塑料添加剂_稳定剂（PPT52页)

塑料添加剂热稳定剂目录塑料热稳定剂的定义热稳定剂的作用热稳定剂的种类热稳定剂在应用中注意的问题PVC降解的机理稳定剂的作用机理影响PVC降解的因素PVC主要用的热稳定剂热稳定剂的协同效应热稳定剂的评价方法热稳定剂的应用热稳定剂的发展方向1塑料热稳定剂的定义稳定剂是指分散在塑料分子结构中，不会严重的影响塑料的分子结构，从而能改善其性质或降低成本的化学物质。主要使用热稳定剂的塑料是PVC，通常泛指的热稳定剂是针对PVC而言的。2热稳定剂的作用热稳定剂的作用稳定化PVC具有优良的耐腐蚀性﹑难燃性和高力学性能，但是由于PVC加热到100℃即伴随着脱氯化氢反应降解，在加工温度（170℃或者更高）下，降解反应加快，迅速发生了大分子交联。PVC中引入热稳定剂，它是PVC加工必不可少的稳定化助剂，能够防止PVC在加工过程中由于热和机械剪切作用所引起的降解，同时使制品在加工过程中和贮存使用过程中有良好的持久耐候性。3热稳定剂的种类铅盐金属皂有机锡稀土环氧化合物亚磷酸酯多元醇β-二酮有机锑PVC热稳定剂的种类4热稳定剂在应用中注意的问题选择BECDA匹配性耐久性适应性协同作用和相抗作用用途性热稳定剂在应用中注意的问题5热稳定剂在应用中注意的问题热稳定剂的气味热稳定剂的外观热稳定剂的残留物及杂质热稳定剂的纯度热稳定剂品质的稳定性热稳定剂的卫生性能热稳定剂的生物性能6热稳定剂在应用中注意的问题硬质PVC制品透明：有机锡、有机锑、稀土（用的少）不透明：铅盐软质PVC制品透明：有机锡、有机锑、稀土（用的少）半透明：金属皂不透明：铅盐无毒PVC制品透明：有机锡、有机锑、环氧类不透明：有机锡、有机锑、环氧类7PVC降解的机理PVC降解的机理PVC加热至90℃时，即伴随着脱HCI反应，在100~200℃加工时，PVC发生了剧烈降解，除了脱HCL以外，还会发生大分子交联，致使产品变黑，物理性能恶化。PVC的降解伴随着脱HCI而产生的双键，使其碳原子上的氯原子即烯丙基氯原子活化而引起HCI分子的脱出。氧气存在在使PVC降解加快。8PVC降解的机理自由基机理离子机理单分子机理9热稳定剂的作用机理热稳定剂的作用机理聚合物断链与交联无论是铅盐、金属皂类或其他各类热稳定剂，所以能够起到热稳定化的作用，主要是由于它们都有一个共同的特点——均属于氯化氢的接受体，能够捕获PVC热降解时所脱出的氯化氢。10OH4PbSOPbCl3HCl6OHPbSOPbO324224COOHHC2CdClHCl2Cd)COOHC(2311222311COOHHC2SnCl)HC(HCl2)COOHC(Sn)HC(2311229422311294影响PVC降解的因素支链：叔卤原子的热稳定性差。双键：双键会降低热稳定性。烯丙基氯：不稳定。共轭双键：与脱色和稳定性有关。聚合度：低的不稳定。分子量分布：相关性低。HCI：量大，不稳定。11影响PVC降解的因素在O2、N2等气流存在下12影响PVC降解的因素PVC主要用的热稳定剂PVC主要用热稳定剂有机锡类优点有机锡稳定剂最大的优点是具有优良的透明性；有机锡稳定剂具有超凡的热稳定性，目前没有任何其它类型的热稳定剂能超过它；加工温度可达到200---230oC；大多数有机锡稳定剂是无毒的；有机锡稳定剂在PVC中迁移极微；有机锡稳定剂与PVC有极好的相容性，不会出现压析现象。缺点成本高（但加入量少，一般为0.5~2份），润滑性一般。