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穩定劑的熱穩定性能特點及應用

在實際合作中,除了要求穩定劑滿足熱穩定性的需要外,往往還要求它具有優良的加工性、耐候性、初始著色性、光穩定性,對其氣味、粘度也有嚴格的要求,同時,聚氯乙烯制品也是千變萬化的、包括管材、片材、吹塑件、註塑件、發泡制品、糊狀樹脂等,因此聚氯乙烯加工過程中的熱因此,PVC加工過程中熱穩定劑的選擇非常重要,大部分加工配方需要加工者自己制定。

1.1有機錫

(1)優異的透明性有機錫穩定劑最大的優點是具有優異的透明性,使用有機錫穩定劑配制的PVC,可以得到像結晶壹樣的產品。正因為如此,有機錫可用於瓶子、容器、瓦楞紙板、各類硬質包裝容器、軟管、型材、薄膜等。

(2)非凡的熱穩定性在熱穩定性方面可以超過任何其他類型的熱穩定劑。因此,它是硬質聚氯乙烯的首選穩定劑,有些品種在軟質產品中性能更好。它適用於所有聚氯乙烯均聚物,如乳液、懸浮液和原生聚氯乙烯,以及氯乙烯 **** 聚合物、接枝聚合物和 **** 共混聚合物。

(3)無毒產品 大多數有機錫穩定劑都是無毒的,再加上有機錫穩定劑在硬質聚氯乙烯中的遷移極小,因此有機錫穩定劑是與食品接觸的聚氯乙烯的首選熱穩定劑。

(4)相容性好 有機錫穩定劑與PVC的相容性很好,因此穩定劑中不存在鉛鹽現象,金屬皂穩定劑體系中普遍存在金屬表面析出的現象。

(5)潤滑性差 含硫錫穩定劑的自潤滑性稍差,因此,市售的許多含硫有機錫都帶有潤滑劑,以防止在加工熱熔膠時粘附在加工設備上。

(6)價格昂貴與其他類型的穩定劑相比,有機錫穩定劑的綜合性能更接近理想穩定劑。但所有有機錫穩定劑無論結構如何,其主要缺點是制造成本遠高於鉛穩定劑或金屬皂絡合物。近年來,通過采用新的合成技術,或減少其在配方中的使用量,已使其配方成本有所降低。70年代,國外已開發出低價錫產品,降低了錫的含量,也在壹定程度上使價格得以降低。

1.2鉛鹽

(1)l穩定性優良實驗證明,在常用的鹽基鉛鹽中,亞硫酸鹽的耐熱性優於硫酸鹽,而硫酸鹽的耐熱性又優於亞磷酸鹽。在 PVC 行業中應用非常廣泛的硫酸鉛的三種鹽類中有效鉛含量較高,比其他產品表現出更優異的熱穩定性。

(2)優異的絕緣性由於鉛鹽是非離子性的,且不導電,因而具有惰性,這使得鉛鹽穩定劑在電線電纜行業中具有廣泛的用途。

(3)優異的耐候性,許多鹽化合物都能起到白色顏料的作用,能表現出很強的覆蓋性,因而具有很強的耐候性。

(4)透明度差透明度是壹個與耐候性相互關聯的問題。在電線、電纜和唱片材料的使用中,不需要在意透明度,因為這些產品大多是白色或很深的暗黑色。

(5)價格低廉 鉛鹽穩定劑是所有穩定劑品種中價格最低的,因此,盡管新型穩定劑不斷問世,半個世紀過去了,鉛鹽穩定劑仍然占據著穩定劑市場的主導地位。為了解決粉塵和分散問題而推出的復合鉛鹽在價格上有所提高,但仍保持著與其他類型穩定劑的競爭優勢。

(6)有毒鉛鹽穩定劑的毒性限制了它在許多衛生要求嚴格的場合的應用。例如,許多國家已經修訂了飲用水中鉛含量的標準,在PVC水管中使用鉛鹽已不可能。

(7)分散性差鉛鹽的分散性較差,但新推出的壹攬子產品中添加了潤滑劑,在壹定程度上解決了分散性的問題。由於鉛鹽穩定劑具有上述特點,特別適合高溫加工,廣泛應用於各種不透明的軟硬制品和電纜材料,如各類管材、板材、室內外型材、泡沫塑料、人造革,以及電線、電纜、記錄、焊條等。最重要的鉛鹽穩定劑有硫酸鉛三鈉、亞磷酸二鹽基鉛、硬脂酸二鹽基鉛等。

1.3有機銻

(1)穩定性更好在相同溫度下有機銻穩定劑具有與有機錫基本相同的顏色穩定性和較低的熔體粘度,在雙螺桿擠出工藝中,與硬脂酸鈣配合使用時效果尤為突出。

(2)價格較低 有機銻穩定劑的價格比甲基錫或丁基錫都要低得多。另外,有機銻的使用量較低,因此使用有機銻可以獲得較好的性能/價格平衡。

(3)產品無毒在美國,用雙螺桿擠出機制造PVC水管,采用銻穩定劑和硬脂酸鈣等潤滑劑組成的配方制造的PVC水管符合美國NSF(國家衛生基金會)的規定。

(4)透明度和光穩定性差有機銻化合物的透明度比有機錫穩定劑低,也比鋇/F和鈣/鋅金屬皂系低,與鉛鹽接近,光穩定性也差,因此銻穩定劑多用於無顏色要求的室內制品。銻穩定劑本身也要求貯存在不透明的容器中。

