很好地結合在一起。鈦酸酯偶聯劑的分子鏈纏結在基體大分子鏈上，可以使制品的拉伸強度達2-3MPa，氧指數達35%。田春明等用含有Fe、Co、Ni、Cu的金屬配合物對軟PVC塑料的阻燃消煙作用進行了研究，發現二合鎳(Ⅱ)的效果hao，并與Al(OH)3/Mg(OH)2有協效作用。近年來，國外采用了一種新型高xiao抑煙材料八鉬酸銨，在取得良好抑煙效果的同時，解決了三氧化鉬對材料的染色問題和三氧化化鉬的粒度分布寬而造成的分散問題。除此之外，趙蕓等研究了納米水滑石(LDH)和納米Mg(OH)2無機阻燃劑對PVC及PE的阻燃效果，LDH是軟PVC的良好的抑煙劑，這與納米LDH分解后生成的產物有相當大的比表面積有關。由于極性的差別，無機阻燃劑與樹脂的相容性較差，影響材料的力學性能和加工性能。劉芳等用原位反應法制備非鹵阻燃PE母料，再添加到PP中，含極性基團的乙烯基單體起到偶聯劑作用，在進行原位反應聚合時，含極性基團的乙烯單體的極性端與阻燃劑以化學鍵的形式緊密結合，非極性的雙鍵端接枝到PP主鏈上，可以顯著提高阻燃劑與PP的相容性。

類水滑石制作時直接用氫氧化na作沉淀劑，大多數人還加碳酸鈉，有區別么

物理粉碎法：透過機械粉碎、電火花bao等方法得到納米粒子。其特點操作簡單、成本低，但產晶純度低，順粒分布不均勻。

機械球磨法：采用球磨方法，控制適當的條件得到純元素、合金或復合材料的納米粒子。其特點操作簡單、成本低，但產品純度低，顆粒分布不均勻。

氣相沉積法：利用金屬化合物蒸汽的化學反應合成納米材料。其特點產品純度高，粒度分布窄。

沉淀法：把沉淀劑加人到鹽溶液中反應后，將沉淀熱處理得到納米材料.其特點簡單易行，但純度低，顆粒半徑大，適合制備載化物。水熱合成法：高溫高壓下在水溶液或蒸汽等流體中合成，再經分離和熱處理得納米粒子。其特點純度高，分散性好、拉度易控制。