陳煥章，李　花，李　宏

(1.河北科技大學(xué)化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河北石家莊　050018；2.河北省藥用分子化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北石家莊　050018)

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PVC熱穩(wěn)定劑氰尿酸鋅的制備及性能研究

陳煥章1,2，李花1，李宏1

(1.河北科技大學(xué)化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河北石家莊050018；2.河北省藥用分子化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北石家莊050018)

摘要：以氧化鋅和氰尿酸為原料，在弱酸性條件下制備了氰尿酸鋅熱穩(wěn)定劑。通過紅外光譜分析和X射線衍射對合成產(chǎn)物進(jìn)行了表征分析。熱重分析表明，氰尿酸鋅作為PVC熱穩(wěn)定劑能鈍化PVC鏈上的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，吸收釋放的氯化氫氣體，抑制PVC的自催化作用，有效減緩PVC的熱降解。通過靜態(tài)剛果紅測試、烘箱熱老化測試和動(dòng)態(tài)流變測試，測定了氰尿酸鋅作為PVC熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性能。結(jié)果表明：熱穩(wěn)定劑添加量為PVC的0.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)，相比于硬脂酸鋅，氰尿酸鋅的熱穩(wěn)定性能更好，此時(shí)添加氰尿酸鋅的PVC熱穩(wěn)定時(shí)間為18 min，約為加硬脂酸鋅熱穩(wěn)定時(shí)間的2倍；氰尿酸鋅作為PVC熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的硬脂酸鋅熱穩(wěn)定劑，氰尿酸鋅還能有效延長“鋅燒”現(xiàn)象，與PVC有良好的相容性和潤滑性。

關(guān)鍵詞：精細(xì)化學(xué)工程；PVC；熱穩(wěn)定劑；氰尿酸鋅；制備；熱穩(wěn)定性；硬脂酸鋅

E-mail: chenhuanzhang@yeah.net

陳煥章，李花，李宏.PVC熱穩(wěn)定劑氰尿酸鋅的制備及性能研究[J].河北科技大學(xué)學(xué)報(bào),2016,37(1):33-38.

聚氯乙烯因價(jià)廉、耐腐蝕、難燃等優(yōu)越的性能而被廣泛應(yīng)用在建筑、包裝、通訊、化工等行業(yè)，在五大通用塑料中其產(chǎn)量已躍居世界第二[1-2]。但PVC分子鏈本身存在熱穩(wěn)定性較差的缺陷[3-4]，加工溫度和分解溫度極其相近，對加工生產(chǎn)造成了很大困難[5]，且熱分解時(shí)釋放有毒的氯化氫(HCl)氣體。工業(yè)上對此最普遍的解決方法就是添加適宜的熱穩(wěn)定劑，在加工過程中有效改善PVC的熱穩(wěn)定性，抑制其熱降解[6-9]。此方法操作簡單，成本低，效果好。

熱穩(wěn)定劑是PVC加工中的重要助劑之一[10-11]，效果最好且應(yīng)用最多的屬鉛鹽熱穩(wěn)定劑，其次是有機(jī)錫類、金屬皂類、有機(jī)銻類等熱穩(wěn)定劑[12]。隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們越來越清楚地意識(shí)到良好的環(huán)境對人類生活的重要性[13-16]。鑒于鉛鹽等有毒重金屬的嚴(yán)重污染性，目前許多國家已經(jīng)出臺(tái)了法律、法規(guī)來限制或禁止其使用，開發(fā)性能優(yōu)良、價(jià)格低廉、對環(huán)境友好的新型熱穩(wěn)定劑具有重要意義[17]。硬脂酸鋅作為PVC熱穩(wěn)定劑在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，但其存在嚴(yán)重的“鋅燒”現(xiàn)象。氰尿酸鋅是一種由有機(jī)環(huán)狀弱酸合成的環(huán)狀氰尿酸鹽新型熱穩(wěn)定劑，但還沒有在工業(yè)中得到普遍應(yīng)用。已有文獻(xiàn)報(bào)道，氰尿酸鋅與PVC之間具有較好的相容性和分散性，相比于硬脂酸鋅，氰尿酸鋅有很好的抑制“鋅燒”的效果[4]，且氰尿酸鋅和硬脂酸鋅兩者的生產(chǎn)成本基本相同。本文主要針對氰尿酸鋅的制備及其對PVC的熱穩(wěn)定性能進(jìn)行研究。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1　主要藥品

