本發明涉及復合穩定劑領域，具體涉及一種氰尿酸鑭改性鈣鋅復合穩定劑及其制備方法。
背景技術：
塑料穩定劑是塑料加工中必須的添加劑，用于提高塑料制品的光穩定性、熱穩定性，提高其抗熱解和抗老化等各項性能指標，以及改善塑料加工過程的塑化和擠出性能。
穩定劑包括鹽基性鉛鹽、脂肪酸皂、有機錫、有機輔助穩定劑等；如：①三鹽基碳酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛的耐熱性、電絕緣性較好，但有毒，透明和分散性差，電纜料以該類穩定劑為主；②脂肪酸皂通常2種以上并用以產生協同效應，其中鎘皂和鋇皂有毒，鈣鋅穩定劑具有環保無毒的特點，是目前公認的替代鉛鹽的唯一選擇，適用于各種pvc、橡膠、部分涂料制品或產品；③有機錫具有良好的透明性，許多品種的耐熱性和耐候性十分突出，但價格高，應用范圍小，目前多用于透明塑料制品；④有機輔助穩定劑則通常是上述穩定劑的輔助性添加物，以改善某種性能指標。
現有的穩定劑普遍都存在各種各樣的缺點，其中鈣鋅穩定劑雖然具有環保無毒、適應性廣的特點，理論上是鋅吸收pvc降解產生的hcl，阻斷降解，但生成的氯化鋅反而催化降解，因此其穩定性差，容易出現燒鋅的現象，同時其初期的著色性也并好。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種氰尿酸鑭改性鈣鋅復合穩定劑的制備方法，解決現有鈣鋅穩定劑穩定性差及初期著色性差的問題。
為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：
一種氰尿酸鑭改性鈣鋅復合穩定劑的制備方法，包括如下步驟：a.向反應釜中加入硬脂酸，加熱使其融化，待硬脂酸完全融化后保持熔融狀態；b.向熔融狀態的硬脂酸中勻速的加入氧化鋅，在加入氧化鋅的同時滴加催化劑α，氧化鋅加入完成后，等待其反應7～15分鐘后，勻速的加入氫氧化鈣，在加入氫氧化鈣的同時滴加催化劑β；c.待氫氧化鈣加入完成后，保持反應并將溫度逐步升至100～115℃，期間水分逐步蒸發，待水分逐步蒸發完全后得到含有鈣鋅硬脂酸鹽的熔融物料；d.將含有鈣鋅硬脂酸鹽的熔融物料冷卻壓片，然后將其粉碎至粉狀，將得到的粉狀物料與按比例準備好的氰尿酸鑭、輔助穩定劑和輔料加入混合機中混合均勻得到混合物x；e.將混合物x進行擠出造粒得到顆粒狀成品。
步驟b中向熔融狀態的硬脂酸中勻速的加入氧化鋅，同時滴加催化劑α，是為了使硬脂酸和氧化鋅在催化劑α的作用下迅速進行反應，生成硬脂酸鋅，勻速的加入氫氧化鈣，同時滴加催化劑β，是為了使硬脂酸和氫氧化鈣在催化劑β的作用下迅速進行反應，生成硬脂酸鈣，使用氫氧化鈣而不使用氧化鈣是因為氧化鈣是生石灰，堿性強，發熱嚴重，使用氫氧化鈣可以使反應更為緩和，不會過于激烈，等氧化鋅反應7～15分鐘后再加入氫氧化鈣是因為要等前者反應完再讓后者進行反應，在逐步將溫度升至100～115℃的過程中，水分會逐漸蒸發，溫度逐步升高是為了控制反應速度，避免反應過于劇烈，生成各種副產物，同時防止出現溢鍋的現象，最后加入氰尿酸鑭、輔助穩定劑和輔料是為了提高制備出的復合穩定劑成品的穩定性及初期的著色性，氰尿酸鑭的作用機理是絡合vc鏈中活潑的氯原子，而硬脂酸鈣是吸收pvc熱分解脫出hcl氣體，這樣從兩個方面抑制了導致pvc不穩定的兩種因素，而硬脂酸鋅單獨使用時，初期著色好，但隨后會出現嚴重的“鋅燒”現象，氰尿酸鑭控制初期著色作用一般，但長期穩定性較好，因此氰尿酸鑭與硬脂酸鋅協同，可以控制初期的著色性并能夠維持熱穩時間較硬脂酸鋅長一些，延遲“鋅燒”現象的發生或者克服“鋅燒”現象。