(5)潤滑性差 銻穩定劑的潤滑性較差,因此,它的使用無壹例外地要與大量的潤滑劑配合。

1.4金屬皂

(1)錫皂 穩定劑福島皂是金屬皂中性能最好的壹類,其優點還體現在無初始著色,可生產出無色透明的產品;優良的光穩定性;防止析出的附著效果。但由於錫鹽有毒,在勞動安全衛生法中對其制造和使用有嚴格的規定。近年來,肥皂的使用量呈下降趨勢。

(2)鋅皂穩定劑鋅皂穩定劑對PVC的熱穩定性極差,加入鋅皂的樣品加熱時會變黑,即所謂的 "鋅燒(Zine burning)"現象,但它有以下優點:初期著色性極佳;防止積垢效果好;可提高耐候性;許多鋅皂被公認為無毒穩定劑,因此可與鈣皂壹起用於無毒配方中。

(3)鋇皂穩定劑鋇化合物具有良好的熱穩定性,並具有良好的潤滑性,但加工初期著色發紅,也易造成粘輥現象。

(4)鈣皂穩定劑穩定性好,又是世界公認的無毒添加劑,具有優良的潤滑性。

(5)其他金屬皂穩定劑 工業中常用的金屬皂還有硬脂酸鎂、硬脂酸銼、硬脂酸鋁、硬脂酸鉀等、其中硬脂酸鎂與硬脂酸鈣類似,是可用於與食品接觸的物質;硬脂酸鋁與硬脂酸鋅類似,是美國 FDA 和日本氯乙烯食品衛生協會允許用於食品包裝的物質;硬脂酸銼、硬脂酸鉀無毒產品,屬於鉛鹽、錫皂和硬脂酸鉀,均無毒。屬於鉛鹽、錫皂和鋇皂的替代品。

(6)復合金屬皂穩定劑加工業對穩定劑的性能要求是多方面的,而單壹的金屬皂往往不能滿足要求,因此使用復合穩定劑已成為壹種趨勢。這種復合不是簡單的性能相加,而是利用各組分之間的協同作用。復合金屬皂穩定劑壹般包括主穩定劑(即金屬皂)、溶劑(有機溶劑、增塑劑、液體非金屬穩定劑等)、功能助劑(輔助穩定劑、透明度改進劑、光穩定劑、潤滑劑等)。按形態分為固態復合和液態復合,按主要成分可分為鈣鋅復合穩定劑、鋇孚復合穩定劑、鋇鋅復合穩定劑等。鈣鋅復合穩定劑無毒,在替代有毒金屬方面發揮著重要作用。

1.5稀土穩定劑

(1)熱穩定性優良稀土穩定劑的熱穩定性優於傳統的鉛鹽系和鋇/鋅、鋇/鎬/鋅穩定劑。在某些應用中,稀土穩定劑可以部分或完全取代有機錫。

(2)透明度好 稀土穩定劑的折射率與 PVC 樹脂非常接近,可以替代傳統使用的有機錫,用於透明度要求較高的產品領域。

(3)優異的耐候性能 稀土元素可吸收 230-320nm 的紫外線,因此稀土穩定劑具有抗光老化作用,適用於 PVC 瓦楞紙板、窗戶材料等戶外產品。

(4)優異的電絕緣性能某些稀土多功能穩定劑可用於替代電纜材料配方中使用的鉛鹽穩定劑,其電絕緣性能可與鉛鹽媲美。

(5)無毒、安全、衛生 稀土元素為低毒元素,在其生產加工、運輸和儲存過程中對人體均無毒害危害。稀土穩定劑為無毒產品,可用於食品包裝和藥品包裝產品。

(6)加工性能稍差稀土穩定劑用量大,物料離卷不理想,有壓析傾向。壹般通過使用硬脂酸或硬脂酸鈣可以達到較好的效果。

綜上所述,稀土穩定劑可用於上下水管道、註塑配件、窗框和型材、門板和墻板、線槽和管材、發泡制品、人造革、電纜材料、軟硬透明制品、食品包裝材料等。

1.6 輔助穩定劑 輔助穩定劑包括亞磷酸醋、環氧大豆油、受阻酚等,主要依靠與金屬穩定劑的協同作用來提高穩定效果,壹般稱為 **** 穩定劑。而中氨基巴豆酸醋、2壹苯基叫噪、脈沖衍生物、燕壹二酮類化合物除了與金屬穩定劑協同作用並提高金屬穩定劑的效果外,還具有壹定的穩定作用,這些化合物通常被稱為純有機穩定劑。到今天,金屬穩定劑的進展相對緩慢,而輔助穩定劑的研發空前活躍,已構成PvC穩定劑領域的壹大趨勢。輔助穩定劑很少單獨使用,往往與主穩定劑配合使用,以改善初始著色,或提高長期穩定性。

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