钙锌复合稳定剂在UPVC型材中的应用研究
浅析稳定剂对给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材加工及其性能影响
李晓轩·浅析稳定剂对给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材加工及其性能影响作者简介：李晓轩，塑料加工工程高级工程师，中国塑料加工工业协会专家委员会塑料管道专家，中国农村节水和农村供水技术协会农村供水专家，北方民族大学材料与化工专业校外兼职硕士生导师，有28年的塑料管道加工工艺技术研究经历，国内学术刊物发表论文15篇，取得实用新型专利6项，发明专利5项。
收稿日期：2023-05-15众所周知，聚氯乙烯作为一种热敏性材料，其在受热的情况下会发生降解，材料的性能会变差，几乎无法加工成型。
聚氯乙烯塑料材料的抗拉强度和材料的弹性模量都比较优异，为了更好地利用其材料特性，加工制造出需要的聚氯乙烯塑料制品，就必须通过工艺配方设计，在聚氯乙烯树脂中添加必要的稳定剂，润滑剂，加工助剂，抗冲改性剂，填充剂，抗老化剂，着色剂等添加剂。
根据设备模具的不同，设计出不同添加分量和配比的工艺配方，以保证聚氯乙烯混配料的加工性能，保证所生产的塑料制品物理力学性能满足相应的制品标准要求。
1 实验部分1.1 原料实验研究所需原料清单见表1。
表1 实验研究所需原料清单名 称型 号来 源聚氯乙烯（PVC ）树脂SG -5宁夏金昱元固态有机锡稳定剂TS 950某科技公司复合蜡TLP 6 880霍尼韦尔PE 蜡NB -600某化工企业OPE 蜡W -3 000某化工企业增强改性剂RX -KC02宁夏睿欣科技超细轻质活性碳酸钙1 500目嘉美钙业钛白粉金红石型龙蟒化工炭黑N 330某化工企业有机锡钙锌稳定剂RX -01宁夏睿欣科技钙锌稳定剂651R某化工企业浅析稳定剂对给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材加工及其性能影响李晓轩(宁夏睿欣科技发展有限公司，宁夏 银川 750022)摘要：硬聚氯乙烯（PVC -U ）管材在我们生活中已经有几十年的应用，对人们生活发挥了重要作用。
由于应用领域不同，硬聚氯乙烯（PVC -U ）管材的品种也越来越丰富。
透明钙锌稳定剂的最佳比例
透明钙锌稳定剂的最佳比例一、引言透明钙锌稳定剂是一种常用的塑料添加剂，可以提高塑料制品的热稳定性和光稳定性，延长其使用寿命。
然而，不同比例的钙锌稳定剂会对塑料制品的性能产生不同的影响，因此需要确定最佳比例。
二、透明钙锌稳定剂的作用1.提高热稳定性：透明钙锌稳定剂可以在塑料加工过程中吸收热量，并分解成无害物质，从而减少热分解产物对塑料制品的影响。
2.提高光稳定性：透明钙锌稳定剂可以吸收紫外线，并转化为无害物质，从而减少紫外线对塑料制品的影响。
3.改善加工性能：透明钙锌稳定剂可以作为润滑剂和流动助剂，改善塑料材料的流动性和加工性能。
三、透明钙锌稳定剂最佳比例的确定方法1.试验法：通过实验方法来确定最佳比例。
具体步骤为：（1）选取不同比例的透明钙锌稳定剂，将其与相同比例的聚丙烯混合，制备成试样。
（2）对试样进行热稳定性和光稳定性测试，通过测试结果来确定最佳比例。
（3）同时还可以对试样的力学性能、加工性能等进行测试，综合考虑确定最佳比例。
2.经验法：通过经验方法来确定最佳比例。
具体步骤为：（1）了解不同透明钙锌稳定剂的性质和特点，结合塑料制品的使用条件和要求，选择适合的透明钙锌稳定剂。
（2）根据不同透明钙锌稳定剂的推荐用量和自身经验，初步确定最佳比例。
（3）通过实际生产情况和反馈信息来调整最佳比例。
四、透明钙锌稳定剂常用比例1.硬质PVC制品：通常采用5-6 phr的透明钙锌稳定剂。
2.软质PVC制品：通常采用2-3 phr的透明钙锌稳定剂。
3.PP、PE等塑料制品：通常采用0.5-1 phr的透明钙锌稳定剂。