作為本發明的進一步優選，所述步驟a中使硬脂酸融化的過程中，當硬脂酸融化了20%以上后，對硬脂酸進行攪拌直至完全融化。
當硬脂酸部分融化后進行攪拌，能加速融化，提高生產效率。
作為本發明的進一步優選，所述步驟b中的催化劑α和催化劑β均為醋酸，步驟b中熔融狀態的硬脂酸、氧化鋅、催化劑α、氫氧化鈣和催化劑β的質量份數分別為熔融狀態的硬脂酸90～100份、氧化鋅3～4份，催化劑α0.05～0.1份、氫氧化鈣5～8份和催化劑β0.05～0.1份。
作為本發明的進一步優選，所述步驟c中，保持反應的時間為10～30分鐘。
這樣能使反應更充分，避免造成原材料的浪費。
作為本發明的進一步優選，所述步驟d中的輔助穩定劑為硫醇銻，輔料為聚乙烯蠟和環氧大豆油，所述粉狀物料中硬脂酸鹽的含量占粉狀物料總質量的8%～10%，步驟d中的粉狀物料、氰尿酸鑭、硫醇銻、聚乙烯蠟和環氧大豆油按質量份數計分別為粉狀物料90～100份、氰尿酸鑭2～4份、硫醇銻1～2份、聚乙烯蠟27～30份和環氧大豆油6～10份。
加入氰尿酸鑭后能提高復合穩定劑成品的穩定性及初期的著色性，而銻鹽與鈣的協同作用也很好，因此加入硫醇銻后能進一步提高復合穩定劑成品的穩定性，所以選擇了硫醇銻作為輔助穩定劑，而加入聚乙烯蠟和環氧大豆油是為了改善混合后得到物料的塑化性和潤滑性等性能，更便于加工。
作為本發明的進一步優選，所述步驟d中的氰尿酸鑭的制備方法包括如下步驟：（1）.向反應釜中按比例加入水和氰尿酸，然后攪拌下加熱至60～80℃，待氰尿酸完全溶解于水中，形成氰尿酸溶液待用；（2）.在進行步驟a之前或進行步驟a的同時，按比例準備好水、氧化鑭，將準備好的氧化鑭加入準備好的水中制成懸浮液；（3）.將懸浮液勻速加入到氰尿酸溶液中，使兩者持續發生反應，在進行反應時將溫度逐步升至80～85℃；（4）.待步驟（3）中的反應完成后將溫度降至10～30℃，將反應得到的反應液進行過濾、水洗、干燥和粉碎，最終得到氰尿酸鑭。
作為本發明的進一步優選，所述步驟（1）中的水和氰尿酸的質量份數分別為水6～12份和氰尿酸3～5份；步驟（2）中水與氧化鑭的質量份數分別為水3～5份、氧化鑭1～1.5份。
水和氰尿酸按上述配比進行配制是為了使氰尿酸完全溶解于水中。
作為本發明的進一步優選，所述步驟（3）中持續發生反應的時間為1～3小時；步驟（4）中將反應液過濾后得到的液體，直接用于溶解氰尿酸或用于配制懸浮液，進行循環利用。
持續反應1～3小時是為了讓反應更加充分，避免造成原材料的浪費，因為將反應液過濾后得到液體中還含有氰尿酸，因此可直接用于溶解氰尿酸或用于配制懸浮液，進行循環利用，避免造成浪費，降低生產成本。
一種由上述任意一項所述的制備方法制備出的氰尿酸鑭改性鈣鋅復合穩定劑，包含如下質量分數的成分：硬脂酸60～65%、氧化鋅2～4%，氫氧化鈣4～6%、氰尿酸鑭1.5～2%、硫醇銻0.4～0.8%、聚乙烯蠟20～22%和環氧大豆油5～8%。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
1.使用熔融法制備，不會產生含鹽廢水。
2.反應過程快速且可控，生產出的氰尿酸鑭改性鈣鋅復合穩定劑的穩定性和初期著色性好。