氰尿酸，工業(yè)級(jí)，石家莊金磊化工科技有限公司提供；氧化鋅，分析純，天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠提供；PVC，工業(yè)級(jí)，河北盛華化工有限公司提供；硬脂酸鋅、硬脂酸鈣，工業(yè)級(jí)，河北精信化工有限公司提供。

1.2　主要儀器與設(shè)備

油浴鍋，上海勒頓實(shí)業(yè)有限公司提供；熱老化烘箱，402-1AC，上海佑柯儀器設(shè)備有限公司提供；雙棍混煉機(jī)，SK-160B，東莞市虎門品誠檢測儀器設(shè)備廠提供；轉(zhuǎn)矩流變儀，RM-200A，廣州市普同試驗(yàn)分析儀器有限公司提供；多晶X射線衍射儀(XRD)，D8ADVANCE，德國布魯克AXS公司提供；傅里葉變換紅外光譜儀，Nicolet5700，美國Thermo Electron公司提供；熱重分析儀，瑞士梅特勒-托利多(Mettler-Toledo)公司提供。

1.3　實(shí)驗(yàn)方法

按一定比例稱取適量的氰尿酸與氧化鋅并充分混合，將混合均勻的反應(yīng)物置于帶攪拌的四口燒瓶中，并在恒壓、恒溫水浴中回流反應(yīng)一定時(shí)間。反應(yīng)結(jié)束后取出產(chǎn)物，將產(chǎn)物洗滌、過濾、烘干、粉粹處理后備用。

1.4　表征與性能測試

XRD分析：Cu靶，Kα射線，管內(nèi)電壓為40 kV，電流為50 mA，掃描速度為8°/min。

紅外波譜分析：使用Nicolet5700型傅里葉變換紅外光譜儀對氰尿酸鋅進(jìn)行紅外光譜分析，采用KBr作為背景壓片法(樣品與KBr質(zhì)量比約為1∶100)，波數(shù)掃描區(qū)間為400～4 000 cm-1，分辨率為4 cm-1。

熱重分析：在動(dòng)態(tài)氮?dú)鈿夥障?，?10 ℃/min 的升溫速率從 20 ℃加熱至 600 ℃，氮?dú)鈿夥樟魉贋?0 mL/min，使用 TGA/DSC1 型熱重-差熱同步分析儀對添加氰尿酸鋅的PVC進(jìn)行熱失重分析。通過對熱失重曲線的分析可以判斷氰尿酸鋅對PVC的熱穩(wěn)定效果。

剛果紅試驗(yàn)：參照GB/T 2917.1—2002制備PVC試樣。取試樣高度約5 cm裝入試管，用帶毛細(xì)管的膠塞密封，毛細(xì)管下端裝有剛果紅試紙，在180 ℃溫度下，記錄PVC分解使剛果紅試紙變成藍(lán)色所需要的時(shí)間。

烘箱熱老化試驗(yàn)：先使用XH-401A開煉機(jī)，將添加一定量熱穩(wěn)定劑的PVC塑煉均勻，把所得塑片剪成2 cm×2 cm的片狀試樣并編號(hào)，置于180 ℃烘箱中計(jì)時(shí)，分別記錄不同時(shí)間下試樣的顏色變化情況。

轉(zhuǎn)矩流變試驗(yàn)：將添加了一定量熱穩(wěn)定劑的PVC加入到轉(zhuǎn)矩流變儀中，設(shè)定儀器加工溫度為180 ℃，轉(zhuǎn)速為35 r/min，測定時(shí)間為300 s，分析所得的流變曲線和擠出料頭。

2結(jié)果與討論

2.1　氰尿酸鋅的表征

2.1.1氰尿酸鋅的FT-IR表征

圖1為氰尿酸鋅和氰尿酸的紅外譜圖。從其紅外譜圖中可以看到，2 950 cm-1處的寬峰為N—H和O—H的伸縮振動(dòng)峰偶合的結(jié)果；在1 508，1 725，1 485 cm-1處分別出現(xiàn)了碳氮雙鍵的吸收峰，說明酮式氰尿酸向醇式發(fā)生了轉(zhuǎn)化；在769 cm-1處出現(xiàn)了一個(gè)強(qiáng)吸收峰，通過查閱資料可知此處是鋅離子與氰尿酸的鍵合吸收峰[18]，說明有新的鹽生成。由此可以證明，氰尿酸與氧化鋅反應(yīng)最終生成了目的產(chǎn)物氰尿酸鋅。

