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pengyi
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(二)金属皂类热稳定剂
金属皂可与PVC分子链上不稳定氯原子反应抑制脱氯化氢。金属皂还可与HCl反应,抑制PVC催化降解。常用金属皂类热稳定剂多为铅镉钡钙锌的脂肪醇盐。金属皂类热稳定剂不宜单独使用,复合并用能取得良好协同效应。人工老化耐候实验表明,两块纯Pb稳定的型材试验期间,色泽稳定性相当好,但是光泽在很早就显著下降,从而很快使表面粗糙灰化;用Ba/cd则相反,光泽没有变化,颜色稳定性差。用Ba/cd/Pb作为稳定剂加上中等用量的TiO2生产的型材,其颜色牢度和光泽持久性得到相应提高,能适应气候条件恶劣的影响。
铅系稳定剂CPE、ACR改性体系配方举例:






(三)有机锡稳定剂


有机锡稳定剂是含有碳锡键(C-Sn)的烷基化锡的衍生物,这些化合物还可以分为含硫和不含硫类,两类都能与PVC相容,使硬PVC具有极好的透明度。有机锡硫醇盐具有极好的高温色度稳定性及长期的动态稳定性,能有效地抑制PVC分子分解形成多烯发色体,从而可抑制PVC材料本身发生变色。与铅盐稳定剂相比,可产生较低的熔体粘度,这使有机锡成为用于硬PVC最有效的热稳定剂。有机锡不会产生结垢,使得生产过程只需很短的停车时间进行设备清洗。它的缺点是有讨厌的气味,不良的光稳定性及在金属存在下的交叉着色,需填加较多的Tio2致使成本上升。含硫的有机锡化合物和铅类、镉类化合物会产生硫化污染,两者不能接触并用。比如某挤出机使用了有机硫醇锡稳定剂,就很难再使用铅盐稳定剂。有机锡稳定剂还没有润滑作用。
有机锡类稳定剂的稳定原理是通过置换PVC分子链上的烯丙基氯捕捉HCl。与双键加成抑制着色,分解过氧化物以及捕捉自由基多种途径实现。
有机锡稳定剂品种较多,性能比较如下:





(四)烯土稳定剂


烯土稳定剂是由镧、铈、镨、钕少数几种轻稀土元素为主要原料,与一种或几种阴离子基(如羧酸类的有机酸)结合而成的稀土化合物—硬脂酸稀土或脂肪酸稀土,再与铅盐、内外润滑剂及其它助剂)复配成稀土复合热稳定剂。其中的硬脂酸稀土性能类似于硬脂酸铅,具有金属皂类的功能和特点。
稀土化合物对PVC的稳定机理,目前仍在探讨之中。在有机酸稀土盐中,稀土金属有较大的离子半径,与无机或有机配位体通过静电引力,形成离子配位健。稀土金属原子与PVC链上的氯原子之间具有很强的配位络合能力,稀土盐与氯原子起置换作用,有效抑制PVC脱HCl反应。
尽管稀土有抑制PVC分解的稳定作用,但对稀土复合稳定剂如何耐热、耐光、抗氧,能保持型材长期不变色的报道并不多见,很多的反映是稀土的加工性能优良。如物料挤出温度较低,电机负荷、熔体温度均有所下降,熔体压力、挤出速度有所提高等。


稀土稳定剂的缺陷有:
1. 析出现象较重,使型材表面可能出现横疵和其它疵点,影响产品外观质量和成品率,缩短了清模周期。
2. 镧元素为六角形的有色金属,有延展性,在空气中氧化极快,覆盖一层天蓝色薄膜,在湿空气中转成白色的氢氧化物,能溶于酸,型材生产所用原料不能含有酸性。这一条对型材所用原料助剂要求非常苛刻,用PH纸测试,PVC所用助剂有很多都呈酸性。另外当PVC脱HCl后,HCl本身就有很强的酸性。稀土的这个缺陷在稀土有抑制PVC变色功能后又变成了诱导PVC变色的因素。
3. 稀土反应后生成的某些物质易溶于水。
4. 稀土的稳定性不及铅盐,综合性能差,反可做为辅助稳定剂使用。稀土元素首先要与某些物质结合成稀土化合物,这个稀土化合物做为一个单体的组份再与铅盐等其它助剂复合成稀土复合稳定剂。在这个复合物中,铅盐占据主流的组份,从某个角度说,是铅盐复合了稀土。在稳定作用中,铅盐是主导的力量,稀土则起协同效应功能。稀土单独使用物料会提前分解,加工温度面窄,高温加工下容易造成过塑化使制品变黄。
稀土稳定剂的某些技术指标:



稀土稳定剂应用于型材生产中的配方举例如下:PVC100、ACR1.8、CPE9,稀土稳定剂4.6,CaCO38-12,TiO24.5。
根据这个配方,稀土稳定剂中的有效稳定成份是金属氧化物为55%,其稳定力量有4.6×55%=2.53。这个金属氧化物的相当成份仍然是铅盐中的PbO,显然稳定力量势单力薄,能否保证型材长期不变色让人噤若寒蝉。


(五)上述几种稳定剂,其稳定机理大致有二,一是控制PVC不脱HCl,不产生多烯发色体;二是脱HCl后,把HCl吃掉不让它发生变色反应。这二种机理四种稳定剂都有不同的侧重面。有机锡是完全脱离铅盐而独立的稳定体系。金属皂类与稀土某些局部功能可能强项于铅盐,但其综合功能远不及铅盐。它们只能在铅盐的主导下发挥协同作用。
稳定剂最主要最重要的功能就是保证型材长期不变色,并保持明亮的光泽度。这个功能不能坚挺,整个配方体系就要全盘否定,重新设计,不管它的加工性能多么好,成本多么低。用户在20年后更换型材已没有多少怨言,但在两三年之内型材就变色暗淡灰头土脸,用户就十分恼怒。这是关系到塑料异型材行业生死存亡的大问题。为此我们在选择稳定剂时,一定要选择强档高效的稳定体系,计算稳定成份是否充足,确保型材长期不变色。



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hua201433
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