3.制作工藝簡單，生產方法簡單。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
具體實施例1：
一種氰尿酸鑭改性鈣鋅復合穩定劑的制備方法，包括如下步驟：a.向反應釜中加入硬脂酸，加熱使其融化，待硬脂酸完全融化后保持熔融狀態；b.向熔融狀態的硬脂酸中勻速的加入氧化鋅，在加入氧化鋅的同時滴加催化劑α，氧化鋅加入完成后，等待其反應7～15分鐘后，勻速的加入氫氧化鈣，在加入氫氧化鈣的同時滴加催化劑β；c.待氫氧化鈣加入完成后，保持反應并將溫度逐步升至100～115℃，期間水分逐步蒸發，待水分逐步蒸發完全后得到含有鈣鋅硬脂酸鹽的熔融物料；d.將含有鈣鋅硬脂酸鹽的熔融物料冷卻壓片，然后將其粉碎至粉狀，將得到的粉狀物料與按比例準備好的氰尿酸鑭、輔助穩定劑和輔料加入混合機中混合均勻得到混合物x；e.將混合物x進行擠出造粒得到顆粒狀成品。
步驟b中向熔融狀態的硬脂酸中勻速的加入氧化鋅，同時滴加催化劑α，是為了使硬脂酸和氧化鋅在催化劑α的作用下迅速進行反應，生成硬脂酸鋅，勻速的加入氫氧化鈣，同時滴加催化劑β，是為了使硬脂酸和氫氧化鈣在催化劑β的作用下迅速進行反應，生成硬脂酸鈣，使用氫氧化鈣而不使用氧化鈣是因為氧化鈣是生石灰，堿性強，發熱嚴重，使用氫氧化鈣可以使反應更為緩和，不會過于激烈，等氧化鋅反應7～15分鐘后再加入氫氧化鈣是因為要等前者反應完再讓后者進行反應，在逐步將溫度升至100～115℃的過程中，水分會逐漸蒸發，溫度逐步升高是為了控制反應速度，避免反應過于劇烈，生成各種副產物，同時防止出現溢鍋的現象，最后加入氰尿酸鑭、輔助穩定劑和輔料是為了提高制備出的復合穩定劑成品的穩定性及初期的著色性，氰尿酸鑭的作用機理是絡合vc鏈中活潑的氯原子，而硬脂酸鈣是吸收pvc熱分解脫出hcl氣體，這樣從兩個方面抑制了導致pvc不穩定的兩種因素，而硬脂酸鋅單獨使用時，初期著色好，但隨后會出現嚴重的“鋅燒”現象，氰尿酸鑭控制初期著色作用一般，但長期穩定性較好，因此氰尿酸鑭與硬脂酸鋅協同，可以控制初期的著色性并能夠維持熱穩時間較硬脂酸鋅長一些，延遲“鋅燒”現象的發生或者克服“鋅燒”現象。
具體實施例2：
本實施例是在具體實施例1的基礎上對步驟a進行了進一步的說明，所述步驟a中使硬脂酸融化的過程中，當硬脂酸融化了20%以上后，對硬脂酸進行攪拌直至完全融化。
當硬脂酸部分融化后進行攪拌，能加速融化，提高生產效率。
具體實施例3
本實施例是在具體實施例1的基礎上對步驟b進行了進一步的說明，所述步驟b中的催化劑α和催化劑β均為醋酸，步驟b中熔融狀態的硬脂酸、氧化鋅、催化劑α、氫氧化鈣和催化劑β的質量份數分別為熔融狀態的硬脂酸90～100份、氧化鋅3～4份，催化劑α0.05～0.1份、氫氧化鈣5～8份和催化劑β0.05～0.1份。
具體實施例4：
本實施例是在具體實施例3的基礎上對步驟b進行了進一步的說明，所述步驟b中的催化劑α和催化劑β均為醋酸，步驟b中熔融狀態的硬脂酸、氧化鋅、催化劑α、氫氧化鈣和催化劑β的質量份數分別為熔融狀態的硬脂酸90份、氧化鋅3份，催化劑α0.05份、氫氧化鈣5份和催化劑β0.05份。
具體實施例5：
本實施例是在具體實施例3的基礎上對步驟b進行了進一步的說明，所述步驟b中的催化劑α和催化劑β均為醋酸，步驟b中熔融狀態的硬脂酸、氧化鋅、催化劑α、氫氧化鈣和催化劑β的質量份數分別為熔融狀態的硬脂酸95份、氧化鋅3.2份，催化劑α0.08份、氫氧化鈣6份和催化劑β0.08份。
