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塑料助剂基础知识:PVC热稳定剂(品种、应用等)

发布日期:2023/2/16 10:38:27 访问次数:211


一、简介
众所周知,PVC的热稳定性低。尽管如此,通过加入特殊的热稳定剂,PVC仍有
可能在高温下加工而不被损害。这是 PVC发展成为重要大宗塑料的主要原因之一。开
发和生产合适的热稳定剂从一开始就和 PVC的生产联系在一起,并且也是将来加工和
应用的先决条件。
在热塑性塑料加工的温度条件下,PVC会因脱氯化氢作用、自动氧化以及大分子链
受到机械剪切而遭到损害。这种降解是由这些同时发生的系列反应引起的,不过在细节
问题上还不清楚。
脱氯化氢作用是加工过程中的主要反应,它会导致变色增加。在降解过程中,物理
性能也在向着脆性增加的方向变化。
除了加工过程中的降解外,PVC也会受光和天候影响而老化。
通过加入特殊的热稳定剂,可以使 PVC易于加工,并在使用过程中保持性能,这
些稳定剂能抑制脱氯化氢和自动氧化 (预防型稳定作用),且能够消除已经造成的损害
(补救型稳定作用)。
根据对 PVC热损害的解释,可以推论出对热稳定剂有下列要求:热稳定剂必须能
够防止脱氯化氢反应,或者至少能阻滞这一反应 (预防型作用)。另外,稳定剂应能缩
短多烯序列和破坏碳正离子盐 (补救型作用)。
可以将稳定作用区分如下:
预防型 补救型
吸收氯化氢
向多烯序列加成
消除引发位
破坏碳正离子盐
防止自动氧化
为解决加工问题,当选择 PVC的稳定剂时,不仅必须考虑热稳定作用,而且还应
考虑很多其他因素。必须指出,PVC稳定剂对 PVC配料的加工性 (如流变性)可能有
不同的影响。
稳定剂的选择取决于 PVC配料的配方。增塑的配料由于加工温度较低,因此在加
工过程中所受的热损害一般要比硬 PVC小。此外,加工方式也起重要的作用,特别是
在加工硬 PVC时。在注射模塑工艺中,为了降低熔体粘度,必须采用高的加工温度。
在流化床涂布工艺中,由于温度更高,所以必须使用效率很高的热稳定剂。在快速旋转
压延机,以及薄壁型材或具有大表面的型材挤出中,对 PVC施加的热应力都是很高的。
热稳定剂的稳定化作用原理:
1)吸收、捕捉氯化氢,抑制氯化氢的催化降解作用。
2)置换聚氯乙烯结构中的不稳定氯原子 (叔碳位),抑制氯化氢脱除反应。
3)捕捉或螯合有害的金属氯化物,防止其对聚氯乙烯的催化降解作用,同时使并
用的稳定剂再生。
4)捕获游离基,抑制氧化反应。
理想的热稳定剂应具有以下特点:
1)热稳定效能优异,与其他添加剂具有协同效应。
2)与聚氯乙烯树脂相容性好,挥发性小,不升华,不迁移或低迁移,不喷霜或低
喷霜,耐抽提性好。
3)有适当润滑性,易加工。
4)与其他添加剂无不良反应,不被硫、铜污染。
5)无毒、无臭、不污染。
6)价格低廉。
热稳定剂的发展动向如下:
1)无 (低)尘化、无铅化复合热稳定剂所占比重将逐渐上升。
2)金属皂 (盐)类稳定剂适用性强,钡/锌、钙/锌类所占比例上升,镉类下降。
3)有机锡和有机锑类热稳定剂发展很快。
4)稀土稳定剂独具中国特色,初显规模。
二、主要品种与性能
(一)无机铅盐和有机铅盐稳定剂
1.三碱式硫酸铅 (三盐基硫酸铅)
性质 白色粉末,味甜。相对分子质量 990.87,熔点 820℃,相对密度 7.10,折射
率 2.1,不溶于于,部分溶于乙酸,能溶于硝酸、热浓盐酸、乙酸铵、乙酸钠溶液和碱
类,无可燃性和腐蚀性,易吸湿,在阳光照射下会变黄。
质量指标 (HG/T2340—2005)见表 2-16。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,应用十分广泛。本品吸收氯化氢的能
力强、热稳定性优异,有持久稳定效果,电绝缘性能优良,加工性能好,不透明,遇硫
产生硫化物污染。本品无润滑性,配方中应加入润滑剂。本品与二碱式硬脂酸铅、硬脂
酸钡、硬脂酸钙并用,可改善润滑性能;与二碱式亚磷酸铅并用,可提高耐候性;与镉
皂并用,可改进加工初期着色性。本品主要用于不透明的聚氯乙烯硬板、硬管、注塑品
以及软质制品电缆料、人造革等,一般用量为 0.5~5份或更多。不同制品的参考用量:
电缆料 6~8份,非电气用挤出制品 5份、压延料 4~5份、硬质制品 2~5份 (与 2份
二碱式硬脂酸铅并用)、唱片料 2份与 1份二碱式硬脂酸铅并用。
表 2-16 三碱式硫酸铅的质量指标
指 标 名 称
优等品
一等品
合格品
外观
白色粉末无明显机
械杂质
白色粉末无明显机
械杂质
白色至微黄色粉末无明显
机械杂质
铅含量(以 PbO计)(%)
88.0~99.0
88.0~90.0
87.5~90.5
三氧化硫(SO3)含量(%)
7.5~8.5
7.5~8.5
7.0~9.0
加热减量(%)
0.30
0.40
0.60
筛余物(0.075mm)(%)
0.30
0.40
0.80
注:表中所列数据均为质量分数。
2.二碱式亚磷酸铅 (二盐基亚磷酸铅)
性质 白色细粉末,味甜。相对分子质量 742.59,密度为 6.94g/cm3 ,折射率
2.25,溶于盐酸、硝酸,不溶于水和有机溶剂,200℃左右变成灰黑色,450℃左右变成
黄色,不稳定,能自行分解,遇硫化氢变黑。
质量指标 (HG/T2339—2005)见表 2-17。
表 2-17 二碱式亚磷酸铅的质量指标
指 标 名 称
优等品
一等品
合格品
外观
白色粉末无明显机
械杂质
白色粉末无明显机
械杂质
白色至微黄色粉末无明显
机械杂质
铅含量(以 PbO计)(%)
89.0~91.0
89.0~91.0
88.5~91.5
亚磷酸(H3PO3)含量(%)
10.0~12.0
10.0~12.0
9.0~12.0
