聚氯乙烯用热稳定剂

平常心

聚氯乙烯用热稳定剂
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  聚氯乙烯(PVC)具有价廉、难燃、耐腐蚀性和透明性好等优点。但其稳定性差，在外界因素如热、光、氧及力的作用下易发生分解和交联反应，致使PVC的加工和使用困难。因此，开发有效的热稳定剂对发展PVC工业具有重要意义。目前常用的热稳定剂主要有铅盐类、金属皂类、有机锡类、稀土及一些辅助热稳定剂，各类稳定剂有其自身的特点而用于不同领域。
  q  j4 |# ]6 v$ r& d$ @+ c7 d1常用热稳定剂发展概述
1．1铅盐类
: e" l/ x6 ?# c7 K, _& J  铅盐类热稳定剂热稳定性强、价格便宜、用量大、使用历史最长，但有毒，不可用于与食品接触的制品、儿童玩具。另外，也不能用于透明制品生产。铅盐类热稳定剂在低卤阻燃PVC／PNBR热塑性弹性体中单独使用时，通过观察体系的初始变色时间和初始变色温度，发现热稳定效果总体是3PbO>2PbO。当2PbO、3PbO并用时可以相应提高体系的初始变色温度，体系的初始变色时间低于单用3PbO的体系，但高于单用2PbO的体系。在不添加任何热稳定剂的情况下，体系中由于含有氢氧化镁等阻燃剂，样品的刚果红试纸初始变色时问已经可以达到27 min。在3PbO用量为2 phr或2PbO用量为3 phr时，体系的刚果红试纸初始变色时间超过50 min，满足了作为电缆料所需要的热稳定条件。
! [3 o  R* Y. T* U  PVC塑料中的铅主要来自其中的热稳定剂铅盐。专家研究发现，铅污染进入人体的渠道主要有两个，其中之一是通过污染的空气由呼吸口进入。最新研究发现，含铅盐的PVC塑料给水管在使用过程中，重金属铅会从管道中析出，直接造成饮用水的污染。如果一些家庭、幼儿园或者小区使用了含铅的塑料自来水管道，会直接导致饮用水污染。据介绍，目前含有铅盐的塑料给水管已经被世界各国禁用，国家建设部门也已经做出禁用规定。从2004年l0月1日起，饮用水管材限用这种材料。但有关专家指出，目前在室内装饰装修材料里还有一些PVC塑料材料，如门窗型材、吊顶等，这些材料也要禁铅。近年来，我国铅盐类热稳定剂有了很大发展，重点在于消除粉尘污染，开发复合型铅盐技术。
: N& t1 C* U" S, ~. Z1-2金属皂类
金属皂类热稳定剂中，钙锌(Ca／Zn)系列稳定剂是无毒稳定剂的主要研究方向，这类稳定剂价格较低，但热稳定效果差，因此其使用价格仍然不能与铅盐类稳定剂竞争 J。尽管可以通
% [8 n9 z/ p  o8 b- ?3 X( b过提高用量来达到与铅盐类稳定剂相同甚至更高的初期热稳
定性，但老化后的稳定性仍然相差很多。新型高效无毒的钙皂锌皂热稳定剂，具有较高的热稳定效果，在170℃下的热稳定时间是硬脂酸钙、硬脂酸锌的2倍以上，完全可以替代热稳定效果较差的硬脂酸钙和硬脂酸锌，可用于无毒PVC制品中，具有良好的经济效益和社会效益。新型脂肪酸皂的热稳定时间均比相应的硬脂酸皂延长了1～2倍，热烘变色性也相应有所改善。表明新型脂肪酸皂具有较高的热稳定性；硬脂酸稀土皂及锰皂透明性最高，新型脂肪酸皂透明性大多也都较高。郭立新等 以一种简便的方法制备了以环氧脂肪酸钙、环氧脂肪酸锌为主的固体钙锌复合稳定剂。新型钙锌复合稳定剂的合成方法工艺简便，无毒无尘。该稳定剂中含有的环氧基团，与硬脂酸钙／锌并用环氧化合物或p一二酮类似，具有辅助热稳定作用。研究发现其对聚氯乙烯(PVC)不但有较好的长期热稳定作用，而且具有较好的初期着色性。可用于无毒制品。具有良好的社会效益和经济效益。
' z+ ]  W" O8 n/ j' Q2 k" T. c1．3有机锡类
- K4 n4 u- ~/ s* o' T, s; I有机锡类热稳定剂是较佳的PVC热稳定剂之一，商品化的