五、透明钙锌稳定剂的注意事项1.不同种类的透明钙锌稳定剂性质和特点不同，应根据具体情况选择合适的产品。
2.透明钙锌稳定剂用量过高会影响塑料制品的力学性能和加工性能，应控制用量。
3.透明钙锌稳定剂与其他添加剂的相容性需要考虑，以免产生不良影响。
六、结论透明钙锌稳定剂是一种重要的塑料添加剂，可以提高塑料制品的热稳定性和光稳定性。
PVC管材挤出析出、色差、热稳定性问题
一、析出问题:硬质制品特别是挤出制品加工中的析出问题在使用铅盐复合稳定剂时也有发生，但是使用钙锌等环保稳定剂后问题暴露更多，原因更加复杂，解决起来更加困难。
使用铅盐复合稳定剂和钙锌环保稳定剂进行挤出时发生的析出问题主要出现在口模和定型套上。
口模上有两种情况：一种是出现在口模上的白色或者黄色蜡（油）状物,原因比较明显，就是与PVC相容较差的低熔点润滑剂过多而游离到制品表面，在出口模时脱离制品到口模上形成白色或黄褐色蜡（油）状物。
另外一种是口模上的越长越长的“小胡子”，这个原因比较复杂,笔者认为是因后期润滑欠缺导致的物料熔体强度不足，后期脱模效果不够。
定型套的析出是钙锌稳定剂使用后比较容易产生的析出，原因比较复杂或者大家还没有摸透，彻底解决也比较困难。
可否尽量用高效高熔点的外润滑，并在满足加工要求的前提下尽量少用润滑剂（包括内外润滑），同时注重熔体强度和脱模。
二、颜色/色差问题:硬质PVC制品稳定剂从铅盐转变成钙锌等环保稳定剂后，颜色问题也是一个发生比较普遍，形式比较多样，解决起来相对困难的问题。
其表现形式有以下几种：1.稳定剂替换导致制品色相的变化。
稳定剂由铅盐转变成钙锌后，我们很容易发现制品的色相很多时候都会偏青，而要实现色相由青转红比较困难。
2.使用环保稳定剂后制品内外颜色不一致。
通常情况下是外部颜色比较正，内部容易偏青偏黄，这种情况在型材中很容易出现，管材中也有发生。
3.使用环保稳定剂后制品在加工过程中颜色的漂移。
在使用铅盐稳定剂加工制品过程中，各机台之间，同一机台不同时段也会存在一定色相偏差，但是波动范围比较小。
使用环保稳定剂后，这种波动可能变得更大，同时原料和工艺的微小波动对于色相的影响可能也更明显。
曾经碰到过使用环保稳定剂生产管材管件时，压力变化不但影响制品的色相，还会影响制品性能的情况，这种变化较使用铅盐稳定剂时要敏感得多。
4.使用环保稳定剂后制品在储运和使用过程中的颜色问题。
使用传统铅盐稳定剂的硬质PVC制品，在储运和使用过程中颜色变化比较小。
新型固体钙锌复合稳定剂的直接法合成及其在PVC中的应用研究
聚氯乙烯塑料热稳定剂通常使用无机铅盐 、 金属皂 、 有机锡和有机稳定剂等【 其 中许 多品种 ｌ １ ， 是有毒的 ， 能应用于无毒制品的生产 。随着 当 不 前塑料稳定剂 向限制镉 系、 改造铅 系、 无毒无尘 方 向 发 展 的 需 要 ，特 别 是 欧 盟 Ｒ ｌ 指 令 将 在 ｏＳ ２０ 年７ １ ０ ６ 月 日实施 ， 将给我 国电子电器产品带来 巨大的影响 ， 如冰箱门封用Ｐ Ｃ Ｖ 胶条 、 电源线 、 箱 体板材等将不得采用铅盐类稳定剂 ， 以研究 开 所 发并推广应用工业实用的无毒热稳定剂 ， 取代传
搅拌下缓慢升温。当温度升到５ ５ ５ ６ ℃，停止加 热 ，ｌｋ ０冰醋酸 ， ￣ Ｊ ２ｇ Ｊ ． 浓硫酸３ ， ｇ并开始滴￣ ２ ． Ｊ７％ １ ５
的双氧水 １０ ｌ ０ｍ ， 控制 滴加速度 ， ｌ滴加完毕 ， 约 ｈ 继续搅拌反应 ３ ， ｈ 注意反应温度不超过６℃。生 ５ 成的环氧油酸用水洗至中性 ， 真空下脱水 。加热 至７ ０ 此 时加入氢 氧化钙 １ｇ 氧化锌 ２ｇ ０ ８ ℃， ５， ６， 催化剂Ａ 搅拌下保温２ 。再￣ ． ６水滑石 ，ｇ ， ｈ １． Ａｇ ５亚
浓硫酸 ， 浓度９ ％， ８ 化学纯 ， 汕头市光华化学
厂；