圖1　氰尿酸鋅和氰尿酸的紅外譜圖Fig.1　FT-IR spectra of zinc cyanurate and cyanurate

2.1.2氰尿酸鋅的XRD表征

氰尿酸鋅和氧化鋅的XRD譜圖如圖2所示。在圖2 a)中，通過與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片比對可知，2θ=31.77，34.44，36.26，47.56，56.62，63.89°等處為氧化鋅的特征衍射峰，且在36.26°時(shí)的特征衍射峰最高，次之為31.77°和34.44°特征衍射峰。在圖2 b)中，2θ=9.01，10.09，13.34，18.28，20.44，22.26，29.08，31.11，33.56°處為氰尿酸鋅的特征衍射峰，且氰尿酸鋅的特征衍射峰的峰值明顯低于氧化鋅的峰值。相比于氧化鋅，氰尿酸鋅的特征衍射峰多出現(xiàn)在2θ=30°之前，這進(jìn)一步說明生成了目標(biāo)產(chǎn)物氰尿酸鋅。

圖2　氰尿酸鋅和氧化鋅的XRD譜圖Fig.2　XRD for zinc cyanurate and zinc oxide

2.1.3熱重表征

PVC的熱降解包括2個(gè)失重階段[19-20]：第一階段為在受熱的過程中PVC脫去HCl的階段；第二階段主要是由于聚合物鏈發(fā)生斷裂或者產(chǎn)生交聯(lián)造成的，從而產(chǎn)生大量的HCl和共軛多烯等[21-22]。純PVC熱重曲線見圖3，PVC與氰尿酸鋅共混物的熱重曲線見圖4。

圖3　純PVC熱重曲線Fig.3　TG curve of pure PVC

圖4　PVC與氰尿酸鋅共混物的熱重曲線Fig.4　TG cure of PVC/zinc cyanurate blend

由圖3和圖4 可知，純的PVC在第一階段失重率為64.20%，添加熱穩(wěn)定劑后的PVC在第一階段失重率為58.60%，相比于純的PVC第一階段失重率降低了5.60%。此外，相比于純的PVC，添加了熱穩(wěn)定劑的PVC在第二階段的失重率從28.46%降到了23.91%，降低了4.55%，由此證明添加了熱穩(wěn)定劑后的PVC的熱降解程度明顯降低。2個(gè)階段純PVC的失重率為92.66%，加入氰尿酸鋅的PVC在2個(gè)階段的失重率為82.51%，說明氰尿酸鋅能鈍化PVC鏈上的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，可以吸收釋放的氯化氫氣體，抑制PVC的自催化作用，最終起到了熱穩(wěn)定的效果。

2.2　熱穩(wěn)定性能測試

2.2.1靜態(tài)剛果紅法測試

圖5為氰尿酸鋅與硬脂酸鋅在不同添加量時(shí)，PVC熱降解使剛果紅試紙變色的熱穩(wěn)定時(shí)間圖。由圖5可知：熱穩(wěn)定劑的添加量相同時(shí)，添加氰尿酸鋅的熱穩(wěn)定時(shí)間均大于添加硬脂酸鋅的熱穩(wěn)定時(shí)間，說明氰尿酸鋅可以很好地吸收PVC熱降解產(chǎn)生的HCl氣體；熱穩(wěn)定劑的添加量為0.3%時(shí)，添加氰尿酸鋅的熱穩(wěn)定時(shí)間為18min，添加硬脂酸鋅的熱穩(wěn)定時(shí)間為10min，表明氰尿酸鋅熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定效果明顯優(yōu)于硬脂酸鋅的熱穩(wěn)定劑。熱穩(wěn)定時(shí)間隨熱穩(wěn)定劑添加量的增加而增加，但熱穩(wěn)定劑的量并不是越多越好，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，以下添加量均以0.3%為例進(jìn)行熱穩(wěn)定性能測試。

圖5　剛果紅法測試PVC樣品的穩(wěn)定時(shí)間Fig.5　Stability time of PVC samples measured by Congo red test

2.2.2靜態(tài)熱烘箱老化測試

表1為添加不同熱穩(wěn)定劑的PVC在雙輥混煉機(jī)內(nèi)混煉出PVC塑片，將塑片裁成2cm×2cm大小后放入熱老化烘箱的測試結(jié)果。其中：編號(hào)0為沒有添加熱穩(wěn)定劑的空白試驗(yàn)；編號(hào)1為添加量為0.3%氰尿酸鋅熱穩(wěn)定劑的PVC試樣熱老化結(jié)果；編號(hào)2為添加量為0.3%硬脂酸鋅熱穩(wěn)定劑的PVC試樣熱老化結(jié)果。