加热减量(%)
0.30
0.40
0.60
筛余物(0.075mm)(%)
0.30
0.40
0.80
注:表中所列数据均为质量分数。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂。本品是酸接受体,具有抗氧化、屏蔽
紫外线等效能,耐候性优异,热稳定性、电绝缘性良好,初期着色性小,制品表面洁
白,与三碱式硫酸铅、二碱式硬脂酸铅并用有协同效应。本品与三碱式硫酸铅比较,耐
光性更优,热稳定性略逊,主要用于聚氯乙烯软质和硬质制品,特别是户外用电缆、建
筑材料、板材、管材等。本品对氯化石蜡也有稳定效果。本品一般用量为 0.1% ~2%,
用量过大容易起泡。本品缺乏润滑性,应与有润滑作用的金属皂类稳定剂并用。
3.碱式磺基亚磷酸铅复合物
性质 白色细粉末。密度 6.9g/cm3 ,氧化铅含量 86.2%,细度 (325目通过)
99.75%。
用法及应用特点 本品是酸接受体,又能屏蔽紫外线,可作为聚氯乙烯的高效热、
光稳定剂。
4.碱式碳酸铅
性质 白色粉末。纯品含碳酸铅 68.9% (质量分数),工业品含碳酸铅 62% ~80%
(质量分数)。相对分子质量 775.63,熔点 400℃ (分解),密度 6.75g/cm3 ,200℃以上
失去结晶水,有效氧化铅含量约 28.8%,水分 <0.1%,筛余物 (300目) 约 0.5%,
易吸湿,溶于乙酸和硝酸,不溶于水和乙醇,无爆炸和着火危险。
用法及应用特点 本品是最早应用于聚氯乙烯的热稳定剂之一,成本低,在有磷酸
酯增塑剂存在的条件下,能提高光稳定性,主要用于电绝缘制品,如电线和电缆的包
皮、阻燃电线电缆等,还可作为颜料用于不透明制品,用量可达 8%。本品的缺点是与
氯化氢反应分解出二氧化碳,导致材料内部出现气泡。
5.硅酸铅
性质 白色粉末。相对分子质量 283.28,硅酸铅含量 >96%,硝酸铅 (钠)含量
<0.05%,氯化物含量 <0.01%,铁含量 <0.01%,不溶于水和乙醇,微溶于强酸。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,还可作聚酰胺、聚碳酸酯的热稳定
剂,热稳定效能较低,但透明性、光稳定性和电绝缘性良好,着色鲜艳,一般用量为
0.5% ~3%。本品也可用作颜料和填料,用量可达 10% ~15%。
6.氯硅酸铅复合物
性质 白色细粉末,不溶于水和一般溶剂。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,有良好的热稳定性和分散性,主要用
于电缆料。
7.正硅酸铅/硅胶共沉淀物
性质 白色粉末。密度 3.0~4.1g/cm3 ,折射率 1.58~1.67,铅含量 43% ~64%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,热稳定性中等,电绝缘性和印刷性
好,手感、低温柔韧性和颜色稳定性亦较好,折射率小,在铅稳定剂中是唯一有透明性
的产品,但有吸湿性,适于与磷酸酯类增塑剂配合使用。本品性能随着产品中 SiO2 含
量的不同而变化,SiO2含量增加,可使透明性、手感和颜色稳定性提高,但热稳定性和
吸湿性下降。
8.碱式硅酸铅/硫酸铅共沉淀物
性质 白色粉末。密度 5.55g/cm3 ,氧化铅含量 68%,反应性氧化铅含量 45.5%,
吸湿性较大。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,电绝缘性优良,价格低廉,主要用于
电缆料,一般用量 4% ~7%。
9.氯代邻苯二甲酸硅酸铅
性质 白色粉末。密度 4.15g/cm3 ,氧化铅含量 55.6%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,适用于 60~80℃使用的电线电缆制
品。
10.碱式硫酸铅/邻苯二甲酸铅
性质 白色细粉末。密度 5.36g/cm3 ,氧化铅含量 83.7%,细度 (325目通过)
99.75%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,结合了硫酸铅和邻苯二甲酸铅两种稳
定剂的优点,综合性能均衡,热稳定性和电绝缘性优良,主要用于电线和电缆包覆,可
使制品在 60℃、80℃、90℃和 105℃下都能保持良好的颜色稳定性和力学性能。
11.二碱式硬脂酸铅
性质 白色粉末。相对分子质量 1220.55,密度 2.15g/cm3 ,熔点 >280℃,折射率
1.60,铅含量 51.5% ±1.5%,水分 <0.3%,筛余物 (200目) <1%,不溶于水,溶
于乙醇,无可燃性与腐蚀性。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,其热稳定效能超过硬脂酸铅,有优良
的润滑性、耐水性和电绝缘性,与三碱式硫酸铅、二碱式亚磷酸铅等铅盐稳定剂并用可
改善加工流动性,且无喷霜之弊。本品适用于聚氯乙烯硬质和软质制品,一般用量如
下:硬质料 1~2份、软质料 0.5~1份、电绝缘料 0.5~1份、唱片料 0.75~1.5份。本
品的缺点是硫化物污染性比较严重,初期着色性较大 (与镉皂配合可以改善)。
12.二碱式邻苯二甲酸铅
性质 白色细微结晶粉末。相对分子质量 817.72,密度 4.5g/cm3 ,折射率 1.60,
氧化铅含量 80% ~83%,水分 <1%,筛余物 (15目) <0.5%,不溶于水和普通溶剂,
溶于硝酸和乙酸。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,吸收氯化氢能力强,且有吸收紫外线