冰醋酸 ， 化学纯 ， 汕头市光华化学厂； 双氧水 ， 浓度２． 化学纯 ， ７ ％， ５ 汕头市光华化 学厂 ； 氢 氧化钙 ， 工业 级 ， 山东 齐鲁 乙烯化工 厂 ； 氧化锌 ， 工业级 ， 韶关冶炼厂 ； 催 化剂 Ａ， 自制 ； 水滑石 （Ｄ ， Ｌ Ｈ）工业级 ， 宜兴市助剂化工厂 ；
再与金属盐溶液进行复分解反应合成一２ ｒ 乙 ） ｒ ￣ 醇一 水溶液中由环氧大豆油与烧碱进行皂化反应
钙锌稳定剂原理
钙锌稳定剂原理
钙锌稳定剂是一种常用的塑料添加剂，用于改善和稳定PVC（聚氯乙烯）材料的热稳定性。
钙锌稳定剂的主要原理如下：
1. 热稳定剂作用：PVC在高温下容易分解，产生氯化氢气体和自由基等有害物质，导致材料的降解和失去物理性能。
钙锌稳定剂中的金属阳离子（如钙离子和锌离子）可以与这些有害物质发生化学反应，中和氯化氢气体和自由基，从而阻止或减缓PVC的降解过程。
2. 保护作用：钙锌稳定剂可以在PVC材料表面形成一层保护膜，降低热分解的速率，阻断氯化氢气体和自由基的扩散，从而保护PVC材料免受高温和氧化的损害。
3. 协同作用：钙锌稳定剂中的钙离子和锌离子可以与其他添加剂（如润滑剂、抗氧剂等）发生协同作用，提高整体的热稳定性能。
4. 综合效果：钙锌稳定剂能够提供较好的热稳定性和抗氧化性能，能够延长材料的使用寿命，提高其耐热性、耐候性和机械性能。
需要注意的是，钙锌稳定剂的具体配方和使用方法可能会因应用领域、产品要求和制造工艺等因素而有所不同。
在实际应用中，可以通过调整稳定剂的种类、用量和配比等来实现最佳的热稳定效果。
新型PVC用液体钙锌复合热稳定剂的合成与应用
将环氧油酸、氢氧化钙、溶剂以及助剂依次加
入在５００ ｍＬ四颈烧瓶中搅拌均匀。升温至一定
ｍＬ水，投入ｐＨ １—１４的广泛纸一小
温度，待反应完毕后，减压蒸馏除去反应生成的 水，过滤得到环氧油酸钙皂溶液。
１．２．３环氧油酸锌的合成
块，滴加１：１氨水中和，直至试纸呈蓝绿色（ｐＨ ＝８），加１０ｍＬ氨一氯化铵缓冲溶液（ｐＨ＝ ｌＯ），７滴０．５％铬黑Ｔ指示剂，即用０．０５
ｉｎ
ｏｎ
图５反应温度对产品中钙含量的影响
Ｆｉｇ．５ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｅａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ ｐｒｏｄｎｃｔ
ａｎｄ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ａｇｅｎｔ ａｇｅｉｎｇ
ｔｈｅ
ｔｈｅｒｍａｌ
ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｈｅａｔ ｓｔａｂｉｌｔｙ ｗｅｒｅ
ＳＯ
ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｒｍａｌ
ｏｖｅｎ
ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄFra bibliotekｏｎ．Ａｎｄ ｔｗｏ ｌｉｑｕｉｄ ｚｉｎｃ ＰＶＣ ｃｏｍｐｏｕｎｄ
ｈｅａｔ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｐｒｏｄｕｃｅ ｂｙ ｐｉｌｏｔ—ｐｌａｎｔ． Ｋｅｙ
塑料助剂
２０１４年第２期（总第１０４期）
新型ＰＶＣ用液体钙锌复合热稳定剂的合成与应用
徐会志 葛琴琴於伟刚 沈伟
（浙江传化股份有限公司，杭州，３１１２３１）
摘要对环氧油酸钙、锌皂的合成工艺，以及聚氯乙烯（ＰＶＣ）用钙锌复合液体热稳定剂的配方进 行研究，并探究了复合热稳定剂的协同效应。通过刚果红法、热老化烘箱法等，考察了钙／锌比、金属皂 含量、亚磷酸酯、Ｂ一二酮、抗氧剂等对复合热稳定剂热稳定性能的影响，确定了这种液体复合热稳定剂
硬质PVC用钙锌复合热稳定剂的研究
定剂 ， 钙锌 复合 热稳 定剂是 其 中最具 有发展 前景
