11
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 100
30
40
0.5
8
7
619W2 100
45
40
0.5
6
4
应用复合热稳定剂电缆料耐热老化性能
12
应用复合热稳定剂电缆料电性能
LDHs/ZnO 用量/份 烟密度等级 极限氧指数
拉伸强度 MPa 断裂伸长率 ％
0 95.79 25.5 23.62 346.0
3 76.23 32.5 24.35 343.2
4 75.41 32.5 23.36 331.6
5
6
7
70.11 70.32 71.81
32.5 32.0 32.5
23.21 22.98 23.32
338.9 312.5 307.7
20
3.改性作用
水滑石含量对改性聚氯乙烯抗冲强度的影响
抗
冲
强
度
钛偶联剂处理
硅偶联剂处理
未处理
水滑石含量
21
水滑石含量对改性聚氯乙烯拉伸强度的影响
拉 伸 强 度
钛偶联剂处理 硅偶联剂处理
未处理
水滑石
22
水滑石应用时注意事项
1.水滑石的分散性 水滑石属于固体填料类物质，细度小，表现
Mg6[Al(OH)6]2CO3(OH)4 12304-65-3 Mg9[Al(OH)]4(CO3)2(OH)2 141644-88-4 Mg4.5Al(OH)13CO3·H2O 156721-37-8
26
颗粒分布有大拖尾的产品
体积 (%)
8
7
6
5
4
3
2
1
00.01
0.1
1
LiNiCoO2-50514, 2005年5月18日 9:36:11
7
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
8
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
5
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。
粒度分布
10 粒度 (μm)
100
1000 3000
体积 (%)
颗粒分布窄的产品
粒度分布
10
9
8 7
6
5 4
3
2 1
00.01
0.1
1
10
100
1000 3000
粒度 (μm)
27
大连, 2005年5月18日 9:55:37
水滑石的品种和规格
日本某化学公司HT-P规格
分子式 Mg4.5Al2(OH)13CO3.mH2O 外观：白色细微粉末
特点：颗粒度较细
29
大连某公司镁铝水滑石
白度：
>90％
MgO / Al2O3 ： 4.0 ～ 5.0
加热减量：
<1.0％
重金属：
≤10ppm（以铅计）
平均粒径：
<5um
颗粒小于10um： >99％
PH值：
7~9
特点：有白度指标
30
韩国APS-30规格(类水滑石)
分子式 CaNaAl2O3(SiO2)2.4H2O
17
水滑石的热分解曲线
第一个吸热峰为水
滑石结构中水分子的
逸出，第三亇吸热峰
为阳离子配位体中结
构水和二氧化碳的逸
第 一
出。在高温下释放的
分 解
水分和二氧化碳是阻
温 度
隔有机物燃烧的必要
条件。
水滑石热分解曲线 18
阻燃作用实例1：
在 PVC中添加3~5份水滑石，使最大烟密度降30%
水滑石对PVC燃烧时抑烟效率
6
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。
平均颗粒度：
1μm
挥发份：
0.4%
PH值：
8.5~9.5
比表面积：
10m2/g
特点：颗粒度较细
28
广东某公司SIPAX AC -106规格
外观：白色粉末 MgO / Al2O3 ：4.0 ～ 5.0 加热减量（105±3℃）：≤1.5% 细度（D50 ）： 1.0um 重金属： ≤10ppm（以铅计） 表观密度: 0.10~0.30 g/cm3
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。
4
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 。
24
2.加工工艺的调整
助剂功能的发挥有助剂的品质和应用方法两个因 素决定的。加入水滑石后，在加工工艺上应有调整。 除要注意水滑石的分散性外，还应不超过第一分解 温度，有时加工温度并不高，但由于剪切速率过大， 造成局部过热，使水滑石中水分析出，在产品中形 成许多气泡，气泡往往是加工中温度过高或剪切力 过大形成的。在已有配方中，用水滑石代替部分原 有的热稳定剂时，对配方要作适当调整。加入水滑 石，有时会导致润滑性不足，应造当调整润滑体系。
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
13
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。
外观：白色细微粉末
平均颗粒度：
3.5μ m
主晶层厚度：
1.2μm
挥发份：
4%
PH值：
10.5
表观密度：
0.4g/cm3
特点：三元结构的水滑石
31
结论：
. 水滑石作为新颖塑料助剂,具有许多优 良性能。在聚氯乙烯中能作为热稳定剂、 改性剂和阻燃剂。在其他高聚物中能作 为吸酸剂、保温剂使用，还具有吸收紫 外线、增透、萃灭剩余催化剂降解等作 用。水滑石具有高度安全性，通过FDA 批准，为安全的添加剂。水滑剂在塑料 制品中的应用，已得到推广。
水滑石 份数
有烟燃烧时 无烟燃烧时 抑烟效率% 抑烟效率%
3
47.7
31.6
5
40.0
30.5
PVC有烟燃烧时，升温速度快生成烟数量大，
加入水滑石后，热分解时，吸收热量和释放CO2， 提高抑烟效果。
19
阻燃作用实例2：
当纳米水滑石与纳米氧化锌复合配比为3：2时， 对软质聚氯乙烯有很好的抑制阻燃协同作用。
水滑石在聚氯乙烯 中的应用
陈祖欣 2008 .8 衡水
1
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
Байду номын сангаас
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
2
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。
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
15
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。
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。