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PVC钙锌稳定剂替代铅盐后存的问题及原因分析处理方法

返回列表 来源: 发布日期: 2022.03.28
一、钙锌稳定剂有哪些优势?
1、绿色环保
无重金属元素(铅、隔),可以满足各国最新环保标准(例如欧盟RHOS指令、REACH指令等)的要求。
2、耐硫化污染。

在PVC门窗型材领域,使用复合铅热稳定剂在我国北方部分地区(大量使用含硫的煤炭导致出现酸雨)容易出现变黑的现象,而钙锌热稳定剂则不会受到污染。


钙锌稳定剂

3、良好的系统切换特性。
传统复合铅热稳定剂转换为有机锡热稳定剂时,会出现交叉污染,导致系统切换成本高,而钙锌热稳定剂与这两种热稳定剂均不会反应,相互切换成本低。
4、密度低,可适当增加碳酸钙用量,降低成本。
与复合铅热稳定剂相比,钙锌热稳定剂本身密度低约40%,PVC制品仅仅切换热稳定剂米重平均下降约2%。
二、PVC钙锌热稳定剂机理
   复合钙锌热稳定剂的作用机理就好比可口可乐的配方,众说纷纭,现把一些较为令人信服且通俗易懂的机理总结出来。
1、影响稳定剂抑制变色能力的因素
1、稳定剂初始浓度:浓度越高抑制变色能力越强;
2、稳定剂碱性:碱性越强中和HCl能力越强,但碱性太强又会促使PVC加快脱HCl的速度;
3、稳定剂吸收HCl能力;
4、辅助稳定剂和氯化锌配合能力。
因此理想辅助稳定剂应具有:
1、中和HCl能力大,但不置换锌离子。
2、能提高主稳定剂初始有效浓度,并能够长期不衰减。
2、几大类辅助稳定剂作用机理及效果
1、B-二酮:与锌皂形成配合物提高Zn的有效浓度,并且降低碱性减慢脱HCl的速度。因此能有效提高Ca/Zn稳定剂透明性,但没有长期稳定性。
2、水滑石:(1)层间碳酸根中和HCl;(2)碳酸根用尽后层板氧化铝和氧化镁中和HCl,但作用有限,因为他们会置换主稳定剂锌离子。特点中和容量大超过Ca皂,抑制变色时间较长效果较好。
3、多元醇:(1)多羟基结构中和HCl;(2)与氯化锌形成稳定配合物抑制锌烧。效果:抑制锌烧,提高稳定性。
4、亚磷酸酯:(1)与氯化锌形成稳定配合物抑制锌烧 ;(2)作为抗氧剂吸收游离基终止链断裂(主抗氧剂:双酚A ;辅助抗氧剂 :亚磷酸三苯酯,亚磷酸苯二异锌酯)。
5、环氧类:促进氯化锌复分解再生锌皂。具有后期稳定性,且抑制锌烧效果,和多元醇,亚磷酸酯,主稳定剂协同效果好。
三、钙锌稳定剂替代铅盐后存的问题及原因分析
1、产品色泽不稳定;
2、在口模生产过程中容易析出;
3、产品容易出现黄线与黑线;
4、产品后期变色差,抗老化性差;
钙锌的不足原因分析:
(1)加工范围较窄,需严格执行加工工艺要求。与传统复合铅热稳定剂相比,钙锌热稳定剂的长期耐热稳定性仍相对略差,加工时停留时间较长易发黄,对工艺温度的敏感性也较高。
(2)挥发物含量较高,配方中建议选用高熔点、低挥发性的润滑剂配合。
与传统复合铅热稳定剂相比,钙锌热稳定剂中有机物含量高,容易导致析出性偏大,对于润滑剂的选择更需审慎。酯类润滑剂能有效平衡塑料加工时的流动性和脱模性,生产周期长,不易析出,可广泛用于钙锌稳定剂的配方中。
(3)钙锌稳定剂,在塑化过程中,由于电负性较大,极性基团与PVC树脂的极性点有一定的亲和力,形成键能较强的结合物,从而减弱或消除了PVC 各层离子键的吸引力,是PVC相互缠绕的链段易于扩散,分子基团之间界限易于小时,促进PVC树脂塑化。这就引发了树脂在加料段部分塑化后,熔体压力迅速增大,熔体粘度下降,温度升高,塑化温度降低。又发树脂过渡塑化。
(4)钙锌稳定剂体系中加入足够量的润滑剂也无法在足够的时间内阻止树脂进一步塑化,而且又破坏了原有的润滑平衡,使用后期PVC熔体在均化段的消耗大量热稳定剂的同时,又达不到理想的粘度和弹性,不能满足硬质PVC生产需要。
  所以,在用钙锌体系生产过程中,在配方中建议选用高熔点、低挥发性的润滑剂配合,否则生产中问题不断。是目前使用过程中通病,以上建议仅作参考,请大家一起讨论!

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