表1　加入不同熱穩(wěn)定劑的PVC試樣隨時(shí)間的顏色變化

由表1可知：0號(hào)試樣在10 min時(shí)已經(jīng)變淺黃色，20 min時(shí)顏色明顯變黃，而在23 min時(shí)樣片已經(jīng)完全變黑，說明在沒有熱穩(wěn)定劑的情況下，PVC的熱降解嚴(yán)重影響了制品的質(zhì)量；1號(hào)試樣在15 min時(shí)呈現(xiàn)白色，20 min時(shí)開始微微發(fā)黃，35 min時(shí)才開始變黑，說明氰尿酸鋅在PVC降解過程中起到了熱穩(wěn)定的效果，有很好的抑制PVC著色的能力；2號(hào)試樣在15 min開始變微黃，20 min時(shí)變成淺黃，29 min已有黑色顯現(xiàn)。經(jīng)熱老化結(jié)果對比可得出氰尿酸鋅作為熱穩(wěn)定劑不僅能有效減緩PVC的熱降解，而且氰尿酸鋅的熱穩(wěn)定效果明顯比硬脂酸鋅更優(yōu)異，氰尿酸鋅作為PVC熱穩(wěn)定劑，可有效緩解“鋅燒”現(xiàn)象。

圖6　不同熱穩(wěn)定劑應(yīng)用于PVC的轉(zhuǎn)矩流變曲線Fig.6　Torque rheological cure of different heat stabilizers applied in PVC

2.2.3動(dòng)態(tài)流變測試

不同熱穩(wěn)定劑應(yīng)用于PVC的轉(zhuǎn)矩流變曲線見圖6，轉(zhuǎn)矩流變測試結(jié)果見表2。

表2中的試樣編號(hào)0對應(yīng)的是空白試樣的結(jié)果，試樣編號(hào)1對應(yīng)的是添加氰尿酸鋅熱穩(wěn)定劑的試樣結(jié)果，試樣編號(hào)2對應(yīng)的是添加硬脂酸鋅熱穩(wěn)定劑的試樣結(jié)果?？梢钥闯觯喝叩钠胶馀ぞ叵嗟龋?號(hào)試樣的最大扭矩、最小扭矩和塑化時(shí)間均小于0號(hào)試樣；1號(hào)試樣的最大扭矩、最小扭矩和塑化時(shí)間又小于2號(hào)試樣。最大扭矩和最小扭矩越小，說明熱穩(wěn)定劑的加入使得物料的相容性和潤滑性提高；塑化時(shí)間越短，說明PVC體系的凝膠化速度迅速，內(nèi)潤滑性較好；平衡扭矩越小，說明加工過程中能耗越小，外潤滑性相對突出。測試結(jié)果表明，以氰尿酸鋅作為PVC熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)硬脂酸鋅熱穩(wěn)定劑；氰尿酸鋅與PVC有良好的相容性和潤滑性，且加工中的能耗較小。

表2　轉(zhuǎn)矩流變測試結(jié)果

3結(jié)論

1)以氧化鋅和氰尿酸為原料，在弱酸性條件下制備了氰尿酸鋅熱穩(wěn)定劑。用紅外光譜和X射線衍射等方法對產(chǎn)物氰尿酸鋅進(jìn)行了表征分析，確定了目的產(chǎn)物氰尿酸鋅的生成。

2)剛果紅測試結(jié)果表明：熱穩(wěn)定劑添加量是PVC的0.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)，相比于硬脂酸鋅，氰尿酸鋅的熱穩(wěn)定性能更好，此時(shí)添加氰尿酸鋅的PVC熱穩(wěn)定時(shí)間為18 min，約為加硬脂酸鋅熱穩(wěn)定時(shí)間的2倍。

3)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定測試結(jié)果一致表明，氰尿酸鋅的熱穩(wěn)定性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的硬脂酸鋅的熱穩(wěn)定性能，而且其與PVC有良好的相容性和潤滑性。

參考文獻(xiàn)/References:

[1]汪梅, 夏建陵, 李梅，等.PVC熱穩(wěn)定劑桐油基二元酸鈣的合成及其應(yīng)用研究[J].塑料工業(yè), 2012,40(9):33-35.

