PVC用的稳定剂包括热稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和螯合剂。配方设计时根据制品使用要求和加工工艺要求选用不同品种,不同数量的稳定剂。
热稳定剂
热稳定剂必须能够捕捉PVC树脂放出的具有自催化作用的HCL,或是能够与PVC树脂产生的不稳定聚烯结构起加成反映,以阻止或减轻PVC树脂的分解。一般在配方中根据制品的要求来选用热稳定剂品种。例如:
铅盐稳定剂主要用在硬制品中。铅盐类稳定剂具有热稳定剂好、电性能优异,价廉等特点。但是其毒性较大,易污染制品,只能生产不透明制品。近年来复合稳定剂大量出现,单组分的稳定剂已有被取代的危险。复合稳定剂的特点是专用性强,污染小,加工企业配料简便等优点。但由于无统一的标准,所以各家的复合稳定剂差异很大。
钡镉类稳定剂是性能较好的一类热稳定剂。在PVC农膜中使用较广。通常是钡镉锌和有机亚磷酸酯及抗氧剂并用。
钙锌类稳定剂可作为无毒稳定剂,用在食品包装与医疗器械、药品包装,但其稳定性相对教低,钙类稳定剂用量大时透明度差,易喷霜。钙锌类稳定剂一般多用多元醇和抗氧剂来提高其性能,最近已经国内已经有用于硬质管材的钙锌复合稳定剂出现。深圳市森德利塑料助剂有限公司成功开发出CZX系列无毒钙锌稳定剂,能够满足硬质管材及管件的生产,并在联塑等管材生产厂家批量使用。
有机锡类热稳定剂性能较好,是用于PVC硬制品与透明制品的较好品种,尤其辛基锡几乎成为无毒包装制品不可缺少的稳定剂,但其价格较贵。
环氧类稳定剂通常作为辅助稳定剂。这类稳定剂与钡镉钙锌类稳定剂并用时能提高光与热的稳定性,其缺点是易渗出。作辅助稳定剂的还有多元醇,有机亚磷酸酯类能。
近年来还出现了稀土类稳定剂和水滑石系稳定剂,稀土类稳定剂主要特点是加工性能优良,而水滑石则是无毒稳定剂。
热稳定剂的选用原则
1.?硬质PVC配方中热稳定剂的选用
硬质PVC中增塑剂加入量少或不加,要求稳定剂的加入量相应增大,且稳定效果要好。
(1)不透明硬制品常选用的为三碱式硫酸铅及二碱式亚磷酸铅,两者协同加入效果好,加入比例为2:1或1:1,总加入量为3~5份。
(2)透明硬制品不用铅盐类,常选用除Pb、Ca之外的金属皂类及有机锡、有机锑和稀土稳定剂。其中金属皂类加入量为3~4份,有机锡类为1~1.5份。
2.?软质PVC及PVC糊制品配方中热稳定剂的选用
这类配方中增塑剂含量高,加工温度低,可适当减少稳定剂的加入量。
(1)不透明软制品?常选铅盐(1~2份)与金属皂类(1~2份)协同加入。
(2)半透明软制品?常选用几种金属皂类并用,加入量2~3份。
(3)透明软制品?常用有机锡类(0.5~1份)与金属皂类(1~2份)协同加入。也可用有机锑及稀土稳定剂代替有机锡。
3.?无毒PVC配方中热稳定剂的选用
(1)不宜选用铅盐类稳定剂。
(2)除Pb、Cd皂外其它金属皂类稳定剂可选用。
(3)无毒有机锡类可选用。
(4)有机锑和稀土类可选用。
(5)辅助稳定剂中的环氧类无毒,可以选用。
4.?主稳定剂的协同作用
在一个PVC配方中,往往选用几个主稳定剂并用,因为不同主稳定剂之间有协同作用。
(1)?三碱式硫酸铅与二碱式亚磷酸铅有协同作用,两者协同比例为2:1或1:1.
(2)?不同金属皂之间有协同作用,金属皂类热稳定顺序如下:Cd、Zn>Pb>Ba、Ca。
一般高热稳定性金属皂与低热稳定性金属皂类之间协同作用效果好,如Ca/Zn、Cd/Ba、Ba/Pb、Ba/Zn及Ba/Cd/Zn等复合稳定剂。
金属皂类的协同使用最为常用,它们很少单独使用。
(3)?金属皂类与有机锡类之间有协同作用,在透明配方中两者往往协同加入。
(4)?部分稀土类与有机硒类有协同作用,用稀土取代有机锡可降低成本。
5.?主、辅稳定剂的协同作用
(1)金属皂类与环氧类
(2)金属皂类与多元醇类
(3)金属皂类与β-二酮化合物。
(4)部分稀土与环氧类
(5)金属皂类与亚磷酸酯类。
6.?热稳定剂与其它助剂的并用
有些稳定剂本身无润滑作用,如铅盐、有机锡、有机锑及稀土类,配方中要另外加入润滑剂。有些稳定剂本身有润滑作用,如金属皂类,配方中可不加或少加润滑剂。
含硫有机锡类和有机锑类热稳定剂不可与含Pb、Cd类稳定剂并用,两者并用会发生硫污染。
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