本发明涉及水滑石热稳定剂生产领域，具体涉及一种纳米二氧化硅核壳粒子插层改性的三元锌镁铝水滑石热稳定剂的制备方法。
背景技术：
聚氯乙烯（pvc）是重要的通用塑料之一，由于其不易燃、性能好且价格低等优势，广泛应用于管材、塑料门窗、电线电缆等众多领域。然而pvc热稳定性很差，且在加工过程中加工温度比pvc分解温度高，pvc分子链上存在不稳定的氯原子，其在受热情况下容易发生脱氯化氢，导致pvc中形成具有共轭双键的多烯结构，使得pvc材料的颜色发生变化，同时pvc材料的物理和化学性能变差。所以，有必要在加工过程中加入热稳定剂以改善其热稳定性能。pvc热稳定剂的种类较多，目前，以ca/zn稳定剂为基础的低毒绿色环保型热稳定剂成为发展趋势。水滑石的层间碳酸根离子和层板均可与pvc降解产生的氯化氢发生反应，因此可提高pvc长期热稳定性，被广泛应用于pvc辅助热稳定剂。水滑石层间离子具有可交换性，因此可将功能性阴离子引入层间制备功能性水滑石来改善pvc性能。
现有技术中已有研究将磷酸二氢根插层锌镁铝水滑石并与pvc复配，研究发现磷酸二氢根插层锌镁铝水滑石不仅能够明显提高pvc的初期抑制变色性能，同时，磷酸二氢根插层改性锌镁铝水滑石后提高了在聚氯乙烯基材中的分散性并改善了与聚氯乙烯之间的相容性，聚氯乙烯力学性能提高，但是加工流变性能稍有降低且长期热稳定性不佳。
技术实现要素：
本发明的目的就是提供一种纳米二氧化硅核壳粒子插层改性的三元锌镁铝水滑石热稳定剂的制备方法，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的：
一种纳米二氧化硅核壳粒子插层改性的三元锌镁铝水滑石热稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将无水乙醇与去离子水以体积比95∶5配成醇-水溶液，用稀硝酸溶液调节ph值为3-4，搅拌下加入纳米二氧化硅超声分散混匀得悬浮液；
（2）往上述悬浮液中加入硅烷偶联剂和渗透剂搅拌混匀超声分散20-30min，喷雾干燥得改性纳米二氧化硅；
（3）将改性纳米二氧化硅、聚合物单体、助乳化剂、引发剂按一定的比例混合均匀于室温下磁力搅拌30min，调节ph至8-9，加入乳化剂sds搅拌均匀后在1200w功率下进行超声分散15min，升温至70-80℃，以300r/min的速率搅拌反应5-6小时制得纳米二氧化硅核壳粒子；
（4）称取一定量的六水合氯化镁、氯化锌、六水合氯化铝溶于去离子水中，搅拌得到均匀混合盐溶液，再称取一定量的氢氧化钠及碳酸钠溶于去离子水中，搅拌得到混合碱溶液，控制两种混合溶液以1滴/s的速度同时加入旋转液膜反应器中成核，并强制循环2min得到白色成核浆液；
（5）将步骤（4）得到的白色成核浆液于回流温度下晶化6小时，离心分离、洗涤，得到锌镁铝水滑石湿滤饼；
（6）将步骤（5）的锌镁铝水滑石湿滤饼超声分散在水中，在90℃下搅拌2h，然后缓慢加入步骤（3）纳米二氧化硅核壳粒子，用稀硝酸溶液调节ph=4，最后在100℃下搅拌回流反应12h，静置自然冷却，抽滤，洗涤至中性，60℃干燥出料。
所述步骤（1）中悬浮液中纳米二氧化硅的质量分数为25-30%。
步骤（2）中所述的硅烷偶联剂为kh570，添加量为纳米二氧化硅用量的3-5%，所述的渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，添加量为纳米二氧化硅用量的0.6-0.9%。
所述步骤（3）中纳米二氧化硅核壳粒子的核壳比30∶70；所述的聚合物单体包括单体丙烯酸丁酯(ba)、甲基丙烯酸甲酯(mma)以及甲基丙烯酸环氧丙酯(gma)，其中gma质量分数为1%，mma与ba的质量比为4∶6；所述的助乳化剂为十六烷，添加量为单体总量的10-13%；所述的引发剂为偶氮二异丁腈，添加量为单体总量的0.5-0.8%；所述的乳化剂sds添加量为单体总量的6-8%。
