PVC线材配方设计与加工工艺介绍

稳定性不如含硫有机锡，但无硫污染，主要包括脂肪酸锡盐和马来酸锡盐。 主要品种有：
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培训教材 a.二月桂酸二正丁基锡（DBTL）淡黄色液体或半固体，润滑性优良，透明性好， 但有毒，常与Cd皂并用，用量1-2份；与马来酸锡及醇锡并用，用量0.5-1份。
b.二月桂酸二正辛基锡（DOTL），有毒且价高，润滑性优良，常用于硬PVC中， 用量小于1.5份。
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（2）二盐基亚磷酸铅
分子式为2PbO.PbHPO3.H2O,代号为DL，简称二盐，白色粉末，密度为 6.1g/cm3 。二盐基亚磷酸铅的热稳定性稍低于三盐基硫酸铅，但耐候性能好于 三盐基硫酸铅。二盐基亚磷酸铅常与三盐基硫酸铅并用，用量一般为三盐基硫酸 铅的1/2。 （3）二盐基硬脂酸铅
代号为DLS，不如三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅常用，具有润滑性。常与三盐 基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅并用，用量为0.5-1.5份。 2、金属皂类 为用量仅次于铅盐的第二大类主稳定剂，其热稳定性虽不如铅盐类，但兼具 润滑性。金属皂类可以是脂肪酸（月桂酸、硬脂酸、环烷酸等）的金属（铅、钡、 镉、锌、钙等）盐，其中以硬脂酸盐最为常用，其活泼性大小顺序为：Zn盐、 Cd盐、Pb盐、Ca盐、Ba盐。金属皂类一般不单独使用，常常为金属皂类之间或 与铅盐及有机锡等并用。除Gd、Pb外无毒，除Pb、Ca外都透明，无硫化污染， 因而广泛用于炊质PVC中，如无毒类、透明类制品等。
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(3)增韧作用
与PVC树脂和增韧剂CPE的良好的相容性以及与CaCO3的偶联作用，使PVC 树脂在加工中塑化均匀，塑化温度低，型材的耐冲击性能较好。 稀土稳定剂无润滑作用，应与润滑剂一起加入，目前我国生产的稀土复合稳定 剂是将稀土、热稳定剂和润滑剂复配而成的，加入量一般为4-6份。 6、复合铅盐稳定剂 铅盐稳定剂价格低廉，热稳定性好，一直被广泛使用，但铅盐的粉末细小，配 料和混合中，其粉尘被人吸入会造成铅中毒，为此，科技人员又研究出一种新 型的复合铅盐热稳定剂 。这种复合助剂采用了共生反应技术将三盐、二盐和 金属皂在反应体系内以初生态的晶粒尺寸和和种润滑剂进行混合，以保证热稳 定剂在PVC体系中的充分分散，同时由于与润滑剂共熔融形成颗粒状，也避免 了因铅粉尘造成的中毒。复合铅盐稳定剂包容了加工所需要的热稳定剂组份和 润滑剂组份，被称作为全包装热稳定剂。它具有以下的优点：
培训教材 3、有机锡类 有机锡类为热稳定剂中最有效的，在透明和无毒制品中应用最广泛的一 类，其突出优点为：热稳定性好，透明性好，大多数无毒。缺勤点为价格 高，无润滑性。
有机锡类大部分为液体，只有少数为固体。可以单独使用，也常与金属 皂类并用。
有机锡类热稳定剂主要包括含硫有机锡和有机锡羧酸盐两类。 （1）含硫有机锡类： 主要为硫醇有机锡和有机锡硫化物类稳定剂，与Pb、Cd皂并用会产生硫 污。含水量硫有机锡类透明性好。主要品种有： a.二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡（DOTTG），外观为淡黄色液体，热稳 定性及透明性极好，无毒，加入量低于2份。 b.二甲基二巯基乙酸异辛酯锡（DMTFG），外观为淡黄澄清液体，为无 毒、高效、透明稳定剂，常用于扭结膜及透明膜中。 （2）有机锡羧酸盐：
1、铅盐类