作用,热稳定性和光稳定性均优,电绝缘性优异,被认为是 90℃和 105℃等级电缆料的
标准稳定剂。本品与各种增塑剂的反应性小,对氯化石蜡的稳定效能仅次于二碱式亚磷
酸铅,与邻苯二甲酸酯类增塑剂配合,加工性能非常好。本品适用于高温电缆料、泡沫
制品和压延制品。在聚氯乙烯软质泡沫塑料中效果尤佳,与偶氮二甲酰胺发泡剂配合使
用时,初期发泡率小,在 200℃左右发泡率激增,泡沫稳定性好,可有效地制得压出发
泡制品。本品在着色增塑糊制品中有良好的色调保持性,一般用量为 0.2~3份,个别
场合可高达 15份。本品在不同制品中的参考用量:电缆料 7份、其他挤塑和压延制品
约 5份、泡沫塑料 3~7份。本品缺乏润滑性,应加适当润滑剂。本品为弱酸盐,其碱
式盐部分易碳酸化,储存时应注意。
13.三碱式马来酸铅
性质 微黄色粉末。相对分子质量 1008.87,密度 6.0g/cm3 ,折射率 2.1,氧化铅
含量 88% ±1.5%,马来酸含量 9.5% ±0.1%,水分 <1%,筛余物(200目) <0.5%,
无可燃性和腐蚀性。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,具有酸接受体和屏蔽紫外线两种功
能。本品结构中含有共轭双键,可与聚氯乙烯树脂脱氯化氢后形成的共轭多烯结构发生
双烯加成反应,可抑制着色。本品还可作为氯磺化聚乙烯橡胶的硫化剂和稳定剂。
14.四碱式富马酸铅
性质 白色细粉末。密度 6.54g/cm3 ,氧化铅含量 90%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂和氯磺化聚乙烯的交联剂。
15.水杨酸铅
性质 乳白色或微红色粉末,相对分子质量 481.43,密度 2.36g/cm3 ,折射率
1.78,氧化铅含量 46.8%,水分 0.5%,细度 (240目通过)98%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯光、热稳定剂和铁离子螯合剂,因分子结构中含
有水杨酸基团,具有防止氧化和吸收紫外线的作用。本品光稳定性不如二碱式亚磷酸
铅,热稳定性也不如三碱式硫酸铅等几种铅盐,适用于石棉填充的聚氯乙烯建筑材料
(如屋面料),一般用量为石棉的 5%。本品与磷酸三甲苯酯增塑剂并用,稳定效果特别
显著。
(二)金属皂和金属盐稳定剂
1.硬脂酸锂
性质 白色细粉末。相对分子质量 290.42,熔点 220~221.5℃,锂含量 2.4%,氧
化锂含量 5.3% ~5.6%,游离酸含量 0.2%,水分 0.3%,细度 (<74μm)>99%,
18℃时的溶解度:水 0.09g/100mL溶剂、乙醇 0.04g/100mL溶剂、乙醚 0.04g/100mL
溶剂。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,适用于透明制品,可与邻苯二甲酸酯
类、磷酸酯类增塑剂配合使用,制品不发生白雾,薄膜透明性好。本品较易溶于酮类,
对压花操作影响较小,可作钡皂、铅皂和镉皂的无毒取代品。
2.硬脂酸钠
性质 相对分子质量 306.46。
用法及应用特点 本品为硬质聚氯乙烯的热稳定剂和润滑剂。
3.硬脂酸镁
性质 白色细粉末。相对分子质量 591.25,熔点 144~148℃,密度 1.07g/cm3 ,镁
含量 4.1%,氧化镁含量 6.8% ~8%,游离酸 (硬脂酸)含量 <3%,水分 4%,细度
(325目通过)99%,微溶于水 (室温,77~79mg/L),溶于热的乙醇,遇强酸分解为
硬脂酸和相应的镁盐。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,稳定效能及其他性能与硬脂酸钙类
似,可与锌皂或钙皂配合用于食品包装材料,但应用不广泛。
4.硬脂酸钙
性质 白色细粉末。相对分子质量 607.03,密度 1.08g/cm3 ,熔点 148~155℃,不
溶于水,微溶于热的乙醇和乙醚,溶于热的苯、甲苯和松节油,与强酸反应分解为硬脂
酸和相应的钙盐,在空气中有吸水性,高温分解生成硬脂酮和烃。
质量指标 (HG/T2424—1993)见表 2-18。
表 2-18 硬脂酸钙的质量指标
指 标 名 称
优等品
一等品
合格品
钙含量(%)
6.5±0.5
6.5±0.6
6.5±0.7
游离酸(以硬脂酸计)(%)
0.5
0.5
0.5
加热减量(%)
2.0
3.0
3.0
熔点/℃
149~155
≥140
≥125
细度(通过 0.075mm筛)(%) ≥
99.5
99.0
99.0
表观密度/(g/cm3)
0.2
注:表中的百分数均为质量分数。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,热稳定性能一般,不及硬脂酸钡、硬
脂酸铅、硬脂酸锡和硬脂酸镉,有显著的初期着色性,但长期热稳定性尚好。本品与锌
皂和环氧化合物并用有协同效应,可提高热稳定性。本品有优良的润滑性和加工性,无
硫化污染,价廉易得,常用于食品包装薄膜、医疗器具等要求无毒的软质制品,以及电
缆料和 PVC塑料糊等。本品在硬质制品中与碱性铅盐和铅皂并用,可缩短凝胶时间。
本品也可作为聚乙烯、聚丙烯的卤素吸收剂,可消除残留催化剂对树脂颜色和稳定
性的不良影响。本品还广泛用作聚烯烃、聚酯增强塑料、酚醛树脂、氨基树脂等塑料的
润滑剂和脱模剂,以及润滑脂的增厚剂、纺织品的防水剂、油漆的平光剂。
5.硬脂酸钡
性质 白 色 细 粉 末。相 对 分 子 质 量 704.28,密 度 1.145g/cm3 ,熔 点 >220℃
(225℃分解),不溶于水和乙醇,溶于苯、甲苯和其他非极性溶剂,在有机溶剂中加热
溶解后遇冷变成胶状物,遇强酸分解为硬脂酸和相应的钡盐,在空气中有吸水性。