13PVC主要用热稳定剂有机锡品种甲基硫醇锡二甲基氯化锡丁基硫醇锡双丁基二氯化锡双丁基氧化锡二月桂酸二丁基锡月桂酸马来酸二丁基锡马来酸二丁基锡辛基硫醇锡二月桂酸二辛基锡14PVC主要用热稳定剂铅盐类优点热稳定性优良，而且长期热稳定性好，电绝缘性和耐候性好，价格低。缺点难以分散均匀。毒性大且有初期着色性，给配色带来困难，故难得到鲜明色彩。缺乏润滑性和透明性。容易产生硫、镉污染。15PVC主要用热稳定剂铅盐品种三碱式硫酸铅（三盐基性硫酸铅，三盐）分子式：3PbO.PbSO4.H2O代号：TLS三碱式硫酸铅一般与二碱式亚磷酸铅协同加入，因本身无润滑性而需加入润滑剂，主要用于PVC硬质不透明制品中，用量一般为2~7份。16PVC主要用热稳定剂铅盐品种二碱式亚磷酸铅（二盐基性亚磷酸铅，二盐）分子式：2PbO.PbHPO3.1/2H2O代号：DL二碱式亚磷酸铅的热稳定性稍低于三碱式硫酸铅，但耐候性好于三碱式硫酸铅，因此两者往往协同加入，二碱式亚磷酸铅的加入量一般为三碱式硫酸铅的1/2左右。17PVC主要用热稳定剂铅盐品种二碱式硬脂酸铅分子式：2PbO·Pb（C17H35COO）2代号：DLS二碱式亚磷酸铅的热稳定性稍低于三碱式硫酸铅，但耐候性好于三碱式硫酸铅，因此两者往往协同加入，二碱式亚磷酸铅的加入量一般为三碱式硫酸铅的1/2左右。18PVC主要用热稳定剂金属皂类优点这是PVC的第二大热稳定剂品种，其热稳定性不如铅盐，但具有润滑性，除Cd、Ba和Pb类外都无毒，除Pb外都透明，无硫化污染，广泛由于无毒、透明的PVC软质制品中。金属皂类热稳定剂可以是脂肪酸（如月桂酸、硬脂酸、环烷酸等）的金属（铅、钡、镉、锌、钙、镁、锶等）盐，其中以硬脂酸最为常用。硬脂酸盐类热稳定剂的热稳定性大小为：锌盐镉盐铅盐钙盐钡盐。缺点金属皂的热稳定性不是太强，主要用于软制品。19PVC主要用热稳定剂金属皂品种硬脂酸锌（ZnSt）：无毒且透明，热稳定效果好，但易引起“锌烧”，常与钡或钙皂类并用。PVC加工锌烧现象：金属镉和锌盐因具有较强的抑制PVC的变色能力，因此初期制品的色相好，但是后期因为生成的CdCI2，ZnCI2具有极强的催化脱HCI作用，因而使得其长期耐烧性很差，在后期PVC剧烈变色，尤其为锌皂非常容易急剧发黑，称为锌烧现象。硬脂酸镉（CdSt）重要的透明稳定剂品种，毒性较大，不耐硫污染，常与钡皂并用。硬脂酸铅（PbSt）热稳定性好，可兼做润滑剂。缺点为易析出，透明性差，有毒性和硫污染，常与钡、镉皂类并用。硬脂酸钙（CaSt）加工性好，无硫化污染，无毒，常与铅、镉皂类并用。硬脂酸钡（BaSt）有毒，抗硫化污染，透明，常与铅、镉皂类并用。20PVC主要用热稳定剂有机锑类优点稳定性能好，成本较低，产品无毒。缺点透明性差，光稳定性差，润滑性差，与某些有产生交叉污染等。21PVC主要用热稳定剂有机锑品种巯基羧酸酯锑硫醇盐锑巯基羧酸酯硫醇锑羧酸（酯）锑22PVC主要用热稳定剂稀土类优点对PVC的热稳定性优异，初期色相稳定好，动态稳定性仅次于有机锡，超过了铅盐和复合铅盐类；无味、无铅的稀土热稳定剂可用于食品包装材料；价格低，其价格在铅盐和有机锡之间；稀土类热稳定剂的用量比较少，一般为4~6份，需加入辅助稳定剂如有机磷酸酯、β-二酮化合物、多元醇类等。在软质PVC中可全部取代有机锡；在硬质PVC中，可取代1/2~1/3有机锡，如上水管材可全部采用稀土热稳定剂。缺点润滑性差，此问题现在逐步改进。