钙锌稳定剂配方与原材料选型

不同种类热稳定剂的耐候性能测试对比
配方号
配方1 （钙锌）
配方2 （铅系）
配方3 （有机锡）
测试时间/h 0 24 48 72
96
0 24 48 72 96 0 24 48 72 96
L 92.2 91.5 91.4 91.1
90.7
91.8 90.7 89.9 88.4 85.2 90.8 90.5 90.3 89.6 87.9
14.8
5.7
不同种类热稳定剂的色度变化趋势
从表2、图1可以看出，环保稳定剂RT-800A初期耐候性与复合铅黄变变化相当， 都比有机锡的变化大，但RT-800A后期耐候性最稳定，这可能是因为有机锡初 期耐热性更优，复合铅和有机锡后期抗紫外线线效果差的缘故。
不同种类热稳定剂材料耐候性能测试对比
随着人们环保意识的增强，现在越来越多异型材加工企业 偿试着使用环保钙锌稳定剂，但对环保钙锌稳定剂使用的同时 也存在一个对后期耐候性担忧的问题，不同厂家的环保钙锌稳 定剂由于选材不同，其耐候性能也存在的一定的差异。针对环 保钙锌稳定剂中一些初期稳定材料和长期稳定材料，如：硬脂 酰苯甲酰甲烷、脱氢醋酸、乙酰丙酮锌等，β-二酮类、氨基尿 嘧啶、水滑石、沸石等进行QUV老化实验，并对它们进行筛选， 确保环保钙锌稳定剂具有良好的耐候性能，上述材料的测试配 方如下所示。
欧美国家的异型材产品95%以上采用ACR来改性的，CPE配方制品的耐 候性远不如ACR配方制品。
我们对不同厂家的CPE （CPE-1、CPE-2、CPE-3）、同一厂家不同类 型ACR、MBS的耐候性进行配方测试，其耐候性能测试结果如表16所示， 而黄变变化趋势如图8所示。
添加不同种类加工助剂的耐候性测试配方
四、颜料在PVC异型材配方中的耐候性影响
PVC异型材加工中常用的颜料有荧光增白剂、群青、钛白粉等。 荧光增白剂由于具有很好的增白、增艳作用，很多厂家仍在使用，但其 变色快。 群青的主要成分是多硫化钠，耐碱性、耐光性好，但耐酸性差，在和空 气中含有弱酸性的水分相遇时会在型材表面形成PbS灰色斑点，使用不经脱 硫处理的群青是出现斑点的主要原因之一； 金红石钛白粉能反谢紫外线、对PVC变色产生遮盖作用、金红石钛白粉 具有良好的耐候性、耐热性、耐水性。锐钛型钛白粉白度高，遮盖力大，消 色力强，分散性好，对产品增白有良好效果。表9列出了添加增白剂、群青、 国产和进口金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉的耐候性测试配方。
a -1.3 -1.3 -1.3 -1.2
-1
-1.1 -0.6 -0.1 0.3 1.1 -1.7 -1.6 -1.3 -1.1 -0.5
表2
b
△b
7.6
0
8.7
1.1
9.3
1.7
9.7
2.1
11
3.4
6.7
0
7.6
0.9
8.3
1.6
10
3.3
13
6.3
9.1
0
9.2
0.1
9.3
0.2
10.8
1.7
性影响比较大。
润滑剂在PVC中的耐候性能测试配方
润滑剂的耐候性能测试配方（第二组）；表7
润滑剂在PVC中的耐候性能测试
钛白粉、PE蜡、氧化聚乙烯蜡、费托蜡的耐候性能测试结果；表8
润滑剂在PVC中的耐候性能测试
图4 添加外润滑剂的黄变变化趋势
从图4可以看出，进口PE蜡在后 期耐候性比国产PE蜡的效果好， 而费托蜡对体系初期耐候性有改 善作用。这是因为进口PE蜡比 国产PE蜡的纯度更高，而费托 蜡的耐温性更高对产品的亮度有 一定的好处。
结论
• 一个好的生产配方不只是生产成本低，而是要首先做到以下四点。 • 1、生产稳定、废品率低。 • 2、生产工艺面较宽、能够适应较多的生产机台、当温度、电流产生波动时能
够稳定生产，而不至于断料和产生废品。 • 3、生产成本较低。 • 4、所用的原材料尽可能的是国产原材料或容易采购的材料。 • 我们在设计PVC生产配方时一定要搞清楚原材料的主次关系和原材料的性能
硬脂酸钙与硬脂酸锌最佳比例
硬脂酸钙 透明性好，可用于PVC透明制品，并可作为PVC的热稳定剂及内润滑剂，长期稳定性 好，初期差一些。在实际使用中，硬脂酸钙最好不要单独使用，它和硬脂酸锌共同 使用协同效果更佳。 硬脂酸锌 硬脂酸锌主要用作润滑剂和脱模剂。可用作聚氯乙烯无毒稳定剂，初期着色性小， 耐候性较好。但硬脂酸锌不宜单独使用，因其对聚氯乙烯降解有显著的催化作用， 特别是在加热时，会产生锌烧现象，可使PVC产品急剧变色，变化幅度很大，直接由 微黄变黑。
五、填料在PVC异型材配方中的耐候性影响
