熱穩(wěn)定劑專題

熱穩(wěn)定劑專題

編者按：部分塑料制品的加工過程中，特別是聚氯乙烯（PVC）制品的加工過程中，必須添加熱穩(wěn)定劑，以保證制品在高溫加工過程中不發(fā)生降解。2010年熱穩(wěn)定劑的消費量接近340kt，2011年預(yù)計將達到350kt，總消費量在所有助劑中僅次于增塑劑。鑒于歐盟法規(guī)，歐洲PVC熱穩(wěn)定劑制造商承諾，到2010年，鉛鹽類熱穩(wěn)定劑的用量減半，到2015年，完全不用鉛鹽作熱穩(wěn)定劑，鉛鹽熱穩(wěn)定劑將主要被鈣鋅熱穩(wěn)定劑替代。國內(nèi)也在逐步減少鉛鹽熱穩(wěn)定劑的使用量，增加環(huán)保型熱穩(wěn)定劑的種類和應(yīng)用領(lǐng)域。中塑互聯(lián)塑料技術(shù)論壇的網(wǎng)友對熱穩(wěn)定劑的發(fā)展趨勢和使用過程中存在的各種問題進行了深入討論，本期推出熱穩(wěn)定劑專題，對熱穩(wěn)定劑的相關(guān)問題進行探討，供讀者參考。我刊今后將不定期將“中塑互聯(lián)，http：／／bbs.ourplas.cn”上優(yōu)秀的帖子整理刊發(fā)，敬請讀者關(guān)注。

1 不同廠家熱穩(wěn)定劑的替換

問：等量替換熱穩(wěn)定劑后，添加價格高的知名品牌的熱穩(wěn)定劑的制品比添加一些小廠家的熱穩(wěn)定劑的制品脆。生產(chǎn)工藝（塑化程度、電流、熔體壓力等）設(shè)置都比較合理，除了潤滑體系外其他沒有變化，2個配方的潤滑體系從工藝看都比較合適，請問為什么會出現(xiàn)這一現(xiàn)象？

答：可能原因及解決方案如下：

（1）可能和皂類的相對分子質(zhì)量有一定關(guān)系，也可能和氧化鉛的含量有關(guān)；

（2）減少石蠟和硬脂酸用量，脆性會有所改善；

（3）選擇熱穩(wěn)定劑的關(guān)鍵是是否合適，比如拿用于管材的熱穩(wěn)定劑去做型材，效果肯定不好；

（4）加工工藝要根據(jù)不同的熱穩(wěn)定劑進行適當調(diào)整。

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2 CPE改性ABS的穩(wěn)定劑

問：請問在ABS／CPE共混物中用什么熱穩(wěn)定劑？用量是多少？CPE是否可以添加到10份？

答：提供以下方案供參考：

（1）用稀土穩(wěn)定劑效果好，比較安全。其用量根據(jù)CPE的用量進行調(diào)整；

（2）可以用有機錫，不會出現(xiàn)色污；

（3）CPE的分解和PVC不完全相同，所以穩(wěn)定劑也不完全一樣；有機錫和環(huán)氧大豆油是效果比較好的，復(fù)合金屬熱穩(wěn)定劑要謹慎選用，或者針對客戶的要求開發(fā)適合的CPE穩(wěn)定劑；

（4）根據(jù)國外的資料，CPE最多添加9份。CPE一方面起到阻燃的作用，同時也會提高ABS的力學性能，價格一般要比ABS低。但CPE的熱分解溫度低于170℃，CPE的用量受熱穩(wěn)定體系的制約，所以熱穩(wěn)定劑的選擇尤為關(guān)鍵。

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3 氫氧化鎂在PVC熱穩(wěn)定劑中的作用

問：現(xiàn)在有部分廠家在PVC熱穩(wěn)定劑中添加氫氧化鎂，請問其作用是什么？

答：可能的作用主要有：

（1）起阻燃作用；

（2）可以抑制析出；

（3）起到抑酸作用，主要用在深色制品中，其產(chǎn)品光澤度較好。要求氫氧化鎂的細度、純度高，有些熱穩(wěn)劑對這些物性指標的要求極為嚴格。

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4 熱穩(wěn)定劑用量對顏色穩(wěn)定性的影響

問：在白色料里，添加4份鈣鋅熱穩(wěn)定劑，制品顏色穩(wěn)定性比加6份時要差，這是什么原因？增塑劑用的是偏苯三酸三辛酯（TOTM）。

答：可能原因如下：

（1）與穩(wěn)定劑組成有關(guān)，如果是稀土鈣鋅熱穩(wěn)定劑，有可能出現(xiàn)這種情況；

（2）不同用途，對熱穩(wěn)定劑的要求不同?？赡苁氢}鋅熱穩(wěn)定劑組分匹配不適合；

（3）采用甲基錫作熱穩(wěn)定劑，沒有這種情況；

（4）觀察一下熱穩(wěn)定劑的底色，有可能此種熱穩(wěn)定劑不適合作白色料，同一家的熱穩(wěn)定劑，作黑色、雜色、白色的配方相差很大。

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5 PVC用鈣鋅熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性