的品 种［ 。常用 的 钙 锌 热稳 定 剂无 毒 、 廉 、 ２ 叫］ 价 润滑 性 好 ， 但热 稳 定 性 能较 差 ， 且锌 皂 常 造成 而
的密 切重 视 ， ＶＣ专 用 的热 稳 定剂 环保 化 亦是 Ｐ 大势 所趋 。铅盐 类 热稳 定剂是 Ｐ ＶＣ最早 使用 的 热稳 定 剂 ， 其稳 定 效能 很好 。２ Ｏ世 纪 ９ Ｏ年 代 以
（ ｐ ｒｍｅ ｔ ｆ ｈ ｍｉ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｊａ ｇ ｕＰ ｌｔｃ ｎｃ Ｄｅ ａｔ ｎ ｅ ｃ ｇｎ ｅｉ 。 ｉ ｓ ｏｙｅｈ ｉ ｏＣ ａＥ ｎ ｎ
Ｕｎｖ ｒｉ 。Ｃ ａ ｇｈ ｕ Ｊａ ｇ ｕ ２ ３ １ ） ｉｅｓ ｙ ｈ ｎ ｚ ｏ ，ｉｎ ｓ 。 １０ ６ ｔ
复合 使用 。 因此 ， 内外现在 均重 点开 发 和应用无 毒稳 国
＿； １ 另外 ， 热稳 定 剂 还 能使 制 品在 使 用 过 程 中 随着 Ｐ Ｃ 制品加工 生产 规模 的持续 增 长而 Ｖ
防止 热 、 和 氧 的破 坏作 用 。 光 造 成 的污染 环境 、 害等 问题 已经受 到世 界各 国 公
排水 等行业 。但 是 Ｐ Ｃ 有一 个 缺 点 ， 加 热 时 Ｖ 在
会 发 生 降解 ， 就 需 要在 Ｐ 这 ＶＣ加 工 中加 入 一些 热稳 定 剂 ， 一 定 时 间 内延 缓 或 阻 止这 种 降解 。 在
热稳 定 剂是 Ｐ ＶＣ加 工不 可 缺 少 的主 要 助 剂 之
一
物而 使制 品变 色 ， 以户 外产 品的使 用也 受到 限 所 制 。稀土 ， 必须 与铅盐 等其 他类 型 的稳 定剂
维普资讯
现 代 塑 料 加 工 应 用
PVC稳定剂的作用机理及用途
PVC稳定剂的作用机理及用途热稳定剂是PVC加工不可缺少的主要助剂之一，PVC热稳定剂使用的份数不多，但其作用是巨大的。
在PVC加工中使用热稳定剂可以保证PVC不容易降解，比较稳定。
PVC加工中常用的热稳定剂有碱式铅盐类稳定剂、金属皂类稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂、环氧化合物等。
PVC降解机制复杂, 不同稳定剂的作用机制也不相同，所达到的稳定效果也有所区别。
1. PVC的热降解机理PVC在100～150℃明显分解，紫外光、机械力、氧、臭氧、氯化氢以及一些活性金属盐和金属氧化物等都会大大加速PVC的分解。
PVC的热氧老化较复杂，一些文献报道将PVC的热降解过程分为两步。
（一）脱氯化氢：PVC聚合物分子链上脱去活泼的氯原子产生氯化氢，同时生成共轭多烯烃；（二）更长链的多烯烃和芳环的形成：随着降解的进一步进行，烯丙基上的氯原子极不稳定易脱去，生成更长链的共轭多烯烃，即所谓的“拉链式”脱氢，同时有少量的C-C键的断裂、环化，产生少量的芳香类化合物。
其中分解脱氯化氢是导致PVC 老化的主要原因。
关于PVC的降解机理比较复杂，没有统一的定论，研究者提出的主要有[4]自由基机理、离子机理和单分子机理。
2. PVC的热稳定机理在加工过程中，PVC的热分解对于其他的性质改变不大，主要是影响了成品的颜色，加入热稳定剂可以抑制产品的初期着色性。
当脱去的HCl质量分数达到0.1%，PVC的颜色就开始改变。
根据形成的共轭双键数目的不同，PVC会呈现不同种颜色（黄、橙、红、棕、黑）。
如果PVC热分解过程中有氧气存在的话，则将会有胶态炭、过氧化物、羰基和酯基化合物的生成。
但是在产品使用的长时间内，PVC的热降解对材料的性能影响很大，加入热稳定剂可以延迟PVC降解的时间或者降低PVC降解的程度。
在PVC加工的过程中加入热稳定剂可以抑制PVC的降解，那么热稳定剂的起到的主要作用有：通过取代不稳定的氯原子、吸收氯化氢、与不饱和部位发生加成反应等方式抑制PVC 分子的降解。