铅盐类是PVC最常用的稳定剂，也是十分有效的热稳定剂，其用量可占 PVC热稳定剂的70%以上。 铅盐类稳定剂的优点：热稳定性优良，具有长期热稳定性，电气绝缘性能 优良，耐候性好，价格低。 铅盐类稳定剂的缺点：分散性差、毒性大、有初期着色性，难以得到透明 制品，也难以得到鲜明色彩的制品，缺乏润滑性，易产生硫污染。 常用的铅盐类稳定剂有： （1）三盐基硫酸铅 分子式为3PbO.PbSO.H20,代号为TLS，简称三盐，白色粉末，密度 6.4g/cm。三盐基硫酸铅是最常用的稳定剂品种，一般与二盐亚磷酸铅一起 并用，因无润滑性而需配入润滑剂。主要用于PVC硬质不透明制品中，用量 一般2~7份。
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PVC树脂主要用于生产各类薄膜（如日用印花膜、工业包装膜、农用大棚膜 及热收缩膜等）、各类板、片材（其片材可用于吸塑制品），各类管材（如无 毒上水管、建筑穿线管、透明软管等）、电缆、各类注塑制品及人造革、地板 革、搪塑玩具等。各种PVC稳定剂物化性能见表1（转下一而）
2:稳定剂 纯的PVC树脂对热极为敏感，当加热温度达到90Y：以上时，就会发生轻微 的热分解反应，当温度升到120℃后分解反应加剧，在150 ℃，10分钟，PVC树 脂就由原来的白色逐步变为黄色—红色—棕色—黑色。PVC树脂分解过程是由 于脱HCL反应引起的一系列连锁反应，最后导致大分子链断裂。防止PVC热分 解的热稳定机理是通过如下几方面来实现的。 通过捕捉PVC热分解产生的HCL，防止HCL的催化降解作用。 铅盐类主要按此机理作用，此外还有金属皂类、有机锡类、亚磷酸脂类及环 氧类等。

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5、稀土稳定剂
选材多为稀土氧化物和稀土氯化物为主，其氧化物和氯化物多为镧、铈、镨、 钕等轻稀土元素的单一或混合体。 稀土元素有着相似且异常活泼的化学性质，有着众多的轨道可作为中心离子 接受配位孤对电子，同时稀土金属离子有较大的离子半径，与无机或有机配位 体主要通过静电引力形成离子配键，作为络合物的中心原子，常以d2SP3、 d4dP3、f3d5Ssp3、等多种杂化形成配位数为6-12的络合物。 稀土元素优良的力学性能及其分组原理都与稀土元素的几何性质有关。因为 原子和离子的半径是决定晶体的构型、硬度、密度和熔点等物理性质的重要因 素，在常温、常压条件下，稀土地金属镧、镨、钕呈双六方晶体结构，而铈呈 六方晶体密集（面心）结构，当温度、压力变化时，多数稀土金属发生晶型转 变。由于镧系收缩，镧系元素的原子半径、原子体积随原子序数增加而减小， 密度随原子序数增加而增加，但铈与镧、镨、钕相比，有异常现象。 在镧、铈、镨、钕中，镧的化学性质是最活泼，但三价镧与C1只能生成 REC1正络合物，而且此络合物不稳定，而铈、镨这些高价的稀土离子与C1生 成络合物的能力比三价的镧要强，它们与C1配体能生成稳定的负络离子，因此， 在稀土热稳定剂的选材上要综合镧、铈、镨、钕的各自优点，在不同的应用范 围，用其高纯单一体、混合体或合理搭配。
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培训教材 稀土离子为典型的硬阳离子，即不易极化变形的离子，它们与金属硬碱的配位 原子，如氧的络合能力很强。稀土化合物对CaCO3的偶联作用，由于稀土离子 和PVC链的氯离子之间存在强配位相互作用，有利于剪切力的传递从而使稀土化 合物能有效地加速PVC的凝胶化，即可促进PVC塑化，又可起到加工助剂ACR 的作用。同时，稀土金属离子与CPE中的C1配位，可使CPE更加发挥其增韧改 性的作用。这些效能发挥的充分与否、平衡与否，与此同时稀土复合物中的复配 助剂有着相当大的关系，复合物中的润滑体系、加工体系都至关重要，因此复配 工艺的好坏直接影响着稀土多功能复合稳定剂的效能。性能优良的稀土稳定剂应 具有以下功能： (1)优异的热稳定性能 静态动态热稳定性，均与京锡8831相当，好于铅盐及金属皂类，是铅盐的三位 及Ba/Zn复合稳定剂的4倍。可复配成为无毒、透明的还可部分代替有机锡类稳 定剂而广泛应用。稀土稳定剂的作用机理为捕捉HCl和置换烯丙基氯原子，与环 氧类的辅助稳定剂具有较好的协同作用。 (2)偶联作用 具有优良的偶联作用，与铅盐相比，与PVC有很好的相容作用，对于 PVCCaCO,体系偶联作用较好，有利于PVC塑料门窗异型材强度的提高。用稀土稳 定剂加工的PVC型材的焊角强度比铅盐稳定剂的PVC型材焊角强度要高。原料 价格也高一些。
