PVC稳定剂简介之欧阳引擎创编

1、PVC稳定剂简介欧阳引擎(2021.01.01)英文化工术语:Stabilizer, Inhibiter.什么是稳定剂？K广义地讲,能增加溶液、胶体、固体、混合物的稳定性 能化学物都叫稳定剂。它可以减慢反应，保持化学平衡,降低表 面张力，防止光、热分解或氧化分解等作用。广义的化学稳定 剂来源非常广泛，主要根据配方设计者的设计目的，可以灵活的 使用任何化学物以达到产品品质稳定的目的.2.狭义地讲,主要是指保持高聚物塑料、橡胶、合成纤维 等稳定，防止其分解、老化的试剂。纯的PVC树脂对热极为敏感，当加热温度达到90Y:以 上时，就会发生轻微的热分解反应，当温度升到120C后分解 反应加剧，在150

2、C, 10分钟，PVC树脂就由原来的白色逐步 变为黄色一红色一棕色一黑色。PVC树脂分解过程是由于脱 HCL反应引起的一系列连锁反应，最后导致大分子链断裂。 防止PVC热分解的热稳定机理是通过如下几方面来实现的。通过捕捉PVC热分解产生的HC1,防止HC1的催化降解 作用。铅盐类主要按此机理作用，此外还有金属皂类、有机锡 类、亚磷酸脂类及环氧类等。置换活泼的烯丙基氯原子。金属皂类、亚磷酸脂类和有 机锡类可按此机理作用。与自由基反应，终止自由基的反应。有机锡类和亚磷酸 脂按此机理作用。与共扼双键加成作用，抑制共扼链的增长。有机锡类与环氧类按此机理作用。分解过氧化物，减少自由基的数目。有机锡和亚磷

3、酸脂 按此机理作用。钝化有催化脱HC1作用的金属离子。同一种稳定剂可按几种不同的机理实现热稳定目的。铅盐类铅盐类是PVC最常用的热稳定剂，也是十分有效的热稳 定剂，其用量可占PVC热稳定剂的70%以上。铅盐类稳定剂的优点：热稳定性优良，具有长期热稳定 性，电气绝缘性能优良，耐候性好，价格低。铅盐类稳定剂的缺点：分散性差、毒性大、有初期着色 性，难以得到透明制品，也难以得到鲜明色彩的制品，缺乏润 滑性，易产生硫污染。常用的铅盐类稳定剂有：(1) 三盐基硫酸铅分子式为3PbO. PbSO. H20,代号为TLS,简称三盐， 白色粉末，密度6. 4g/cnT。三盐基硫酸铅杲最常用的稳定欧阳引擎创编2

4、021.01.01剂品种，一般与二盐亚磷酸铅一起并用，因无润滑性而需配人润滑剂。主要用于PVC硬质不透明制品中，用量一般27份。(2)二盐基亚磷酸铅分子式为2PbO. PbHPO3.H2O,代号为DL,简称二 盐，白色粉末，密度为6. Ig/cm3o二盐基亚磷酸铅的热稳 定性稍低于三盐基硫酸铅，但耐候性能好于三盐基硫酸铅。二 盐基亚磷酸铅常与三盐基硫酸铅并用，用量一般为三盐基硫酸 铅的1 / 2。(3)二盐基硬脂酸铅代号为DLS,不如三盐基硫酸铅.二盐基亚磷酸铅常 用，具有润滑性。常与三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅并用， 用量为0. 51. 5份。复合铅盐稳定剂铅盐稳定剂价格低廉，热稳定性好，一

5、直被广泛使用，但 铅盐的粉末细小，配料和混合中，其粉尘被人吸入会造成铅中 毒，为此，科技人员又研究出一种新型的复合铅盐热稳定剂。 这种复合助剂采用了共生反应技术将三盐、二盐和金属皂在反 应体系内以初生态的晶粒尺寸和各种润滑剂进行混合，以保证 热稳定剂在PVC体系中的充分分散，同时由于与润滑剂共熔 融形成颗粒状，也避免了因铅粉尘造成的中毒。复合铅盐稳定 剂包容了加工所需要的热稳定剂组份和润滑剂组份，被称作为 全包装热稳定剂。它具有以下的优点：(1) 复合热稳定剂的各种组份在其生产过程中可得到充分 混合，大幅度改善了与树脂混合分散的均匀性。(2) 配方混合时，简化了计量次数，减少了计量差错的概 率