质量指标 (HG2338—1992)见表 2-19。
表 2-19 硬脂酸钡的质量指标
指 标 名 称
优等品
一等品
合格品
钡含量(%)
20.0±0.4
20.0±0.7
20.0±1.5
游离酸(以硬脂酸计)(%)
0.5
0.8
1.0
加热减量(%)
0.5
0.5
1.0
熔点/℃
210
205
200
细度(通过 0.075mm筛)(%) ≥
99.5
99.5
99.0
注:表中的百分数均为质量分数。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,在所有的碱土金属硬脂酸盐中,其长
期热稳定性最佳。本品与镉皂、锌皂或环氧化合物并用有很好的协同效应,防止早期着
色,制品透明。本品无硫化污染,与少量铅类稳定剂并用能改善制品的电性能,主要用
于透明薄膜、薄片、人造革、硬质板材和管件等,一般用量为 0.1% ~2%。在一般软
质制品中,本品常与镉皂、镉/锌皂或镉/铅皂类配合;在耐硫化人造革配方中常与锌皂
并用;在管材和电缆料中常与碱式铅盐和铅皂配合;在波纹板中,常与镉皂、铅皂及碱
式铅盐配合。本品润滑性好,除在聚氯乙烯加工中同时起润滑剂作用外,还可作耐高温
脱模剂和机械用高温润滑剂。本品压析性差,用量过大时有离析结垢现象。
6.硬脂酸锌
性质 白色细粉末,微具特殊气味。相对分子质量 632.33,熔点 118~125℃,密
度 1.095g/cm3 ,锌含量 9.5% ~11.5%,氧化锌含量 12.5% ~14.0%,游离酸 (硬脂
酸)含量 <2%,水分 <1%,灰分 13.5% ~15%,加热损失 (105℃)<1%,细度
(325目通过) >99%,不溶于水、乙醇和乙醚,溶于酸,在有机溶剂中加热溶解后遇
冷成为胶状物,遇强酸分解为硬脂酸和相应的锌盐,在干燥条件下有火险性,自燃点
900℃。本品粉尘与空气的混合物有爆炸危险性,最低爆炸极限为 11.6g/m3 。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,但热稳定效能有限,可抑制初期着色
性,没有硫化污染 (锌与硫反应生成的硫化锌呈白色),润滑性好,可改善离析结垢性。
使用本品时,要注意用量适当 (一般用量为 0.1% ~1%),用量稍多时对聚氯乙烯反而有
催化降解作用,经过一段时间受热后会使制品显著变色,甚至很快变黑,即所谓 “锌烧”,
故一般不单独使用,多与钙皂、铅皂、钡皂、镉皂等其他热稳定剂并用。在配方中与环氧
化合物或亚磷酸酯并用时,可适当提高本品的用量。亚磷酸酯是螯合剂,对 “锌烧”有一
定抑制作用。本品主要用于软质制品。因润滑性好,还可作为聚苯乙烯、ABS树脂以及酚
醛树脂、氨基树脂等多种热塑性塑料、热固性塑料的润滑剂和脱模剂。
7.硬酯酸镉
性质 白色或微黄色细粉末。相对分子质量 679.36,熔点 103~110℃,密度
1.28g/cm3 ,不溶于水,微溶于热的苯和松节油,溶于热的乙醇、在有机溶剂中加热溶
解后遇冷成为胶状物,遇强酸分解成硬脂酸和相应的镉盐。
质量指标见表 2-20。
表 2-20 硬脂酸镉的质量指标
指 标 名 称
一等品
合格品
镉含量(%)
16.5~18
16.5~18
游离酸(以硬脂酸计)(%)
<0.5
<1.0
水分(%)
<1.0
<1.0
熔点/℃
102~108
90~106
细度(140目,通过)(%)
>99.5
>99.5
注:表中的百分数均为质量分数。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,在抑制着色性、光稳定性和透明性方
面是皂类稳定剂中最好的品种,主要用于软质透明制品,如薄膜、薄片、软管、人造革
等。在软质制品中,本品常与钡皂、钡/锌皂或钡/铅皂配合,若再与环氧化合物及亚磷
酸酯配合使用,可进一步提高耐热稳定性和耐候性。在硬质制品中与铅类稳定剂配合可
改善加工性。本品一般用量为 0.1% ~1%,用量大时易离析结垢,有硫化污染。
8.硬脂酸铝
性质 白色细粉末。相对分子质量 877.41,不溶于水,微溶于乙醇,溶于石油醚、
碱水溶液和松节油等。
质量指标见表 2-21。
表 2-21 硬脂酸铝的质量指标
指 标 名 称
一等品
合格品
镉含量(%)
9.0~11.0
9.0~11.0
游离酸(以硬脂酸计)(%)
<4.0
<4.0
水分(%)
<2.0
<3.0
熔点/℃
>150
>150
细度(140目,通过)(%)
>99.5
>99.0
注:表中的百分数均为质量分数。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂和润滑剂,性能与硬脂酸锌类似。
9.硬脂酸亚锡
性质 白色细粉末。相对分子质量 678.64,熔点 103~108℃,密度 1.09g/cm3 ,锡
含量 17.0% ~18.0%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯的辅助稳定剂和润滑剂,其初期着色性、光稳定
性、润滑性良好,压析性优良,但不耐硫化污染,适用于硬质制品和软质制品,一般用
量 0.1~0.2份。
10.硬脂酸铅
性质 白色细粉末。相对分子质量 774.15,熔点 104~109℃,密度 1.37g/cm3
(25℃),不溶于水,微溶于松节油、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等,溶于
热的乙醇和乙醚,在有机溶剂中加热溶解后遇冷变成胶状物,遇强酸分解为硬脂酸和相
应的铅盐,在空气中有吸湿性。
质量指标 (HG2337—1992)见表 2-22。
表 2-22 硬脂酸铅的质量指标
指 标 名 称
优等品
一等品