c.马来酸二正丁基锡（DBTM），白色粉末，有毒，无润滑性，常与月桂酸锡 并用，不可与金属皂类并用于透明制中。
4、有机锑类
具有优秀的初期色相和色相保持性，尤其是在低用量时，热稳定性优于有机 锡类，特别适于用双螺杆挤出机的PVC配方使用。 有机锑类主要包括硫醇锑盐类、巯基乙酸酯硫醇锑类、巯基羧酸酯锑类羧酸 酯锑类等。国内的锑稳定剂主要以三巯基乙酸异辛锑（ST）和以ST为主要成分 的复合稳定剂STH-I和STH-II两种为主。五硫醇锑为透明液体，可用作透明片、 薄膜、透明粒料的热稳定剂。STH-I可以代替京锡C-102，可抑制PVC的初期着 色，热稳定性好，制品透明，颜色鲜明，STH-II无毒，主要用于PVC水管等。
置换活泼的烯丙基氯原子。金属皂类、亚磷酸脂类和有机锡类可按此机理 作用。
与自由基反应，终止自由基的反应。有机锡类和亚磷酸脂按此机理作用。 与共扼双键加成作用，抑制共扼链的增长。
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有机锡类与环氧类按此机理作有。
分解过氧化物，减少自由基的数目。有机锡和亚磷酸脂按此机理作用。 钝化有催化脱HC1作用的金属离子。同一种稳定剂可按几种不同的机理实 现热稳定目的。
(4)硬脂酸钙（CaSt），加工性能好、热稳定能力较低，无硫化污染， 无毒，常与Zn皂并用。
(5)硬脂酸钡（BaSt）,无毒，长期热稳定性好，抗硫化污染，透明，常 与Pb、Ca皂并用。复合品种常用的有：Ca/Zn(无毒、透明)、 Ba/Zn(无毒、透明)、Ba/Cd(有毒、透明)及Ba/Cd/Zn
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常用的金属盐类稳定剂有：
(1)硬脂酸锌（ZnSt），无毒且透明，用量大后，易引起“锌烧”制品 变黑，常与Ba、Ca皂并用。 (2)硬脂酸镉（CdSt），为一重要的透明稳定剂品种，毒性较大，不耐 硫化污染，抑制初期变色能力大，常与Ba皂并用。 (3)硬脂酸铅（PbSt）,热稳定性好，可兼做润滑剂。缺点为易析出，透 明差，有毒且硫化污染严重，常与Ba、Cd皂并用。
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培训教材 例如，聚氯乙烯膜使用SG-2树脂，加入50~80份的增塑剂。而加工硬制 品时，一般不加或很少量加入增塑剂，所以用PVC-SG4、VC-SG5、PVCSG6、PVC-SG7、PVC-SG7、PVC-SG8型。如PVC硬管材使用SG-4树脂、 塑料门窗型材使用SG-5树脂，硬质透明片使用SG-6树脂、硬质发泡型材使 用SG-7、SG-8树脂。而乳液法PVC糊主要用于人造革、壁纸及地板革和蘸 塑制品等。一些PVC树脂厂家出厂的PVC树胆按聚合度（聚合度是单元链节 的个数，聚合度乘以链节分子量等于聚合物分子量）分类，如山东齐鲁石化 总厂生产的PVC树脂，出厂的产品为SK-700；SK-800；SK-1000；SK1100；SK-1200等。其SG-5树脂对应的聚合度为1000-1100。PVC树脂的物 化性能见第四篇。 PVC粉末为一种白色粉末，密度在1.35-1.45g/cm3之间，表观密度在 0.4-0.5g/cm3。视增塑剂含量大小可为软、硬制品，一般增塑剂含量0-5份为 硬制品，5-25份为半硬制品，大于25份为软制品。 PVC是一种非结晶、极性的高分子聚合物，软化温度和熔融温度较高， 纯PVC一般须在160-210℃时才可塑化加工，由于大分子之间的极性键使 PVC显示出硬而脆的性能。而且，PVC分子内含有氯的基团，当温度达到 120 ℃时，纯PVC即开始出现脱HCI反应，会导致PVC热降解。因此，在加 工时须加入各种助剂对PVC进行加工改性和冲击改性，使之可以加工成为有 用的产品。