WANG Mei,XIA Jianling,LI Mei,et al.Synthesis and application of thermal stabilizer of calcium carboxylates of tung oil diacid for PVC[J].China Plastics Industry, 2012,40(9):33-35.

[2]蔡建軍,柴小燕,任有志.PVC手套生產(chǎn)線手模溫度在線測量的研究與應(yīng)用[J].河北工業(yè)科技,2014,31(5):436-440.

CAI Jianjun,CHAI Xiaoyan,REN Youzhi.Studay and application of hand model temperature online measurement on PVC glove production line[J].Hebei Journal of Industrial Science and Technology, 2014,31(5):436-440.

[3]李杰, 鄭德.塑料助劑與配方設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

[4]FOLARIN O M,SADIKUT E R. Thermal stabilizers for poly(vinyl chloride)[J]. Phys Sci, 2011, 6(18):4323-4329.

[5]李梅, 段成, 柳召剛,等.組氨酸鋅的合成及其作為PVC熱穩(wěn)定劑的研究[J].塑料工業(yè), 2014, 42(8):93-96.

LI Mei,DUAN Cheng,LIU Zhaogang,et al.Study on the synthesis of zinc histidine and its thermal stabilizing effect on PVC[J].China Plastics Industry, 2014, 42(8):93-96.

[6]寇俊莉, 林彥軍, 王明明.無毒PVC熱穩(wěn)定劑的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中國氯堿, 2006(2):1-5.

KOU Junli,LIN Yanjun,WANG Mingming.Development trend and study status non-toxic heat stabilizer of PVC[J].China Chlor-Alkali, 2006(2):1-5.

[7]王丹, 李花, 李宏,等.甘油鋅熱穩(wěn)定劑的合成及在PVC中的應(yīng)用[J].塑料工業(yè), 2015, 43(2):106-109.

WANG Dan,LI Hua, LI Hong,et al.The synthesis of glycerin zinc heat stalibizer and its application in PVC[J]. China Plastics Industry, 2015, 43(2):106-109.

[8]金棟, 肖銘.PVC 無毒熱穩(wěn)定劑的研究開發(fā)進(jìn)展[J].化工科技市場, 2010, 33(4): 33-37.

JIN Dong,XIAO Ming.Research and development progress on PVC non-toxic heat stabilizers[J].Chemical Technology Market, 2010, 33(4): 33-37.

[9]楊國文.塑料添加劑作用原理[M]. 成都:成都科技大學(xué)出版社, 1991.

[10]FANG L, SONG Y H, ZHU X N,et al.Influence of lanthanum stearate as a co-stabilizer on stabilization efficiency of calcium/zinc stabilizers to polyvinyl chloride[J].Polym Degrad Stab, 2009, 94(5):845-850.

[11]LI S M, YAO Y W.Effect of thermal stabiliz ers composed of zinc barbiturate and calcium stearate for rigid poly(vinyl chloride ) [J].Polym Degrad Stab, 2011, 96(4): 637-641.

[12]ARKIS E, BALKOSE D.Thermal stabilization of poly(vinyl chloride) by organotin compounds[J].Polym Degrad Stab, 2005,88:46-51.

[13]李鐘寶,劉秀梅.PVC熱穩(wěn)定劑合成與應(yīng)用研究進(jìn)展[J].塑料助劑, 2010, 80(2):1-8.

LI Zhongbao,LIU Xiumei.Recent research progress on synthesis and application of heat stabilizers for PVC [J].Plastic Additives, 2010, 80(2):1-8.

[14]陳創(chuàng)前, 李侃社, 牛紅梅,等.聚氯乙烯無毒復(fù)合熱穩(wěn)定劑的篩選復(fù)配研究[J].塑料工業(yè), 2014, 42 (3):115-117.

CHEN Chuangqian,LI Kanshe,NIU Hongmei,et al.Research on filter and complex of non-toxic heat stabilizer of PVC[J]. China Plastics Industry, 2014, 42(3):115-117.

[15]蔡偉龍.PVC硬脂酸稀土熱穩(wěn)定劑的合成、復(fù)配及應(yīng)用研究[D].福州:福州大學(xué), 2004.

CAI Weilong.Study on the Synthesis,Synergism and Application of Rare-earth Stearate as Thermal Stabilizer for PVC[D].Fuzhou: Fuzhou University,2004.

[16]郭欣欣，張向京，熊春燕，等. 氯化聚氯乙烯樹脂制備工藝綜述[J].河北工業(yè)科技，2010，27(6)：432-435.