合格品
铅含量(%)
27.5±0.5
27.5±10
27.5±1.5
游离酸(以硬脂酸计)(%)
0.8
1.0
1.5
加热减量(%)
<0.30
<1.0
<1.7
熔点/℃
103~110
100~110
98~110
细度(通过 0.075mm筛)(%) ≥
99.0
98.0
95.0
注:表中的百分数均为质量分数。
用法及应用特点 本品可用作聚氯乙烯热稳定剂和润滑剂,热稳定效能比硬脂酸钙
好,并有较好的光稳定性,与镉皂、钡皂或有机锡化合物并用有良好的协同效应。但本
品易受硫化污染,用量大时易喷霜,而且透明性差 (用量在 0.7~0.8份以上即不透
明),在加工过程中与树脂析出的氯化氢反应生成的氯化铅也会影响制品的透明性,故
本品主要用于各种不透明的硬质和软质制品,特别适用于电缆料,使制品有优良的电性
能,一般用量为 0.5~2份。本品还可用作润滑油的增厚剂和油漆的平光剂。
11.月桂酸钙
性质 白色细粉末。相对分子质量 438.71,熔点 152~158℃。
用法及应用特点 聚氯乙烯热稳定剂。其稳定效能与硬脂酸钙类似,热稳定性、透
明性、热合性、印刷性良好,耐硫化污染,润滑性亦好,与锌盐或环氧化合物配合有协
同效应。
12.月桂酸镉
性质 白色细粉末。熔点 94~102℃,密度 1.23g/cm3 ,镉含量 21.5% ±0.5%,水
分 <1.0%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,稳定效能与硬脂酸镉十分类似,而印
刷性、热合性和喷霜性均优于硬脂酸镉,与钡皂、马来酸锡、环氧化合物、亚磷酸酯等
有协同效应。本品易硫化污染,透明性、耐候性和加工性良好,初期着色性小,一般不
单独使用。用本品代替硬脂酸镉,用量可以减少 20%。
13.蓖麻油酸钙
性质 淡黄色粉末。相对分子质量 635.00,熔点 74~82℃,钙含量 6.0% ~6.5%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,稳定效能及其他性能与硬脂酸钙类
似,但抗氧性与耐候性优良,一般用量为 3份,最好与环氧化油稳定剂并用。
14.蓖麻油酸镉
性质 白 色 粉 末。相 对 分 子 质 量 660.30,熔 点 90~104℃,镉 含 量 15.5% ~
16.5%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,可抑制初期着色性,压析性优良,耐
光性在金属盐中最佳,印刷性和热合性亦好,与其他金属稳定剂、环氧化合物、螯合剂
配合有优良的协同效应。本品润滑性不及硬脂酸镉,易硫化污染,价格昂贵。
15.2-乙基己酸钡
性质 微黄色黏性固体。相对分子质量 423.74,钡含量 31.5% ~32.5%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,具有良好的热合性和印刷性。
16.2-乙基己酸铅
性质 淡黄褐色黏稠液体。相对分子质量 493.61。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,热合性和印刷性优良,润滑性小。
17.苯甲酸钙
性质 白 色 细 粉 末。相 对 分 子 质 量 282.31,熔 点 190℃,钙 含 量 13.45% ~
14.05%,酸值 <4mgKOH/g,细度 (200目筛余物) <0.5%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,适用于无毒的软质、半硬质制品,如
食品包装材料、儿童玩具、医疗器械等,一般用量 0.5~2份。
18.苯甲酸锌
性质 白色细粉末。相对分子质量 307.61,熔点 118℃,表观密度 0.501g/cm3 ,锌
含量 20.80% ~22.00%,酸值 <11mgKOH/g,细度 (200目筛余物) <0.5。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,与树脂相容性好,常作为液体复合稳
定剂主要组分之一,用于软质制品,如儿童玩具、包装用软质薄膜、软质管材、片材
等,一般用量 0.1~1份。
(三)有机锡稳定剂
1.马来酸二丁基锡
性质 白色粉末。相对分子质量 346.98,熔点 101~105℃(或 108~113℃、130℃,
与聚合度不同有关),锡含量 33% ~34%,加热减量 <4%,微溶于苯、甲苯。有吸湿
性和催泪性。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,热稳定性、耐候性、透明性优良,主
要用于聚氯乙烯硬质透明制品作主稳定剂,可防止初期着色,长期热稳定性突出,颜色
保持性好,不会降低硬质制品的软化点和冲击强度,一般用量为 0.5% ~2%。本品与
钡皂和镉皂并用有协同效应;与二月桂酸二丁基锡并用,可进一步提高透明性和热稳定
性;与环氧化合物并用可降低催泪性。本品缺乏润滑性,需与润滑剂并用;有挥发性,
加工时有时会起泡;在加热生成的氯化氢作用下,会转位成为富马酸盐,与树脂相容性
差,易喷霜。在软质配方中,由于喷霜严重,本品用量需在 0.5份以下,或用月桂酸马
来酸二丁基锡。为改进上述缺点,发展了许多改性品种,仍统称马来酸二丁基锡。
2.二月桂酸二丁基锡
性质 无色或淡黄色透明液体。相对分子质量 631.55,凝固点 16~23℃,相对密
度 1.025~1.065(24℃),折射率 1.468~1.470(25℃),粘度 50mPa·s(25℃),色度
(碘) <5号,锡含量 18.5% ~19.5%,水分 <0.4%,加热减量 <1.0%,溶于各种工