具體實施例6：
本實施例是在具體實施例3的基礎上對步驟b進行了進一步的說明，所述步驟b中的催化劑α和催化劑β均為醋酸，步驟b中熔融狀態的硬脂酸、氧化鋅、催化劑α、氫氧化鈣和催化劑β的質量份數分別為熔融狀態的硬脂酸100份、氧化鋅4份，催化劑α0.1份、氫氧化鈣8份和催化劑β0.1份。
具體實施例7：
本實施例是在具體實施例1的基礎上對步驟c進行了進一步的說明，所述步驟c中，保持反應的時間為10～30分鐘。
這樣能使反應更充分，避免造成原材料的浪費。
具體實施例8：
本實施例是在具體實施例1的基礎上對步驟d進行了進一步的說明，所述步驟d中的輔助穩定劑為硫醇銻，輔料為聚乙烯蠟和環氧大豆油，所述粉狀物料中硬脂酸鹽的含量占粉狀物料總質量的8%～10%，步驟d中的粉狀物料、氰尿酸鑭、硫醇銻、聚乙烯蠟和環氧大豆油按質量份數計分別為粉狀物料90～100份、氰尿酸鑭2～4份、硫醇銻1～2份、聚乙烯蠟27～30份和環氧大豆油6～10份。
加入氰尿酸鑭后能提高復合穩定劑成品的穩定性及初期的著色性，而銻鹽與鈣的協同作用也很好，因此加入硫醇銻后能進一步提高復合穩定劑成品的穩定性，所以選擇了硫醇銻作為輔助穩定劑，而加入聚乙烯蠟和環氧大豆油是為了改善混合后得到物料的塑化性和潤滑性等性能，更便于加工。
具體實施例9：
本實施例是在具體實施例8的基礎上對步驟d進行了進一步的說明，所述步驟d中的輔助穩定劑為硫醇銻，輔料為聚乙烯蠟和環氧大豆油，所述粉狀物料中硬脂酸鹽的含量占粉狀物料總質量的8%～10%，步驟d中的粉狀物料、氰尿酸鑭、硫醇銻、聚乙烯蠟和環氧大豆油按質量份數計分別為粉狀物料90份、氰尿酸鑭2份、硫醇銻1份、聚乙烯蠟27份和環氧大豆油6份。
具體實施例10：
本實施例是在具體實施例8的基礎上對步驟d進行了進一步的說明，所述步驟d中的輔助穩定劑為硫醇銻，輔料為聚乙烯蠟和環氧大豆油，所述粉狀物料中硬脂酸鹽的含量占粉狀物料總質量的8%～10%，步驟d中的粉狀物料、氰尿酸鑭、硫醇銻、聚乙烯蠟和環氧大豆油按質量份數計分別為粉狀物料98份、氰尿酸鑭3份、硫醇銻1.2份、聚乙烯蠟28份和環氧大豆油8份。
具體實施例11：
本實施例是在具體實施例8的基礎上對步驟d進行了進一步的說明，所述步驟d中的輔助穩定劑為硫醇銻，輔料為聚乙烯蠟和環氧大豆油，所述粉狀物料中硬脂酸鹽的含量占粉狀物料總質量的8%～10%，步驟d中的粉狀物料、氰尿酸鑭、硫醇銻、聚乙烯蠟和環氧大豆油按質量份數計分別為粉狀物料100份、氰尿酸鑭4份、硫醇銻2份、聚乙烯蠟30份和環氧大豆油10份。
具體實施例12：
本實施例是在具體實施例1的基礎上對步驟d中的氰尿酸鑭進行了進一步的說明，所述步驟d中的氰尿酸鑭的制備方法包括如下步驟：（1）.向反應釜中按比例加入水和氰尿酸，然后攪拌下加熱至60～80℃，待氰尿酸完全溶解于水中，形成氰尿酸溶液待用；（2）.在進行步驟a之前或進行步驟a的同時，按比例準備好水、氧化鑭，將準備好的氧化鑭加入準備好的水中制成懸浮液；（3）.將懸浮液勻速加入到氰尿酸溶液中，使兩者持續發生反應，在進行反應時將溫度逐步升至80～85℃；（4）.待步驟（3）中的反應完成后將溫度降至10～30℃，將反應得到的反應液進行過濾、水洗、干燥和粉碎，最終得到氰尿酸鑭。
具體實施例13：