8 K$ E4 q# }1 }$ K/ x锡类稳定剂都是sn 的衍生物，有机锡透明性好，大多数无毒，但价格太高，且大多数无润滑性，限制了其广泛推广应用。用价格低廉的巯基乙醇作为原料，合成的二丁基锡双(异辛酸巯基乙酯)是一种新型有机锡热稳定，其合成工艺简单，无污染物产生。与现在市售产品DBTTGE对比，同样具有较强的热稳定性、低毒、无刺激性，且无色透明，可用于透明塑料制品中。申梓皓等 通过塑化、热稳定时间和热分解温度实验等三方面考察了二丁基锡双(异辛酸巯基乙酯)在PVC中的应用。并将二丁基锡双(异辛酸巯基乙酯)的热稳定效果与目前市场上常用的有机锡热稳定剂C l O 1(~月桂酸二丁基锡)进行了对比。对比发现在同等加入量下，二丁基锡双(异辛酸巯基乙酯)的热稳定效果明显优于C101。实验表明，二丁基锡双(异辛酸巯基乙酯)的热稳定效果优异，是一种新型
' ]5 A0 B9 d2 {5 W9 ?的有机锡类PVC热稳定剂，具有广阔的工业应用前景。有机锡类PVC热稳定剂及其协同作用。有机锡与硬脂酸钡复合的热稳定剂的热稳定性明显比加入同等份数的有机锡好，同时不影响制品的性能，可以进一步推广这一系列的热稳定剂的应用，从而降低热稳定剂的用量，减少成本，提高经济效益。从加工的条件、试剂量、热稳定性的需要这三方面考虑，有机锡与硬脂酸钡的最好比例为3：4。因为在这个比例的复合热稳定剂的热稳定性已满足生产上的需要，大于这个比例，在加工过程中会出现“析出”现象。硬脂酸镉、亚磷酸酯
的加入，有机锡热稳定性效果下降，无协同作用。可能其对有机锡氢硫基有破坏作用。
1．4 稀土类
稀土稳定剂是近几年发展起来的新型热稳定剂，具有无毒、高效、多功能价格适中等优点，适用于软硬质及透明与不透明的PVC制品。20世纪80年代，我国最先开发了PVC稀土热
# o" m. H! U/ m% y% b3 v. Z稳定剂，主要品种有稀土氧化物与铅盐皂类的复合物，有机稀
7 W9 j( t7 q  J& R土化合物，液体稀土稳定剂等。稀土复合稳定剂对PVC的力学性能、加工性能都有不同程度的提高，热稳定性能较好的稀土复合稳定剂符合PVC的加工条件，并能改善PVC与CaCO3界面的粘合状态。 (1)z元羧酸盐的热稳定性能与其金属元素的质量含量和与PVC糊的相容性这两个主要因素有关，金属元素的含量越高、与PVC糊的相容性越好，则越有利于提高PVC热稳定效果。(2)二元羧酸盐类别对PVC热稳定性能有较大影响，癸二酸钙、癸二酸锌能够有效地吸收PVC受热放出的HCI，前者显示出较好的初期热稳定性，而后者的“锌烧”现象严重。(3)当癸二酸钙含量达到1％时已具有一定的热稳定性，具有较好的应用性能和实用价值。应用较多的氢氧化钠与稀土溶液反应制备稀土一锌复合热稳定剂，不需研磨即可得到比当前稀土热稳定产品粒度小且均匀的粉末，分散性较好，从而提高了热稳定剂的热稳定效果。这在一定程度上改变了目前稀土热稳定体系因分散性差而影响热稳性的问题，而且副产物硝酸氨可作农用化肥等化工原料，大大降低了生产成本。
2结束语
热稳定剂作为PVC加工时不可缺少的助剂，加强对其性能
深入了解，开发出高效、无毒、价廉的品种对发展PVC加工有着重要的意义。大部分PVC热稳定剂都具有一定的毒性。因此，在食品、医药、包装、玩具等方面的应用受到一定程度的限制。近年来，国内外稀土类，金属皂特别是Ca／Zn复合类热稳定剂在无毒、高效方面的研究应用取得了一定的进展。同时，无毒高效的PVC热稳定剂新品种不断出现，相应的专用复合热稳定剂也得到了发展。我国是稀土资源大国，矿藏储量占全世界已探明储量的80％，亦是产量大国，生产分离能力也位于世界首位。素有材料中“味精”之称的稀土元素已成为21世纪的战略元素，充分利用我国的稀土资源优势，在逐渐降低铅盐类热稳定剂毒性的前提下，大力开发环保绿色的稀土多功能热稳定剂非常必要。另外，单一的产品很难满足多方面的性能要求，因此，产品的复配使用已成为热稳定剂的重要发展趋势。我们更需对PVc降解机理及热稳定剂作用机理进行深入研究，开发应用高效、无毒、多功能，价格适宜的新型热稳定剂，为国民经济可持续、协调发展做出巨大贡献。

yjiangao

楼主说的很好，前半年还有客户让给翻译好多稀土热稳定剂的资料，还有二氢吡啶类热稳定剂，好像这方面国外做的相对较好，国内应该在这方面加大开发力度！

姜平辉

楼主旳资料不错丶学习了

fxlch1

楼主旳资料不错丶学习了
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tiany

终于看到了硬脂酸锌做稳定剂，

hanchq

谢谢楼主分享！

symtake

謝分享～學習受教了

laoyang921

学习了

kdz

资料不错，学习学习