填料也是PVC异型材配方中重要的组成部分，在PVC配方中加 入填料的主要目的是增加产品的强度、降低产品的收缩，降低成 本。而活性钙和普通钙的填充效果也不一样。表13列出了填充活 性钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙在配方中的耐候性测试配方，其 耐候性能如表14所示。
润滑剂的耐候性能测试配方（第一组）；表5
润滑剂在PVC中的耐候性能测试
润滑剂的耐候性能测试结果；表6
润滑剂在PVC中的耐候性能测试
从图3可以看出，添加硬
脂酸的配方体系，后期耐
候性最差，而添加G16S
复合酯的配方体系耐候性
影响不大，说明添加不同
的润滑剂对体系后期耐候
图3 添加内润滑剂的黄变变化趋势
表13 填充不同填料的耐候性测试配方
填料在PVC异型材配方中的耐候性影响
表14 填充不同填料的耐候性测试结果
图7 填充不同填料的黄变变化趋势
从表14、图7可以看出，活性钙的耐候性是最好的，而不处理 的轻质碳酸钙的耐候性是最差的，而考虑到重质碳酸钙对异型 材的韧性有影响，一般在异型材加工中都不用重质碳酸钙作为 填充。
二、 热稳定剂配方耐候性影响
目前，PVC加工常用的热稳定剂主要有： 1、复合铅热稳定剂、 2、有机锡热稳定剂、 3、环保钙锌热稳定剂，
不同种类的热稳定剂对PVC稳定性的作用不同。有机锡羧酸酯类 化合物，能给户外使用的PVC产品提供一定程度的紫外线防护，而 含硫的有机锡化合物（如硫醇类有机锡稳定剂）提供的光稳定性有 限，二盐的光稳定性高于三盐光稳定剂。然而复合铅和有机锡稳定 剂都存在硫化污染的问题，环保钙锌稳定剂也存在材料使用不当而 耐候性不佳的问题，针对这些问题，我们进行了相关问题研究和实 验，表1是不同种类热稳定剂的耐候性测试配方。
PVC型材表面的光亮度与润滑剂，耐候性之间有着很大的关系。我们 将润滑剂分为二组，对金红石钛白粉和不同类型的润滑剂如：硬脂酸、 单甘酯、G16S、硬脂酸钙为一组，进行耐候性测试。与不同厂家的PE蜡、 氧化聚乙烯蜡、费托蜡等为一组，进行QUV老化对比实验，从而优选出 适合于稳定性材料的润滑体系。
润滑剂在PVC中的耐候性能测试配方
公司介绍
广东若天新材料科技有限公司是一家专业从事环保PVC热稳定剂及其它塑料添 加剂研发、生产、销售、技术服务于一体的高新技术企业，坐落在工业发达的东莞 市。厂房面积约1.1万平方米，产能达3万吨/年。现有电线电缆用稳定剂（RT-500系 列）、透明制品用稳定剂（RT-600系列）、压延膜用稳定剂（RT-700系列）、硬质 制品用稳定剂（RT-800系列），在全国设立了多个办事处，并组建了由一批经验丰 富人员组成的客服团队，目前下设成立以新材料贸易为主的东莞若盈新材料科技有 限公司和以生产生态木的东莞市若茂环保建材有限公司。
图8 添加不同种类加工助剂的黄变变化趋势 从图8可以看出，不同厂家CPE的耐候性差异很大，而CPE、ACR、MBS 这三种加工助剂相比，MBS耐候性最差，CPE次之，ACR耐候性最好。因 此，在生产PVC异型材时尽量的少添加MBS。而在欧美国家的异型材产品 中95%以上采用ACR来改性。在国内，特别是寒冷地区，要考虑到异型材 需在低温环境下使用，最好是将CPE和ACR搭配使用。
表15
材料名称
0
29
30
31
32
33
34
35
36
37
PVC
100 100 100 100 100 100
100
100 100
100
活性钙
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
环保钙锌稳定剂 RT－800A
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
金红石钛白粉
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
CPE－1 CPE－2 CPE－3
/
2
/
/
七、结 论
(1) 热稳定剂： 不同类型的热稳定剂或同一类型不同厂家的热稳定剂耐候性能差异很 大。复合铅和有机锡它的后长期耐候性差，环保稳定剂RT-800A具有 良好的耐候性能；
(2) 润滑剂： 不同种类的润滑剂会影响PVC异型材的耐候性能，G16S的耐候性能比 硬脂酸、单甘酯效果好，费托蜡的耐候性能比PE蜡的耐候性能好，不 同品质的PE蜡的耐候性差距明显；
六、加工助剂在PVC异型材配方中的耐候性影响
加工助剂在PVC硬质制品加工中起到举足轻重的作用，常用的加工助 剂有CPE、ACR 、MBS，但在PVC异型材加工中由于MBS自身结构特点， 导致的耐候性差而很少使用。