业用增塑剂和乙酸乙酯、氯仿、四氯化碳、苯、乙醇、石油醚等大多数普通溶剂,不溶
于水,但乳化后易被水解。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,是有机锡稳定剂中使用最早的品种,
热稳定性虽不及马来酸二丁基锡,但有良好的润滑性、透明性、耐候性、与增塑剂的相
容性,不喷霜,无硫化污染,对热合性和印刷性无不良影响,与硬脂酸镉、硬脂酸钡等
金属皂或环氧化合物并用有协同效应。由于本品常温下为液体,在塑料中的捏合分散性
比固体稳定剂好。本品主要用于软质透明制品或半软质制品,一般用量为 1% ~2%。
在硬质制品中,本品可作为润滑剂,与马来酸有机锡或硫酸系有机锡并用,能改善流动
性。与其他有机锡相比,本品初期着色性较大,易发黄变色。本品还可用作制造聚氨酯
泡沫塑料的催化剂、硅橡胶的熟化剂等。
3.月桂酸马来酸二丁基锡
性质 淡黄色油状透明液体。相对分子质量 978.53,凝固点 <-45℃,相对密度
1.05,折射率 1.483(25℃),粘度 3×10-2 Pa·s(30℃),加热减量 <1.3%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,可抑制初期着色性,耐候性、压析性
和加工性优良,长期热稳定性好,无硫化污染,但喷霜渗出性较差,主要用于人造革、
薄膜、片材等软质和半硬质制品。本品储存稳定性较差,易析出固体,添加增塑剂可以
改善。
4.马来酸二正辛基锡
性质 白色或灰白色粉末。相对分子质量 459.19(低聚物为 904.39或 1356.58),
熔点 87~105℃,密度 1.33g/cm3 ,锡含量 25.2% ~26.6%,皂化值 225mgKOH/g,溶于
苯、乙醇和丙酮,不溶于水。同马来酸二丁基锡一样,本品也有液体改性品种,其物化
性质也有不同。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,具有优良的防止初期着色性、长期热
稳定性、光稳定性、透明性及加工性,与硫酸类二正辛基锡并用有协同效应,特别适用
于硬质透明制品,不降低制品软化点和冲击强度。本品气味小,无硫化污染,一般用量
为 0.5% ~3%。
5.二月桂酸二正辛基锡
性质 无色或黄色油状液体。相对分子质量 743.76,熔点 16.5℃,相对密度 1.01
~1.02(25℃),折射率 1.46~1.47(25℃),粘度 <6×102 Pa·s(30℃),易溶于苯、
甲苯、醚和其他有机溶剂。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,与二月桂酸二丁基锡十分类似,具有
优良的耐候性、压析性、耐硫化污染性及良好的热稳定性、透明性,但润滑性、低毒性
更优,适用于聚氯乙烯透明制品。在硬质制品中,本品与含硫的辛基锡或马来酸辛基锡
并用时,具有优良的热稳定性和润滑性。在软质制品中,本品与含硫的辛基锡或钙、锌
类稳定剂并用有协同效应。
6.S,S′-双 (巯基乙酸异辛酯)二正辛基锡
性质 淡黄色透明油状液体。相对分子质量 751.78,相对密度 1.055~1.075
(30℃),折射率 1.49~1.50(30℃),凝固点 <-35℃,闪点 (开杯法) >90℃,锡含
量 15.1% ~16.4%,硫含量 8.1% ~8.9%,分解温度约 200℃,粘度 <9×10-2 Pa·s
(30℃),溶于酯、醚、酮、醇、脂肪烃、芳香烃和氯代烃等有机溶剂,也可与大多数
增塑剂混溶,不溶于水。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,有出色的热稳定性和优良的加工适应
性、透明性、压析性,初期着色性小,印刷性、喷霜渗出性好,适用于硬质和软质制
品,如板材、管材、薄膜以及各种包装容器等。本品含有较大量的酯基,与树脂的相容
性好,有一定的增塑作用,容易加工。在捏合过程中无需溶剂或稀释剂,故制品光泽宜
人,耐抽出性和化学稳定性好。本品缺点是:无润滑性,配方中应加入适当的润滑剂;
耐候性较差;有臭味;不能与铅类或镉类稳定剂并用,以免与铅、镉反应产生硫化物污
染。本品一般用量为 1~3份。
7.双 (巯基乙酸异辛酯)二 (β-丁氧羰基乙基)锡
性质 无色透明油状液体。相对分子质量 784,相对密度 1.09~1.12(25℃),锡
含量 12%,不溶于水,溶于部分有机溶剂。
用法及应用特点 本品系 PVC用新型有机锡热稳定剂,与树脂具有良好的相容性,
适用于各种软质、硬质透明制品,尤其在食品包装用硬质 PVC透明片材、饮料瓶等制
品加工中的稳定效果可与辛基硫醇锡 (如 8831)媲美,而配合成本降低 20%左右。本
品一般在软质制品中的推荐用量为 1份 (phr),硬质制品中的推荐用量为 2~3份
(phr)。与其他硫醇锡产品一样,本品有硫酸异味。本品与 Pb、Cd稳定剂配合存在硫
化污染问题,不宜在户外制品中使用。
8.双十二烷基硫醇二丁基锡
性质 淡黄色透明液体。相对分子质量 635.70,相对密度 0.995(20℃),折射率
1.496(25℃),粘度 1.9×10-2Pa·s(25℃),锡含量 17.1% ~18.1%,氯含量 <
1.0%,硫含量 9.3% ~10.3%,色度 (加德纳)2号以下,不溶于水,微溶于低碳醇,
微溶于高级醇和其他有机溶剂,能与大多数增塑剂混溶。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,是最早发展的硫醇有机锡稳定剂之
一,热稳定效能高,透明性好,价格低廉,且润滑性、热合性和印刷性良好,适用于软
质、硬质制品,主要用于硬质透明制品、饮水管等。本品可以与冲击改性剂、磷酸酯增