6、及由此所带来的损失。(3) 简便了辅料的供应和贮备，有利于生产、质量管理。(4) 提供了无尘生产产品的可能性，改善了生产条件。总之，复合热稳定剂有利于规模生产，为铅盐热稳定剂的 发展提供了新的方向。复合铅盐稳定剂一个重要指标是铅的含 量，目前所生产的复合铅盐稳定剂含铅量一般为20%-60%;在PVC塑料门窗型材生产上的用量为3. 56份金属皂类简介为用量仅次于铅盐的第二大类主稳定剂，其热稳定性虽不 如铅盐类，但兼具润滑性。金属皂类可以是脂肪酸(月桂酸. 硬脂酸、环烷酸等)的金属(铅、顿、镉.锌、钙等)盐，其中 以硬脂酸盐最为常用，其活泼性大小顺序为：Zn盐?Cd盐?Pb 盐?Ca盐7. Ba盐

7、。金属皂类一般不单独使用，常常为金属皂 类之间或与铅盐及有机锡等并用。除Gd. Pb外都无毒，除 Pb、Ca外都透明，无硫化污染，因而广泛用于软质PVC中， 如无毒类、透明类制品等。常用的金属盐类稳定剂有(1) 硬脂酸锌(ZnSt),无毒且透明，用量大后，易引起“锌 烧”制品变黑，常与B“、Ca皂并用。(2) 硬脂酸镉(CdSt),为一重要的透明稳定剂品种，毒性较 大，不耐硫化污染，抑制初期变色能力大，常与Ba皂并用。(3) 硬脂酸铅(PbSt),热稳定性好，可兼做润滑剂。缺点为 易析出，透明差，有毒且硫化污染严重，常与Ba. Cd皂并 用。(4) 硬脂酸钙(CaSt),加工性能好、热稳定能力

8、较低，无硫 化污染，无毒，常与Zn皂并用。(5) 硬脂酸(BaSt),无毒，长期热稳定性好，抗硫化污 染,透明，常与Pb、Ca皂并用。复合品种常用的有：Ca/ Zn(无毒、透明)、Ba/Zn(无毒、透明)、Ba/Cd(有毒、透明) 及 Ba/Cd/Zno有机锡类有机锡类为热稳定剂中最有效的，在透明和无毒制品中应 用最广泛的一类，其突出优点为：热稳定性好，透明性好，大 多数无毒。缺点为价格高，无润滑性。有机锡类大部分为液体，只有少数为固体。可以单独使 用，也常与金属皂类并用。有机锡类热稳定剂主要包括含硫有机锡和有机锡按酸盐两 类。(1) 含硫有机锡类：主要为硫醇有机锡和有机锡硫化物类稳定剂，与P

9、b、Cd 皂并用会产生硫污。含硫有机锡类透明性好。主要品种有：a、二铳基乙酸异辛酯二正辛基锡(DOTTG),外观为淡黄 色液体，热稳定性及透明性极好，无毒，加入量低于2份。b、二甲基二铳基乙酸异辛酯锡(DMTFG),外观为淡黄澄 清液体，为无毒、高效、透明稳定剂，常用于扭结膜及透明膜 中。(2) 有机锡浚酸盐：稳定性不如含硫有机锡，但无硫污染，主要包括脂肪酸锡 盐和马来酸锡盐。主要品种有：a、二月桂酸二正丁基锡(DBTL)淡黄色液体或半固体，润 滑性优良，透明性好，但有毒，常与Cd皂并用，用量1-2 份；与马来酸锡及硫醇锡并用，用量0。51份。b、二月桂酸二正辛基锡(DOTL),有毒且价高，润

10、滑性优 良，常用于硬PVC中，用量小于1. 5份。c.马来酸二正丁 基锡(DBTM),白色粉末，有毒，无润滑性，常与月桂酸锡并 用，不可与金属皂类并用于透明制品中。有机锤类具有优秀的初期色相和色相保持性，尤其是在低用量时， 热稳定性优于有机锡类，特别适于用双螺杆挤出机的PVC配 方使用。有机铸类主要包括硫酹铸盐类、疏基乙酸酯硫醇键类、铳 基按酸酯铤类及按酸酯铸类等。国内的铤稳定剂主要以三疏基 乙酸异辛酯镐(ST)和以ST为主要成分的复合稳定剂STHI 和STH-II两种为主。五硫醇铤为透明液体，可用作透明片、 薄膜、透明粒料的热稳定剂。STH-I可以代替京锡C-102,可 抑制PVC的初期着色

