PVC是世界上產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品之一，PVC為無(wú)定形結(jié)構(gòu)的白色粉末，支化度較小，對(duì)光和熱的穩(wěn)定性差。由于PVC的加工穩(wěn)定性極差，熔融工藝高達(dá)160℃，而PVC當(dāng)溫度達(dá)140℃分解，所以PVC樹(shù)脂要通過(guò)改性處理實(shí)現(xiàn)熔融塑化的方法來(lái)加工生產(chǎn)。
熱穩(wěn)定劑的作用
l 在樹(shù)脂加工的過(guò)程中，防止或抑制其脫HCl，及因脫HCl而引起的變色。
l 在制品的有效使用期內(nèi)，保持其足夠的熱穩(wěn)定性并減緩熱、光、引起的降解，延長(zhǎng)其使用壽命。
熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理
01 吸收PVC降解過(guò)程中所產(chǎn)生的HCl；
02 置換PVC分子中不穩(wěn)定的烯丙基氯原子或叔碳氯原子，抑制脫P(yáng)VC脫HCL；
03 與自由基反應(yīng)，終止自由基的傳遞；
04 與共軛雙鍵起加成反應(yīng)，減少著色；
05 抑制PVC的氧化；
06 鈍化具有催化脫HCl作用的金屬離子。
熱穩(wěn)定劑的分類(lèi)
按照所起的作用，將其可分為三大類(lèi)：
l 主熱穩(wěn)定劑（鉛鹽類(lèi)、金屬皂類(lèi)、有機(jī)錫類(lèi)等）
l 輔助熱穩(wěn)定劑（環(huán)氧化合物、亞磷酸酯、多元醇等）
l 由主副穩(wěn)定劑所組成的復(fù)合穩(wěn)定劑
一、主熱穩(wěn)定劑
PVC穩(wěn)定劑主要包括鉛鹽類(lèi)、脂肪酸金屬鹽類(lèi)、有機(jī)錫類(lèi)。
1、鉛鹽類(lèi)包括除鉛皂以外的所有鉛鹽，絕大多數(shù)都含有鹽基即一氧化鉛(PbO)的鉛鹽。鉛鹽類(lèi)穩(wěn)定劑是PVC最常用且效果最好的穩(wěn)定劑，但不適合透明制品；鉛鹽類(lèi)穩(wěn)定劑由于具有較大的毒性，近年來(lái)逐漸退出了市場(chǎng)。
|
名稱(chēng) |
縮寫(xiě) |
性能特點(diǎn) |
|
三鹽基硫酸鉛 （三鹽） |
TBLS |
具有持久的耐熱性，良好的耐光性和耐水性、優(yōu)良的電絕緣性。毒性大，缺乏潤(rùn)滑性，應(yīng)配合潤(rùn)滑劑使用 |
|
二鹽基亞磷酸鉛（二鹽） |
DL |
耐侯性很突出，毒性大，缺乏潤(rùn)滑性，應(yīng)配合潤(rùn)滑劑使用 |
|
二鹽基硬脂酸鉛（二硬鹽） |
DLS |
它兼具鉛鹽和金屬皂的作用，有優(yōu)良的潤(rùn)滑性 ，但耐侯性較差 |
2、多為脂肪酸（月桂酸、硬脂酸等）的金屬（鋇、鎘、鉛、鋅、鈣、鎂）的鹽。其通式為（RCOO）nM，它除能與HCl作用外，其主要作用是能夠置換活潑的烯丙基氯原子。金屬皂類(lèi)的穩(wěn)定效果一般，透明、有毒或無(wú)毒，很少單獨(dú)使用，一般都是復(fù)合使用，主要用于軟制品。
|
名稱(chēng) |
縮寫(xiě) |
性能特點(diǎn) |
|
硬脂酸鎘 |
CdSt |
為重要的透明熱穩(wěn)定劑之一，初期著色較小，常與硬脂酸鋇等并用，其潤(rùn)滑性好，有“噴霜”現(xiàn)象，不耐硫化污染，毒性極大。 |
|
硬脂酸鋇 |
BaSt |
具有優(yōu)良潤(rùn)滑性,初期色相不好，常與PbSt、CdSt等配合使用。具有良好的抗硫化污染性，但易析出 |
|
硬脂酸鈣 |
CaSt |
加工性好，無(wú)毒性、一般不單獨(dú)使用，而常與鋅皂、鎂皂或環(huán)氧類(lèi)副穩(wěn)定劑配合使用 |
|
硬脂酸鉛 |
PbSt |
具有良好的熱穩(wěn)定性作用，可兼做PVC的潤(rùn)滑劑使用，與鎘、鋇和有機(jī)錫一同使用有良好的協(xié)同作用。但塑化性能差，容易析出，透明性差、毒性大，硫化污染嚴(yán)重 |
|
硬脂酸鋅 |
ZnSt |
活化性極高，少量添加可改善PVC的初期著色，有顯著防硫化污染和抗析出的優(yōu)點(diǎn)，但后期穩(wěn)定性差，容易引起“鋅燒”，應(yīng)鈣、鋇皂等并用 |