塑剂以及其他有机锡稳定剂配合使用。本品缺点是光稳定性较差,易变黄;不能与含铅
的稳定剂、颜料等并用,也不能用铜模具,以免产生铅、镉的硫化污染。
9.双 (马来酸单丁酯)二正丁基锡
性质 浅黄色透明液体。相对分子质量 517.47,相对密度 1.26(20℃),折射率
1.493(20℃),粘度 500mPa·s(20℃),不溶于水,与聚氯乙烯相容性好。
用法及应用特点 本品为透明 PVC制品的热稳定剂,具有优良的热稳定性、耐候
性、透明性和防止着色性,催泪性较小,凝胶时间短,无硫化污染性,主要用于硬质透
明板、薄膜、薄板、注塑制品及中空成型制品,用量 2.0~2.4份。
10.双 (马来酸单辛酯)二正丁基锡
性质 浅黄色透明油状液体。相对分子质量 687.48,色泽 (APHA) <500,锡含
量 16.5% ~18.5%,水分 <0.4%,皂化值 280~350mgKOH/g,溶于甲苯、二甲苯等有
机溶剂。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯的热稳定剂,具有优良的长期热稳定性和耐候
性,能改善初期着色,促进凝胶化。
11.双 (马来酸单丁酯)二正辛基锡
性质 油状液体。相对分子质量 687.48,相对密度 1.15(20℃),折射率 1.485
(20℃),锡含量 16% ~18%,粘度 <0.25Pa·s(20℃)。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,具有优良的透明性和光稳定性。
12.聚锡二醇二月桂酸酯
性质 淡黄色透明液体。相对密度 0.99~1.05(25℃),折射率 1.47(25℃)。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,具有优良的热稳定性、光稳定性、透
明性和润滑性,加工性、电绝缘性亦好,可与镉/钡皂或其他有机锡稳定剂并用,适用
于薄膜、管材、板材等软质和硬质制品。
13.聚锡二醇月桂酸-马来酸酯
性质 浅黄色液体。相对密度 1.05(25℃),折射率 1.48(25℃)。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,具有良好的热和光稳定性、透明性、
润滑性,几乎无初期着色性,适用于人造革、硬质透明制品等。
14.聚锡二醇醚酯
性质 浅黄色透明液体。相对密度 1.05(25℃),折射率 1.48(25℃)。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,具有优良的热稳定性、透明性和耐候
性,凝胶温度低,加工性能好。本品与少量液体钡、镉稳定剂配合,可进一步改善热稳
定性和透明性。本品在硬质制品中一般用量为 0.5~1份,半硬质和软质制品为 0.2~
0.3份。
15.聚合型有机锡硫醇化合物
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,具有突出的热稳定性,可在 200℃以
上的高温下加工,透明性、耐候性良好,无臭味,无硫化污染,适用于硬质制品和软质
制品,也可作为氯乙烯共聚物、聚氯乙烯与其他聚合物的共混物等的热稳定剂。
16.二甲基二巯基乙酸异辛酯锡
性质 浅黄色油状液体,不溶于水,易溶于醚类和芳烃类有机溶剂。色度 (Pt-Co)
<300,相对密度 1.17~1.19(20℃),粘度 0.02~0.08mPa· s(25℃),锡含量 >
19.0%,硫含量 1.0% ~12.0%。
用法及应用特点 本品具有良好的初期着色性,显著的长期加工热稳定性,卓越的
二次加工热稳定性,较低的气味,适用于任何注射成型,用于 PVC建材时有卓越的户
外耐候性,特别适用于 PBC透明硬片、瓶料粒子、热收缩膜、上水管及管件、异型材
和塑钢门窗等制品,也可用于 PBC半硬质及软质制品,一般用量为 1.0~1.5份。本品
不能与含铅、含镉的助剂混用。
(四)复合稳定剂
1.固体钙/锌复合稳定剂
性质 白色粉末或片状。熔点 90~123℃,粒度 (200目筛余物)<0.5%,钙含量
4.5% ~5.0%,锌含量 3.7% ~4.2%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,用于食品包装袋、糖果扭结膜、医用
输血管和输液管、药品瓶等软质聚氯乙烯制品,一般用量 0.5~2份。
2.固体钡/锌复合稳定剂
性质 白色粉末。粒度 (200目筛余物) <0.5%,钡含量 7.75% ~8.85%,锌含
量 3.10% ~3.60%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,用于聚氯乙烯地板革、地板砖等铺地
材料,一般用量 0.5~3份。
3.固体钡/镉复合稳定剂
性质 白色粉末。钡含量 9.60% ~11.90%,镉含量 14.20% ~15.90%,酸值 <
5mgKOH/g,粒度 (200目筛余物) <0.5%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,具有优良的热、光稳定性,初期着色
性小,透明性好,与环氧化合物并用有协同作用,可用于门、窗异型材、楼梯扶手和下
水管等聚氯乙烯硬质制品,一般用量 0.5~2份。
4.肉豆蔻酸钡/镉共沉淀物
性质 白色细微粉末。密度 1.18g/cm3 。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,有良好的热、光稳定性和润滑性,与
亚磷酸酯螯合剂并用有协同效应,适用于软质和半硬质制品、泡沫制品、唱片和贴面板
等。
5.低粉尘复合铅盐稳定剂
性质 白色至浅灰白色流沙性细颗粒,不溶于水,无腐蚀性。铅含量 (以 PbO计)