GUO Xinxin,ZHANG Xiangjing,XIONG Chunyan,et al.Summary preparation process of chlorinated polyvinyl chloride resin[J].Hebei Journal of Industrial Science and Technology, 2010，27(6)：432-435.

[17]LIU Y B, LIU W Q, HOU M H.Metal dicarboxylates as thermal stabilizers for PVC[J].Polymer Degradation and Stability, 2007, 92(8):1565-1571.

[18]李樹民.聚氯乙烯用巴比妥酸鈣、鋅熱穩(wěn)定劑研究[D].北京:清華大學(xué)，2011.

LI Shumin.Study on Ca/Zn Barbiturate Thermal Stabilizers for Poly(Vinyl Chloride) [D].Beijing: Tsinghua University，2011.

[19]宋銀銀, 蔣平平, 董玉明，等.聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑甘油基鈣/鋅的制備及性能研究[J].塑料科技，2011, 39(11):103-107.

SONG Yinyin,JIANG Pingping,DONG Yuming,et al.Preparation and property evaluation of calcium/zinc glycerolate as thermal stabilizer for PVC[J].Plastic Science and Technology, 2011，39(11):103-107.

[20]劉朋, 蔣平平, 郭朝彬，等.液體PVC熱穩(wěn)定劑異辛酸鎂/鋅制備及應(yīng)用性能研究[J].塑料助劑, 2012(4):33-39.

LIU Peng,JIANG Pingping,GUO Chaobin,et al.Preparation and evaluation of magnesium/zinc isooctanate as a liquid heat stabilizer for poly(vinyl chloride) [J]. Plastic Additives, 2012(4):33-39.

[21]劉朋, 蔣平平, 董玉明，等.新型液體鈉鋅熱穩(wěn)定劑在聚氯乙烯中的應(yīng)用研究[J].中國塑料, 2013, 27(3):77-81.

LIU Peng,JIANG Pingping,DONG Yuming,et al.Research on application of novel liquid Na/Zn thermal stabilizer in poly(vinyl chloride) [J].China Plastics, 2013, 27(3):77-81.

[22]URETA E, CANT M E.Zinc maleate and zinc anthranilate as thermal stabilizers for PVC[J].Journal of Applied Polymer Science, 2000(9):2603-2605.

CHEN Huanzhang, LI Hua, LI Hong.Study on preparation and performance of zinc cyanurate thermal stabilizer for PVC[J].Journal of Hebei University of Science and Technology,2016,37(1):33-38.

Study on preparation and performance of zinc cyanurate thermal stabilizer for PVC

CHEN Huanzhang1,2, LI Hua1, LI Hong1

(1.School of Chemical and Pharmaceutical Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang, Hebei 050018, China; 2.Hebei Key Laboratory of Molecular Chemistry for Drug, Shijiazhuang, Hebei 050018, China)

Abstract:The heat stabilizer Zinc cyanurate is prepared with zinc oxide and cyanuric acid as raw materials under the condition of weak acid. The product is characterized by FTIR and X-ray diffraction. Thermogravimetric analysis shows that zinc cyanurate as heat stabilizer can passivate unstable structures in PVC chain, absorb hydrogen chloride gas, and inhibit self catalytic of PVC, which effectively slow the thermal degradation of PVC. The thermal stability performance of zinc cyanurate as the thermal stabilizer of PVC is investigated by static Congo red test, dryer thermal ageing test and dynamic rheological test. It is found that when the mass of heat stabilizer is 0.3% of PVC, the thermal stability of zinc cyanurate is better compared to that of zinc stearate, and the thermal stability time of PVC with zinc cyanurate is 18 min, nearly two times that of PVC with zinc stearate; the thermal stability of zinc cyanurate for PVC is superior to that of traditional zinc stearate, and zine cyanurate can prolong the zinc burning phenomnon; zinc cyanurate and PVC have good compatibility and lubricity.

Keywords:fine chemical engineering; PVC; heat stabilizer; zinc cyanurate; preparation; thermal stability; zinc stearate

作者簡介：陳煥章(1962—)，男，河北衡水人，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事精細(xì)化學(xué)品研發(fā)方面的工作。

基金項(xiàng)目：河北省科技計(jì)劃項(xiàng)目(15214705D)

收稿日期：2015-07-06；修回日期：2015-08-20；責(zé)任編輯：張士瑩

中圖分類號(hào)：TQ314.24

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi:10.7535/hbkd.2016yx01006

文章編號(hào)：1008-1542(2016)01-0033-06