問：在使用鈣鋅熱穩(wěn)定劑的過程中發(fā)現(xiàn)，測試剛果紅時經(jīng)常會有波動，有時還相差很大，排除操作誤差和其他原料的誤差，是否由于鈣鋅熱穩(wěn)定劑本身是復(fù)配物而不均勻造成的？

答：可能的原因如下：

（1）鈣鋅熱穩(wěn)定劑一般都是粉狀的，有可能混料時沒有混均勻，導(dǎo)致結(jié)果波動較大，不同原料間的熱穩(wěn)定性也存在差異；

（2）油浴控溫一般會有±1℃的溫度浮動，鈣鋅熱穩(wěn)定劑本身剛果紅時間短，相差1min屬于正?，F(xiàn)象，但如果相差很大就不正常了。同一批共混料相差大，可能是混料的問題，不同批共混料相差大則要考慮原料的波動；

（3）不一定是鈣鋅熱穩(wěn)定劑的分散問題，剛果紅要結(jié)合變色時間和變色的速度才有說服力，做剛果紅本身就有很大的區(qū)別，只有取5個值，去掉偏差大的數(shù)值，再取平均值才會有代表性。

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6 復(fù)合熱穩(wěn)定劑的顏色

問：最近發(fā)現(xiàn)不同廠家的復(fù)合鉛鹽熱穩(wěn)定劑顏色相差很多，有的產(chǎn)品很白，而有的產(chǎn)品偏黃，有的偏紅，同一廠家，不同批次甚至同一批次的料也會偶爾出現(xiàn)顏色差異，這是什么原因?qū)е碌?，會不會影響品質(zhì)？

答：可能的原因如下：

（1）不同廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)不同，鉛含量不同則穩(wěn)定性不同，顏色也就不一樣；

（2）對于同一廠家的產(chǎn)品，除了生產(chǎn)工藝（時間、溫度）需要嚴格控制外，原料質(zhì)量有時難免波動，因此穩(wěn)定劑顏色也隨之波動，主要與穩(wěn)定劑部分原料顏色有關(guān)；

（3）有些顏色偏青，可能是鈣粉廠添加群青類顏料了；有些偏黃，可能是黃丹中過氧化鉛超標了；一般情況下不會影響使用；

（4）時間放久了也會造成色度不同；

（5）不同廠家的復(fù)合鉛鹽熱定劑的陰離子不同造成的色差，由于磷酸鉛、硫酸鉛、氧化鉛的配比不同造成的；

（6）正常的片狀或粒狀復(fù)合鉛鹽熱穩(wěn)定劑一般都是白色的，但如果硬脂酸和氧化鉛反應(yīng)溫度高或者反應(yīng)時間長就會出現(xiàn)發(fā)黃的現(xiàn)象，隨著時間的推移會逐漸變粉紅；

（7）穩(wěn)定劑廠家在熱穩(wěn)定劑中添加輕鈣，并且輕鈣鐵錳離子含量不同時（即礦源不同）會有從黃到紅的現(xiàn)象，一般添加重鈣顏色會白些。

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7 有機錫熱穩(wěn)定劑

問：請問有機錫類熱穩(wěn)定劑的結(jié)構(gòu)、作用機理及優(yōu)缺點？

答：（1）有機錫類熱穩(wěn)定劑的優(yōu)點為耐候性、初期著色性、低毒性、透明性優(yōu)異，熱穩(wěn)定性較傳統(tǒng)熱穩(wěn)定劑稍差，缺點為價格稍高、潤滑性一般；

（2）有機錫熱穩(wěn)定劑大部分為液體，只有少數(shù)為固體，既可單獨使用也可以與金屬皂類并用；

（3）可以作為熱穩(wěn)定劑的有機錫化合物至少有幾千種，但取得工業(yè)化應(yīng)用的不超過20種；

（4）有機錫的結(jié)構(gòu)通式為RnSn Y4－n，Y基團及數(shù)目和R基團的不同，可獲得不同品種的有機錫穩(wěn)定劑。Y基團的變化：含Sn—O鍵的有機錫衍生物——這是最早用作PVC熱穩(wěn)定劑的一類有機錫，具體如馬來酸二烷基錫、雙（馬來酸單酯）二烷基錫、二月桂酸二烷基錫等，最近開發(fā)出的三烷基錫和四烷基錫具有突出的熱穩(wěn)定性能；含Sn—S鍵的有機錫化合物——硫代羧酸類使用最廣泛的為硫代甘醇酸有機錫，耐候性好，無毒，可用于食品級；硫醇類最常見的是十二硫醇二丁基錫，如俄羅斯的VTS－71，透明性好。R基團的變化：甲基錫——特點為高效、用量少、毒性小，最廣泛使用的為MeSn（SCH2COOC8H17），二甲基錫通常與單甲基錫并用時效果好；酯基錫——新開發(fā)品種，仍是有機錫熱穩(wěn)定劑的研究熱點之一，其毒性小，太原化工研究院、山東利明塑料助劑廠的產(chǎn)品已投產(chǎn)。

（問題和解決方案來自“中塑互聯(lián)，http：／／www.ourplas.cn”網(wǎng)友熱穩(wěn)定劑、jendon1984、realsky1983、better、lth）