23PVC主要用热稳定剂稀土品种RE-120稀土稳定剂稀土复合稳定剂硬脂酸稀土/锌复合稳定剂24环保，价格低是未来发展方向！PVC主要用热稳定剂有机辅助热稳定剂类亚磷酸酯类这是一类重要的辅助热稳定剂，可与钡/镉、钡/锌及钙/锌等复合主稳定剂并用，主要用于PVC软质透明配方，用量为0.1~1份。环氧化合物类主要为环氧增塑剂如环氧大豆油，与金属皂类有协同作用，与有机锡类并用效果好，用量为1~5份。多元醇类主要有季戊四醇、木糖醇及甘露醇等，与钙/锌复合稳定剂有协同作用。其他类如β-二酮，可与钡/锌及钙/锌等复合主稳定剂并用。25热稳定剂的协同效应主稳定剂之间三盐：二盐=2：1；1：1。主/辅稳定剂之间金属皂与环氧；金属皂与多元醇；稀土与环氧；金属皂与亚磷酸酯。热稳定剂与其他无润滑性的热稳定剂可加润滑；有机锡和锑不可与Pd、Ca类热稳定剂并用，会发生污染。26热稳定剂的协同效应热稳定剂的评价方法热稳定剂的评价方法27静态法试管法：混合成粉末，装在试管中，加热观察变色情况。热烘法：做成片，在烘箱中，加热观察变色情况。热压法：做成片，在热压机上加热老化，观察变色情况及测性能。热稳定剂的评价方法28动态法加工流仪：曲线的变化。辊压法：在双辊上进行长时间混炼，定期取样，观察变色情况及测性能。热稳定剂的应用硬制品软制品糊制品盐基性铅盐/金属皂4~5/1~22~3/1~21~2/0.5~1金属皂2~31~3有机锡/金属皂1.5~3/1~20.5~1/1~20.5~1/0.5~1热稳定剂的应用加入量29稳定剂组合用途钡皂-钙皂or钡皂-镉皂-锌皂民用软制品钡皂-铅皂价廉的民用软制品钡皂-镉皂-月桂酸二丁基锡高透明软制品三盐-二盐-钡皂-铅皂or铅皂-钙皂普通绝缘电缆二盐基苯二甲酸铅-钡皂-钙皂耐高温电缆盐基性铅盐-金属皂普通硬制品马来酸锡-月桂酸锡-金属皂户外透明硬制品硫醇锡稳定剂-钙皂-锌皂无毒透明硬制品热稳定剂的协同作用热稳定剂的应用30价格热稳定性硫醇丁基锡硫醇辛基锡马来酸锡盐基性铅盐金属皂光稳定性二盐马来酸锡月桂酸锡其他盐基性铅盐金属皂硫醇锡电绝缘性盐基性铅盐金属皂有机锡透明性性有机锡金属皂盐基性铅盐润滑性性金属皂月桂酸锡盐基性铅盐其他有机锡有机锡金属皂盐基性铅盐热稳定剂性能顺序热稳定剂的应用31热稳定剂的应用32应用实例PVC牌号与用途的对应性。PVC100三盐基硫酸铅3二盐基硬脂酸铅0.3~0.5硬脂酸铅0.5~1硬脂酸钡0.3~0.5硬脂酸钙0.2~0.3硬脂酸0~0.5热稳定剂的应用33应用实例挤出通用不透明硬管（质量份）PVC100DOP35DOA10环氧增塑剂7硅酸铅/硅胶沉淀物3有机锡稳定剂1硬脂酸钡/镉0.5着色剂适量热稳定剂的应用34应用实例高级装饰用软板（质量份）PVC-SG5100份三盐3份二盐1．5份硬脂酸钙0．5份硬脂酸钡0．5份硬脂酸铅0．5份硬脂酸0．5份ACR4012份CPE(35％)10份活性轻钙8份钛白(金红石型)4份氧化PE蜡0．3份石蜡0．3份热稳定剂的应用应用实例型材35应用实例鞋底（质量份）热稳定剂的应用36热稳定剂的发展方向热稳定剂的发展方向合成水滑石：碱式碳酸盐聚合物类：PMMA钙-锌复合其他有机化合物类：香兰素衍生物37热稳定剂的发展方向38热稳定剂的发展方向复配提高热稳定剂加入量的准确性。使一些加入困难的添加剂变得容易，并解决架桥等工程问题，提高了设备的运行周期。减少粉尘，改善环境。赋予材料更多功能。39