本實施例是在具體實施例12的基礎上對步驟（1）進行了進一步的說明，所述步驟（1）中的水和氰尿酸的質量份數分別為水6～12份和氰尿酸3～5份；步驟（2）中水與氧化鑭或氫氧化鑭的質量份數分別為水3～5份、氧化鑭或氫氧化鑭1～1.5份。
水和氰尿酸按上述配比進行配制是為了使氰尿酸完全溶解于水中。
具體實施例14：
本實施例是在具體實施例13的基礎上對步驟（1）進行了進一步的說明，所述步驟（1）中的水和氰尿酸的質量份數分別為水6份和氰尿酸3份；步驟（2）中水與氧化鑭的質量份數分別為水3份、氧化鑭1份。
具體實施例15：
本實施例是在具體實施例13的基礎上對步驟（1）進行了進一步的說明，所述步驟（1）中的水和氰尿酸的質量份數分別為水10份和氰尿酸4份；步驟（2）中水與氧化鑭或氫氧化鑭的質量份數分別為水4份、氧化鑭或氫氧化鑭1.2份。
具體實施例16：
本實施例是在具體實施例13的基礎上對步驟（1）進行了進一步的說明，所述步驟（1）中的水和氰尿酸的質量份數分別為水12份和氰尿酸5份；步驟（2）中水與氧化鑭或氫氧化鑭的質量份數分別為水5份、氧化鑭或氫氧化鑭1.5份。
具體實施例17：
本實施例是在具體實施例12的基礎上對步驟（3）進行了進一步的說明，所述步驟（3）中持續發生反應的時間為1～3小時；步驟（4）中將反應液過濾后得到的液體，直接用于溶解氰尿酸或用于配制懸浮液，進行循環利用。
持續反應1～3小時是為了讓反應更加充分，避免造成原材料的浪費，因為將反應液過濾后得到液體中還含有氰尿酸，因此可直接用于溶解氰尿酸或用于配制懸浮液，進行循環利用，避免造成浪費，降低生產成本。
具體實施例18：
一種由上述任意一項所述的制備方法制備出的氰尿酸鑭改性鈣鋅復合穩定劑，包含如下質量分數的成分：硬脂酸60～65%、氧化鋅2～4%，氫氧化鈣4～6%、氰尿酸鑭1.5～2%、硫醇銻0.4～0.8%、聚乙烯蠟20～22%和環氧大豆油5～8%。
具體實施例19：
本實施例是在具體實施例18的基礎上對氰尿酸鑭改性鈣鋅復合穩定劑的成分進行了進一步的說明，一種由上述任意一項所述的制備方法制備出的氰尿酸鑭改性鈣鋅復合穩定劑，包含如下質量分數的成分：硬脂酸60%、氧化鋅4%，氫氧化鈣5.6%、氰尿酸鑭2%、硫醇銻0.4%、聚乙烯蠟20%和環氧大豆油8%。
具體實施例20：
本實施例是在具體實施例18的基礎上對氰尿酸鑭改性鈣鋅復合穩定劑的成分進行了進一步的說明，一種由上述任意一項所述的制備方法制備出的氰尿酸鑭改性鈣鋅復合穩定劑，包含如下質量分數的成分：硬脂酸65%、氧化鋅2%，氫氧化鈣4%、氰尿酸鑭1.5%、硫醇銻0.5%、聚乙烯蠟22%和環氧大豆油5%。
具體實施例21：
本實施例是在具體實施例18的基礎上對氰尿酸鑭改性鈣鋅復合穩定劑的成分進行了進一步的說明，一種由上述任意一項所述的制備方法制備出的氰尿酸鑭改性鈣鋅復合穩定劑，包含如下質量分數的成分：硬脂酸62.2%、氧化鋅2.8%，氫氧化鈣6%、氰尿酸鑭1.2%、硫醇銻0.8%、聚乙烯蠟21%和環氧大豆油6%。
盡管這里參照本發明的多個解釋性實施例對本發明進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開和權利要求的范圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變形和改進外，對于本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。