PVC複合穩定劑
純的PVC樹脂對熱極為敏感,當加熱溫度達到90Y:以上時,就會發生輕微的熱分解反應,當溫度升到120C後分解反應加劇,在150C,10分鐘,PVC樹脂就由原來的白色逐步變為黃色—紅色—棕色—黑色。PVC樹脂分解過程是由於脫HCL反應引起的一系列連鎖反應,最後導致大分子鏈斷裂。防止PVC熱分解的熱穩定機理是通過如下幾方面來實現的。(1) 通過捕捉PVC熱分解產生的HCl,防止HCl的催化降解作用。鉛鹽類主要按此機理作用 ,此外還有金屬皂類、有機錫類、亞磷酸脂類及環氧類等。
(2)置換活潑的烯丙基氯原子。金屬皂類、亞磷酸脂類和有機錫類可按此機理作用。
(3)與自由基反應,終止自由基的反應。有機錫類和亞磷酸脂按此機理作用。
(4)與共軛雙鍵加成作用,抑制共扼鏈的增長。有機錫類與環氧類按此機理作用。
(5)分解過氧化物,減少自由基的數目。有機錫和亞磷酸脂按此機理作用。
(6)鈍化有催化脫HCl作用的金屬離子。
同一種穩定劑可按幾種不同的機理實現熱穩定目的。
熱穩定劑的品種介紹——複合穩定劑
複合穩定劑可分為如下幾種:1.液體鋇鋅複合穩定劑 一般都是淺黃色至黃棕色油狀液體,常溫下比重1.0-1.1,耐熱性良好,不受硫化物污染,與環氧增塑劑並用可提高穩定效果,它對發泡劑有活化作用。
2.液體鈣鋅複合穩定劑 無毒液體鈣鋅穩定劑的主要成分有硬脂酸鈣、蓖麻油酸鈣、硬脂酸鋅、蓖麻油酸鋅、以及環氧大豆油、紫外線吸收劑等。液休鈣鋅穩定劑一般都選用較易溶於有機溶劑的碳數較少的脂脂肪鈣鹽和鋅鹽。由於組分不同,性質各異,一般是淺黃色至黃色的清澈油狀液體,常溫下比重為1.0-1.05。它是PVC的無毒穩定劑,主要用作食品包裝薄膜、器皿泡沫人造革的穩定劑。
3.液體鋇鎘和液體鋇鎘鋅複合核定劑,這類複合穩定劑主要用於軟質PVC製品的加工中,基本組分包括:
(1)鋇鹽--可以是烷基酚鋇、2—乙基己酸鋇、月桂酸鋇(粉體複合用)、苯甲酸和取代苯甲酸鋇、新癸酸鋇等。鋇鹽在複合物中占6-7%,即與鎘鹽的比例大約是2:1-32(以金屬記,重量百分比,下同)。
(2)鎘鹽--可以是2—乙基己酸鎘、月桂酸鎘、油酸鎘、苯基酸和取代苯甲酸鎘、環烷酸鎘、新癸酸鎘等。鎘鹽在複合物中約占3-4%。
(3)鋅鹽——可以是2—乙基己酸鋅、月桂酸鋅(粉體複合用)、環烷酸鋅、新癸酸鋅、苯甲酸和取代苯甲酸鋅等。鋅鹽在複合物中占0.5-1%。
(4)亞磷酸脂—-可以是亞磷酸三苯酯、亞磷酸二苯一辛酯、亞磷酸二苯一癸酯、亞磷酸三(壬基苯酯)等。亞磷酸酯在複合物中約占15-20%(重量),作螯合劑用。
(5)其它——包括少量2,6-二特丁基對甲酚、雙酚A,壬基苯酚等酚類抗氧劑及紫外線吸收劑,以及液體石蠟、白油、柴油、錠子油等礦物油作溶劑,另外還需加入少量高級醇等消泡劑。
液體鋇鎘鋅複合穩定劑由於組成不同,性質也各異。但一般是淺黃色至黃色清澈液體,常溫下比重0.95-1.02,粘度小於100厘泊,凝固點在-15℃左右。液體鋇鎘和液體鋇鎘鋅相似,都有優良的熱、光穩定性,初期著色性小,良好的透明性和色澤穩定性。它們的穩定作用較固體的復合皂類強,故用量可減少,一般為2-3份,不會發生粉塵中毒,且在一般增塑劑中完全溶解,有良好的分散性,析出傾向小。其中液體鋇鎘鋅的初期著色性比液體鋇鎘更小些。
4.鉛鹽複合穩定劑 熱穩定性好,一直被廣泛使用,但鉛鹽的粉末細小,配料和混合中,其粉塵被人吸入會造成鉛中毒,為此,科技人員又研究出一種新型的複合鉛鹽熱穩定劑。這種複合助劑採用了共生反應技術將三鹽、二鹽和金屬皂在反應體系內以初生態的晶粒尺寸和各種潤滑劑進行混合,以保證熱穩定劑在PVC體系中的充分分散,同時由於與潤滑劑共熔融形成顆粒狀,也避免了因鉛粉塵造成的中毒。複合鉛鹽穩定劑包容了加工所需要的熱穩定劑組份和潤滑劑組份,被稱作為全包裝熱穩定劑。它具有以下的優點:
(1)複合熱穩定劑的各種組份在其生產過程中可得到充分混合,大幅度改善了與樹脂混合分散的均勻性。 (2)配方混合時,簡化了計量次數,減少了計量差錯的機率及由此所帶來的損失。
(3)簡便了輔料的供應和貯備,有利於生產、質量管理。
(4)提供了無塵生產產品的可能性,改善了生產條件。
總之,複合熱穩定劑有利於規模生產,為鉛鹽熱穩定劑的發展提供了新的方向。複合鉛鹽穩定劑一個重要指標是鉛的含量,目前所生產的複合鉛鹽穩定劑含鉛量一般為20%-60%;在PVC塑膠門窗型材生產上的用量為3.5—6份
鈣鋅複合穩定劑參考配方
鈣鋅穩定劑參考配方成分 | 質量百分比 | 成分說明 |
硬脂酸鋅 | 20~25% | |
硬脂酸鎂 | 25~28% | |
水滑石 | 20~28% | |
沸石 | 12~18% | |
氫氧化鈣 | 3~5% | |
碳酸鎂 | 10~15% | |
二苯甲醯甲烷 | 3~5% | |
PE蠟 | 1~5% | |
雙季戊四醇 | 3~8% | |
乙撐雙硬脂酸醯胺 | 3~5% |