CPE本身分子结构稳定，有良好的耐候性。但在CPE的制造过程中，如 果有残留物氯化氢，而氯化氢又对PVC的降解起自催化作用，使降解速度明 显加快，呈连锁反应，使型材发黄，这就说明不同厂家的CPE有很大差别。
/
/
/
/
/
/
/
/
2
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/
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/
/
/
/
/
2
/
ACR-20
/
/
/
2
/
/
/
/
/
/
ACR-40
/
/
/
/
2
/
/
/
/
/
ACR-01
/
/
/
/
/
2
/
/
/
/
ACR-61
/
/
/
/
/
/
/
/
/
2
ACR-90D
/
/
/
/
/
/
2
/
/
/
MBS-56
/
/
/
/
/
/
/
2
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/
表16 添加不同种类加工助剂的耐候性测试结果
表16
不同种类加工助剂的黄变变化趋势
结论
(3) 钛白粉： 不同厂家的金红石钛白粉耐候性不一样，锐钛型钛白粉耐候性比较差，
增白剂对后期耐候性影响比较大，而群青对耐候性影响不大； (4) 紫外线吸收剂：
紫外线吸收剂抗UV效果比较明显，而光稳定剂ST-770抗UV效果不明显； (5) 碳酸钙： 普通轻质碳酸和重质碳酸钙作为填充料，活性钙具有更好的耐候性能；
硬脂酸钙与硬脂酸锌最佳比例
钙：锌
0
烘箱时间/mim（180℃）
10
20
30
40
50
60
70
5：5
白
白
微微黄
微黄
浅黄
黄
深黄
黑
6：4
白
白
微微黄
微黄
浅黄
黄
深黄
深褐
7：3
白
微微黄
微黄
微黄
浅黄
浅黄
黄
褐
8：2
白
微微黄
微黄
微黄
浅黄
浅黄
黄
红
不同种类热稳定剂的耐候性测试配方
材料名称 PVC 活性钙 环保钙锌稳定剂（RT－800A） 铅系复合稳定剂 有机锡 金红石钛白粉 硬脂酸钙 PE蜡
颜料在PVC异型材配方中的耐候性影响
表9 添加各种颜料的耐候性能测试配方 表10 添加各种颜料的耐候性能测试结果
颜料在PVC异型材配方中的耐候性影响
图5 添加各种颜料的黄变变化趋势
从图5中可以看出，进口的 金红石钛白粉的耐候性比国 产的略好，锐钛型钛白粉的 耐UV照射确实比较差，添加 增白剂的体系后期耐候性变 化也比较大，而在有添加增 白剂的基础上添加群青，耐 候性影响不大。
对热稳定性材料的耐候来自百度文库测试配方
表3
对热稳定性材料耐候性能对比实验
表4
热稳定性材料耐候性能对比实验说明
图2 环保稳定剂中常用材料的黄变变化趋势
从表4和图2可以看出，添加以上材料后，发现它们很好抑制初期着色，但耐 候性会变差。特别是氨基尿嘧啶和硬脂酰苯甲酰甲烷变差的比较明显。硬脂酰苯 甲酰甲烷耐候性变差的原因是本身活性比较大，易与其它杂质发生变色反应，
傅松平
2015.07
一、前 言
• PVC稳定剂变化的原因较为复杂，涉及到原材料、配 方、工艺、环境（温度、湿度、老化）等因素。我们针对 PVC稳定剂所用到的原材料，特别是环保钙锌稳定剂中常 用材料、不同类型的助剂、润滑剂、颜料、功能助剂、填 料、加工助剂等，通过QUV加速老化实验对其耐候性能进 行研究，从而能更好地指导PVC稳定剂与原材料的合理选 择。
配方1 100 20
4 / / 1 / /
表1
配方2 100 20
/ 4 / 1 / /
配方3 100 20
/ / 0.8 1 0.5 0.5
用二辊轮以及平板硫化机对表1的测试配方进行压片，对试片进行UV加
速老化实验（测试条件是：UV 340nm灯管 0.68W/M2*60℃，24小时为
一个实验周期），结果如表2所示，其黄变变化趋势如图1所示。
而添加水滑石、沸石等具有长期耐热性的材料，对体系的耐候性影响不大。 而氨基尿嘧啶具有很好的动态耐热性能，但它本身光稳定效果较差。
三、润滑剂在PVC异型材配方中的耐候性影响
润滑剂在PVC异型材加工中是必不可少的。由于硬脂酸、石蜡、PE蜡 在合成过程中含有一定量的有机杂质，这些杂质在紫外线和热作用下极 易氧化，从而影响PVC型材的光亮度。
结论
(6) 改性剂： 不同厂家的CPE、同一厂家不同类型ACR耐候性能也不一样， ACR比CPE、MBS的耐候性能更佳。 (7) 热稳定剂、润滑剂、颜料、功能助剂、填充剂、加工助剂等 作为PVC异型材配方中必不可少的材料，都对PVC异型材的耐 候性有一定的影响，因此，作为PVC异型材生产厂家，应该合 理选择材料，以便生产出耐候性能更好的异型材产品。