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PVC热稳定剂发展新进展

PVC加工及使用过程均需要添加多种的添加剂以使复合加工及性能达到要求,这些添加剂包括稳定剂、加工助剂、增塑剂以及抗冲击改性剂等。这些添加剂会相互作用相互影响,因此优化添加剂配方的性价比就显得尤为重要。稳定剂是添加剂体系中的关键组分,热稳定剂主要在加工过程中用于保护聚合物,同时也能够长期保护聚合物免于热降解。

亚太地区成为热稳定剂最大和增长最快的市场,约占全球销售额的40%,该地区的年均增长率达到4%,在中国达到10%。在中国大量进口热稳定剂的同时,一些添加剂产品开始在中国生产,例如,世界最大的PVC稳定剂供应商百尔罗赫(中国)常州工厂已经开始生产。

     稳定剂的发展主要受法律法规和性价比的影响。美国稳定剂体系,使用锡和混合金属稳定剂,欧洲为钙锌复合稳定剂体系,目前欧盟已经限制铅稳定剂的使用。

本地的市场也逐渐减少铅稳定剂使用量,逐渐使用环保的钙锌稳定剂替代铅盐稳定剂。
目前PVC应用主要分为软质PVC和硬质PVC:

1、软质PVC
(1)地板革、墙纸、密封条、玩具以及薄膜、纤维等
   多数采用钡/锌、钙/锌或者钡/镉等混合金属稳定剂。镉稳定剂在欧洲不再使用,在北美也逐渐被其他稳定剂所取代。在软质PVC的应用中,特别是在墙纸和地板革中,挥发性较强。新型添加剂,百尔罗赫(德国熊牌)有一系列的液体PVC稳定可满足此应用要求。
(2)电线电缆、
在北美和欧洲,软质PVC电线电缆开始使用混合金属稳定剂以取代铅稳定剂。欧洲乙烯工业主动提出在2010年使用环境友好的混合金属稳定剂取代铅稳定剂,在2000~2010期间铅稳定剂的消费量下降50%,到2015年完全取代铅稳定剂。
2 硬质PVC
硬质PVC通常用在管材、型材上,与软质PVC相比具有更高的加工温度和更高的剪切力,需要更加高效的热稳定剂。在北美,硬质PVC通常含有锡基热稳定剂。锡稳定剂是主要的稳定剂体系,而混合金属稳定剂和有机稳定剂所占份额较小。

欧洲大量使用铅稳定剂用于生产门窗型材。锡稳定剂仅在透明制品上有小规模的应用。目前门窗上使用的铅稳定剂正逐渐被
Ca/Zn混合金属稳定剂所取代,而有机稳定剂还没有达到耐候性的标准。2015年铅稳定剂退出市场。

在北美,一半的管材使用锡稳定剂,而在欧洲使用传统的铅稳定剂,同时也使用一些Ca/Zn稳定剂或有机稳定剂。由于性价比的原因,转变正在缓慢的发生。

目前已经出现了一些用于硬质PVC发泡材料的新稳定剂体系,另外,木塑复合材料也开始使用新的稳定剂。德国熊牌公司已经开发出无铅的稳定剂体系用于PVC基木塑复合材料。在欧洲,型材含有20%~30%的PVC,主要用于建筑领域。

PVC热稳定性的检测
1)加工稳定性采用静态烤箱测试
   2)动态扭矩流变学测试或者加工模拟来描述。
这些测试通过检验材料颜色的变化和性能的改变来描述添加剂预防材料降解的效果。
   3)耐候性也可以通过模拟室外的条件进行实验室检测
将材料放在一个试验舱内,暴露在氙弧光灯或者紫外光灯之下。氙弧光灯能够产生紫外光、可见光和红外线。滤光器能够限制光谱范围,湿度控制器能够控制实验舱的湿度。不同的材料需选择不同的光源。根据地区不同、使用状况不同以及光源的不同,测试要求也有所不同。例如,对于PVC门窗用型材的测试要求其能够在极端气候条件下使用5年以上,这相当于在氙弧光灯下照射4000~6000h。

老化实验机可以测试某些应用条件下添加剂的效果。一半测试需要模拟两种或更多的环境。室外老化试验场有广州室外试验场,可进行室外老化试验。

 

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