11、，热稳定性好，制品透明，颜色鲜艳， STH II无毒，主要用于PVC水管等。稀土稳定剂选材多为稀土氧化物和稀土氯化物为主，其氧化物和氯化 物多为铺、肺.错、钦等轻稀土元素的单一体或混合体。稀土元素有着相似且异常活泼的化学性质，有着众多的轨 道可作为中心离子接受配位体的孤对电子，同时稀土金属离子 有较大的离子半径，与无机或有机配位体主要通过静电引力形 成离子配键，作为络合物的中心原子，常以d2SP3、d4dP3. f3d5Ssp3等多种杂化形式形成配位数为6-12的络合物。稀土元素优良的力学性能及其分组原理都与稀土元素的几 何性质有关。因为原子和离子的半径是决定晶体的构型、硬 度、密度和熔点等物

12、理性质的重要因素，在常温、常压条件 下，稀土金属繚、错、枚呈双六方晶体结构，而钵呈立方晶体 密集（面心）结构，当温度.压力变化时，多数稀土金属发生晶 型转变。由于繚系收缩，镰系元素的原子半径、原子体积随原 子序数增加而减小，密度随原子序数增加而增加，但钟与镉. 错、枝相比，有异常现象。在镰.肺、错.枚中，镉的化学性质杲最活泼，但三价毓 与C1只能生成REC1正络合物，而且此络合物不稳定，而 肺、错这些高价的稀土离子与C1生成络合物的能力比三价的 繚要强，它们与C1配体能生成稳定的负络离子，因此，在稀 土热稳定剂的选材上要综合繚、肺、错.钦的各自优点，在不 同的应用范围，用其高纯单一体、混合体或

13、合理搭配。稀土离子为典型的硬阳离子，即不易极化变形的离子，它 们与金属硬碱的配位原子，如氧的络合能力很强。稀土化合物 对CaC03的偶联作用，由于稀土离子和PVC链的氯离子之间 存在强配位相互作用，有利于剪切力的传递从而使稀土化合物 能有效地加速PVC的凝胶化，即可促进PVC塑化，又可起到 加工助剂ACR的作用。同时，稀土金属离子与CPE中的C1 配位，可使CPE更加发挥其增韧改性的作用。这些效能发挥 的充分与否、平衡与否，与稀土复合物中的复配助剂有着相当 大的关系，复合物中的润滑体系.加工改性体系都至关重要， 因此复配工艺的好坏直接影响着稀土多功能复合稳定剂的效 能。稀土稳定剂功能性能优良的

14、稀土稳定剂应具有以下功能：优异的热稳定性能静态动态热稳定性，均与京锡8831相当，好于铅盐及金 属皂类，是铅盐的三倍及Ba/Zn复合稳定剂的4倍。可复配 成为无毒、透明的，还可部分代替有机锡类稳定剂而广泛应 用。稀土稳定剂的作用机理为捕捉HC1和置换烯丙基氯原 子，与环氧类的辅助稳定剂具有较好的协同作用。(2) 偶联作用具有优良的偶联作用，与铅盐相比，与PVC有很好的相 容作用，对于PVC-CaCO,体系偶联作用较好，有利于PVC 塑料门窗异型材强度的提高。用稀土稳定剂加工的PVC型材 的焊角强度比铅盐稳定剂的PVC型材焊角强度要高，原料价 格也高一些。(3) 增韧作用与PVC树脂和增韧剂CPE的良好的相容性以及与CaCO3,的偶联作用，使PVC树脂在加工中塑化均匀，塑化 温度低，型材的耐冲击性能较好。稀土稳定剂无润滑作用，应与润滑剂一起加入，目前我 国生产的稀土复合稳定剂是将稀土、热稳定剂和润滑剂复配而 成的，加入量一般为4-6份。主要的辅助体稳定剂品种辅助垫稳定剂本身不具有热稳定作用，只有与主稳定剂一 起并用，才会产生热稳定效果，并促进主稳定剂的稳定效果。 辅助热