所述步骤（4）中n（mgcl2·6h2o）∶n（zncl2）∶n（alcl3·6h2o）=1∶1∶1；所述的氢氧化钠与金属阳离子的摩尔比2；所述的碳酸钠与金属阳离子的摩尔比为1。
所述步骤（5）中的锌镁铝水滑石湿滤饼的固含量为23-25%。
所述步骤（6）中纳米二氧化硅核壳粒子的添加量为锌镁铝水滑石湿滤饼用量的3-4%。
本发明有以下有益效果：本发明采用共沉淀-离心-水热法制备锌镁铝水滑石，然后将其前驱体与纳米二氧化硅核壳粒子反应制备插层改性的三元锌镁铝水滑石，核壳比为30/70的纳米二氧化硅核壳粒子的引入，使所得的热稳定剂与pvc的共混物具有更高的热稳定性好，且由于核壳粒子壳层中gma环氧基团与pvc羧基的反应使所得水滑石热稳定剂与聚合物基体相容性好不易团聚，用于pvc管材中能够明显提高pvc的初期抑制变色性能、加工流变性能和耐高温性能，耐候性好长期稳定性佳。
具体实施方式
一种纳米二氧化硅核壳粒子插层改性的三元锌镁铝水滑石热稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将无水乙醇与去离子水以体积比95∶5配成醇-水溶液，用稀硝酸溶液调节ph值为3-4，搅拌下加入纳米二氧化硅超声分散混匀得悬浮液；
（2）往上述悬浮液中加入硅烷偶联剂和渗透剂搅拌混匀超声分散20-30min，喷雾干燥得改性纳米二氧化硅；
（3）将改性纳米二氧化硅、聚合物单体、助乳化剂、引发剂按一定的比例混合均匀于室温下磁力搅拌30min，调节ph至8-9，加入乳化剂sds搅拌均匀后在1200w功率下进行超声分散15min，升温至70-80℃，以300r/min的速率搅拌反应5-6小时制得纳米二氧化硅核壳粒子；
（4）称取一定量的六水合氯化镁、氯化锌、六水合氯化铝溶于去离子水中，搅拌得到均匀混合盐溶液，再称取一定量的氢氧化钠及碳酸钠溶于去离子水中，搅拌得到混合碱溶液，控制两种混合溶液以1滴/s的速度同时加入旋转液膜反应器中成核，并强制循环2min得到白色成核浆液；
（5）将步骤（4）得到的白色成核浆液于回流温度下晶化6小时，离心分离、洗涤，得到锌镁铝水滑石湿滤饼；
（6）将步骤（5）的锌镁铝水滑石湿滤饼超声分散在水中，在90℃下搅拌2h，然后缓慢加入步骤（3）纳米二氧化硅核壳粒子，用稀硝酸溶液调节ph=4，最后在100℃下搅拌回流反应12h，静置自然冷却，抽滤，洗涤至中性，60℃干燥出料。
所述步骤（1）中悬浮液中纳米二氧化硅的质量分数为25-30%。
步骤（2）中所述的硅烷偶联剂为kh570，添加量为纳米二氧化硅用量的3-5%，所述的渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，添加量为纳米二氧化硅用量的0.6-0.9%。
所述步骤（3）中纳米二氧化硅核壳粒子的核壳比30∶70；所述的聚合物单体包括单体丙烯酸丁酯(ba)、甲基丙烯酸甲酯(mma)以及甲基丙烯酸环氧丙酯(gma)，其中gma质量分数为1%，mma与ba的质量比为4∶6；所述的助乳化剂为十六烷，添加量为单体总量的10-13%；所述的引发剂为偶氮二异丁腈，添加量为单体总量的0.5-0.8%；所述的乳化剂sds添加量为单体总量的6-8%。
所述步骤（4）中n（mgcl2·6h2o）∶n（zncl2）∶n（alcl3·6h2o）=1∶1∶1；所述的氢氧化钠与金属阳离子的摩尔比2；所述的碳酸钠与金属阳离子的摩尔比为1。
所述步骤（5）中的锌镁铝水滑石湿滤饼的固含量为23-25%。
所述步骤（6）中纳米二氧化硅核壳粒子的添加量为锌镁铝水滑石湿滤饼用量的3-4%。