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PVC鈣鋅穩(wěn)定劑替代鉛鹽后存的問題及原因分析處理方法

返回列表 來源: 發(fā)布日期: 2022.03.28
一、鈣鋅穩(wěn)定劑有哪些優(yōu)勢?
1、綠色環(huán)保
無重金屬元素(鉛、隔),可以滿足各國最新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)(例如歐盟RHOS指令、REACH指令等)的要求。
2、耐硫化污染。

在PVC門窗型材領(lǐng)域,使用復(fù)合鉛熱穩(wěn)定劑在我國北方部分地區(qū)(大量使用含硫的煤炭導(dǎo)致出現(xiàn)酸雨)容易出現(xiàn)變黑的現(xiàn)象,而鈣鋅熱穩(wěn)定劑則不會受到污染。


鈣鋅穩(wěn)定劑

3、良好的系統(tǒng)切換特性。
傳統(tǒng)復(fù)合鉛熱穩(wěn)定劑轉(zhuǎn)換為有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑時(shí),會出現(xiàn)交叉污染,導(dǎo)致系統(tǒng)切換成本高,而鈣鋅熱穩(wěn)定劑與這兩種熱穩(wěn)定劑均不會反應(yīng),相互切換成本低。
4、密度低,可適當(dāng)增加碳酸鈣用量,降低成本。
與復(fù)合鉛熱穩(wěn)定劑相比,鈣鋅熱穩(wěn)定劑本身密度低約40%,PVC制品僅僅切換熱穩(wěn)定劑米重平均下降約2%。
二、PVC鈣鋅熱穩(wěn)定劑機(jī)理
   復(fù)合鈣鋅熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理就好比可口可樂的配方,眾說紛紜,現(xiàn)把一些較為令人信服且通俗易懂的機(jī)理總結(jié)出來。
1、影響穩(wěn)定劑抑制變色能力的因素
1、穩(wěn)定劑初始濃度:濃度越高抑制變色能力越強(qiáng);
2、穩(wěn)定劑堿性:堿性越強(qiáng)中和HCl能力越強(qiáng),但堿性太強(qiáng)又會促使PVC加快脫HCl的速度;
3、穩(wěn)定劑吸收HCl能力;
4、輔助穩(wěn)定劑和氯化鋅配合能力。
因此理想輔助穩(wěn)定劑應(yīng)具有:
1、中和HCl能力大,但不置換鋅離子。
2、能提高主穩(wěn)定劑初始有效濃度,并能夠長期不衰減。
2、幾大類輔助穩(wěn)定劑作用機(jī)理及效果
1、B-二酮:與鋅皂形成配合物提高Zn的有效濃度,并且降低堿性減慢脫HCl的速度。因此能有效提高Ca/Zn穩(wěn)定劑透明性,但沒有長期穩(wěn)定性。
2、水滑石:(1)層間碳酸根中和HCl;(2)碳酸根用盡后層板氧化鋁和氧化鎂中和HCl,但作用有限,因?yàn)樗麄儠脫Q主穩(wěn)定劑鋅離子。特點(diǎn)中和容量大超過Ca皂,抑制變色時(shí)間較長效果較好。
3、多元醇:(1)多羥基結(jié)構(gòu)中和HCl;(2)與氯化鋅形成穩(wěn)定配合物抑制鋅燒。效果:抑制鋅燒,提高穩(wěn)定性。
4、亞磷酸酯:(1)與氯化鋅形成穩(wěn)定配合物抑制鋅燒 ;(2)作為抗氧劑吸收游離基終止鏈斷裂(主抗氧劑:雙酚A ;輔助抗氧劑 :亞磷酸三苯酯,亞磷酸苯二異鋅酯)。
5、環(huán)氧類:促進(jìn)氯化鋅復(fù)分解再生鋅皂。具有后期穩(wěn)定性,且抑制鋅燒效果,和多元醇,亞磷酸酯,主穩(wěn)定劑協(xié)同效果好。
三、鈣鋅穩(wěn)定劑替代鉛鹽后存的問題及原因分析
1、產(chǎn)品色澤不穩(wěn)定;
2、在口模生產(chǎn)過程中容易析出;
3、產(chǎn)品容易出現(xiàn)黃線與黑線;
4、產(chǎn)品后期變色差,抗老化性差;
鈣鋅的不足原因分析:
(1)加工范圍較窄,需嚴(yán)格執(zhí)行加工工藝要求。與傳統(tǒng)復(fù)合鉛熱穩(wěn)定劑相比,鈣鋅熱穩(wěn)定劑的長期耐熱穩(wěn)定性仍相對略差,加工時(shí)停留時(shí)間較長易發(fā)黃,對工藝溫度的敏感性也較高。
(2)揮發(fā)物含量較高,配方中建議選用高熔點(diǎn)、低揮發(fā)性的潤滑劑配合。
與傳統(tǒng)復(fù)合鉛熱穩(wěn)定劑相比,鈣鋅熱穩(wěn)定劑中有機(jī)物含量高,容易導(dǎo)致析出性偏大,對于潤滑劑的選擇更需審慎。酯類潤滑劑能有效平衡塑料加工時(shí)的流動(dòng)性和脫模性,生產(chǎn)周期長,不易析出,可廣泛用于鈣鋅穩(wěn)定劑的配方中。
(3)鈣鋅穩(wěn)定劑,在塑化過程中,由于電負(fù)性較大,極性基團(tuán)與PVC樹脂的極性點(diǎn)有一定的親和力,形成鍵能較強(qiáng)的結(jié)合物,從而減弱或消除了PVC 各層離子鍵的吸引力,是PVC相互纏繞的鏈段易于擴(kuò)散,分子基團(tuán)之間界限易于小時(shí),促進(jìn)PVC樹脂塑化。這就引發(fā)了樹脂在加料段部分塑化后,熔體壓力迅速增大,熔體粘度下降,溫度升高,塑化溫度降低。又發(fā)樹脂過渡塑化。
(4)鈣鋅穩(wěn)定劑體系中加入足夠量的潤滑劑也無法在足夠的時(shí)間內(nèi)阻止樹脂進(jìn)一步塑化,而且又破壞了原有的潤滑平衡,使用后期PVC熔體在均化段的消耗大量熱穩(wěn)定劑的同時(shí),又達(dá)不到理想的粘度和彈性,不能滿足硬質(zhì)PVC生產(chǎn)需要。
  所以,在用鈣鋅體系生產(chǎn)過程中,在配方中建議選用高熔點(diǎn)、低揮發(fā)性的潤滑劑配合,否則生產(chǎn)中問題不斷。是目前使用過程中通病,以上建議僅作參考,請大家一起討論!

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