3、有機(jī)錫的通式為RmSnY4-m（R為烷基，Y是通過(guò)氧原子或硫原子與Sn連接的基團(tuán)）。根據(jù)Y的不同，有機(jī)錫穩(wěn)定劑主要有下列三種類(lèi)型：脂肪酸鹽型、馬來(lái)酸鹽型和硫醇鹽型。有機(jī)錫類(lèi)的穩(wěn)定效果好，而且適合透明制品，并且有無(wú)毒規(guī)格;但是其價(jià)格較貴。
|
類(lèi)別 |
性能特點(diǎn) |
|
脂肪酸鹽 |
潤(rùn)滑性和加工性能良好，但熱穩(wěn)定性和透明差，單獨(dú)使用時(shí)有明顯的初期著色。 |
|
馬來(lái)酸鹽 |
耐熱和耐候性良好，主要用作PVC硬質(zhì)透明制品的主穩(wěn)定劑，能防止初期著色，但缺乏潤(rùn)滑性，易噴霜 |
|
硫醇鹽 |
突出的耐熱性和良好的透明性，沒(méi)有初期著色，特別適用于硬質(zhì)透明制品，加工性能良好，但價(jià)格較高 |
二、輔助熱穩(wěn)定劑
1、環(huán)氧化合物
環(huán)氧化合物是PVC的重要輔助熱穩(wěn)定劑，他們可以增強(qiáng)主熱穩(wěn)定劑的耐熱性及耐侯性，它主要分為增塑型和樹(shù)脂型兩大類(lèi)。
增塑型主要是環(huán)氧大豆油、環(huán)氧亞麻子油、環(huán)氧硬脂酸丁酯、辛酯等環(huán)氧類(lèi)化合物。
樹(shù)脂型的主要有環(huán)氧氯丙烷雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂。
2、亞磷酸酯化合物
亞磷酸酯的化合物種類(lèi)很多，包括亞磷酸三烷基酯，三芳基酯、烷基芳基酯混合酯、三硫代烷基、雙亞磷酸酯以及聚合性亞磷酸酯。
3、有機(jī)亞磷酸酯化合物
有機(jī)亞磷酸酯是過(guò)氧化物分解劑，在聚烯烴以及合成橡膠中廣泛用作輔助抗氧劑，在PVC中作為螯合劑使用。當(dāng)與金屬穩(wěn)定劑并用時(shí)，能結(jié)合金屬離子，防止金屬離子的催化降解作用，從而提高PVC的耐熱性和耐候性。
4、多元醇
多元醇能提高PVC的熱穩(wěn)定性，改善顏色。目前認(rèn)為多元醇的加入，可以吸收雜質(zhì)離子抑制其催化降解和導(dǎo)電性能。主要品種有季戊四醇，木糖醇、甘露醇、山梨糖醇等。
三、復(fù)合熱穩(wěn)定劑
PVC助劑中復(fù)合穩(wěn)定劑種類(lèi)繁多，比較常見(jiàn)的是復(fù)合鈣鋅穩(wěn)定劑、鉛鹽復(fù)合穩(wěn)定劑、鋇鎘鋅復(fù)合穩(wěn)定劑、有機(jī)錫復(fù)合穩(wěn)定劑等等。
復(fù)合熱穩(wěn)定劑的優(yōu)點(diǎn)：與樹(shù)脂的相容性好、透明好、不易析出、易分散、容易計(jì)量、加工性能好。
PVC材料熱穩(wěn)定劑發(fā)展趨勢(shì)
（1） 發(fā)展低毒和無(wú)毒的品種
（2） 大力發(fā)展有機(jī)錫穩(wěn)定劑
（3） 積極開(kāi)發(fā)有機(jī)輔助熱穩(wěn)定劑
廣東鑫達(dá)新材料科技有限公司（原“河源市鑫達(dá)科技有限公司”）成立于2007年，是國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。公司廠區(qū)占地總面積6萬(wàn)多平方米，年產(chǎn)能達(dá)到10萬(wàn)噸，是國(guó)內(nèi)最大的助劑生產(chǎn)商之一。公司擁有多條先進(jìn)的助劑生產(chǎn)線及一流的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并集多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，專(zhuān)業(yè)致力于聚氯乙烯(PVC)熱穩(wěn)定劑(粉狀、片狀、液體、顆粒等)、阻燃劑、改質(zhì)劑、功能母粒等新材料的自主創(chuàng)新、研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售及相關(guān)技術(shù)服務(wù)。公司的主要產(chǎn)品：穩(wěn)定劑、阻燃劑，均獲得“高新技術(shù)產(chǎn)品”認(rèn)證。