79% ±4%,水分 <1%,粒度 (通过 10目筛) >99.5%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯通用型热稳定剂,具有优良的热稳定性和电绝缘
性。本品与三碱式硫酸铅相比,具有低粉尘、易分散、可润滑等特点,能延长热稳定时
间、减少润滑剂用量,力学性能和外观更优,适用于软质、硬质聚氯乙烯制品,如板
材、管材、异型材和电缆料等,一般用量为 4~7份。
6.铅基复合热稳定剂
性质 白色粉状。表观密度 1.4~1.8g/mL,铅含量约 27%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,具有优良的热稳定性及加工性能,主
要用于管材的挤出生产,还可用于不透明 PVC膜、人造革、彩色片材等的制造,一般
用量 2.5~3份。
7.固体钡/镉/锌/铅复合稳定剂
用法及应用特点 本品为颗粒状钡/镉/锌/铅复合物,具有热稳定性好、初期着色
性小、不结垢、不喷霜、无粉尘飞扬等特点,适用于聚氯乙烯软质、半硬质和硬质制品
的压延和挤出成型。
8.膏状钙/锌复合稳定剂
性质 乳白色或浅黄色膏状物。细度 (200目筛余物) <0.5%。金属含量:钙
0.60% ~0.80%、锌 2.20% ~2.40%。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,热稳定性优良,制品透明度高、雾度
小,适用于硬质和软质聚氯乙烯制品,如透明矿泉水瓶,包装食品糕点、药品的硬质透
明吸塑片材,软质医用输液管,热收缩薄膜、袋等。
9.膏状钙/锌亚锡复合稳定剂
性质 浅黄色膏状物。相对密度 1.10。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,具有良好的热、光稳定性,与环氧化
合物并用有良好的协同效应,适用于食品包装材料,一般用量 1~4份。
10.膏状钡/镉复合稳定剂
性质 白色膏状物,不溶于水,易溶于大部分增塑剂中。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,与聚氯乙烯树脂相容性好,易于分
散。本品具有良好的热、光稳定性、高温下的初期着色性小、透明性和颜色稳定性好等
特点,适用于透明的压延、挤塑和模塑制品。
11.膏状钡/镉/铅复合稳定剂
性质 白色膏状物,不溶于水,易溶于大部分增塑剂中。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,具有易于分散、热稳定性优良等特
点,主要用于聚氯乙烯塑料鞋、农用薄膜、人造革等软质制品。
12.液体钙/锌复合稳定剂
性质与用途 本品的产品组成、性质随厂家不同而异或不尽相同。一般多为黄色、
浅黄色透明液体,相对密度约 0.9~1.0,闪点 (开杯法) >100℃。金属含量:有的钙
多锌少,有的则相反。本品主要特点是无毒,热、光稳定性和透明性好。本品一般初期
着色性欠佳,与环氧化合物并用可以改善。本品主要用于食品包装材料 (如与食品或
饮料接触的容器、管材、运输带)、医药用品 (药品瓶、一次性注射器)、增塑糊制品
(儿童玩具)等,一般用量 0.5~2份。
13.流体钡/锌复合稳定剂
性质 淡 黄 至 红、棕 色 透 明 液 体。钡 含 量 较 大 (5% ~7.5%),锌 含 量 较 小
(0.9% ~1.6%),闪点 >100℃。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,与环氧化合物并用可提高稳定效果,
具有优良的热、光稳定性,透明性好,无硫化污染,适用于软质、半硬质制品和增塑糊
制品,一般用量 2~4份。
14.液体钡镉复合稳定剂
性质 多为琥珀色黏稠透明液体。
用法及应用特点 本品为聚氯乙烯热稳定剂,具有优良的热、光稳定性,初期着色
性小,透明性和颜色稳定性好,在树脂中分散性好,无压出现象,不会发生粉尘中毒,
主要用于软质制品,如农膜、透明薄片、人造革等,一般用量 2~3份。
15.液体钡镉锌复合稳定剂
性质与用途 见表 2-23。
表 2-23 液体钡镉锌复合稳定剂的性能与用途
项 目
L-725
BCZ-531
L-BCZ-01
Synpron-575
性状
黄色透明液体
深黄色透明液体
浅黄至浅棕透明液体
深黄色透明液体
钡(%)
5.45~5.85
5
5.00±0.50
4.5
镉(%)
2.00~2.30
3
2.00±0.20
2.6
锌(%)
0.46~0.60
1
1.00±0.20
0.8
磷(%)
1.9
2.0
相对密度
0.99
1.06~1.08
1.03
用途
软质 PVC百叶窗帘、运动鞋
等注塑发泡制品
PVC薄膜农膜、大棚膜、
人造革
参考用量/份
0.5~3
0.5~2.5
16.PVC复合稳定剂
用法与应用特点 本品为由铅或钙/锌复合而成的 PVC用热稳定剂,具有操作简
单,计量准确,低粉尘,污染小,析出少,稳定性强,耐候性好,光泽度高,力学性能
稳定,加工工艺稳定等特点。
按型号使用范围见表 2-24。
表 2-24 PVC复合稳定剂的种类和使用范围
型 号
种 类
使 用 范 围
W
铅或钙/锌
门窗型材
R
铅或钙/锌
管材
K
铅或钙/锌
电线、电缆
P
铅或钙/锌
型材和发泡板材
F
铅或钙/锌
注塑制品
三、热稳定剂的特性与应用
(一)聚氯乙烯的热老化特征
聚氯乙烯是稳定性最差的聚合物之一,其热老化特征主要有:
(1)脱氯化氢 聚氯乙烯在 80℃左右便以明显的速度分解,脱出氯化氢。脱出的
氯化氢,在任何温度和介质中都会催化聚氯乙烯再脱氯化氢,同时,氯化氢也催化长链
的交联反应。这就是氯化氢热降解的自催化作用。此外,在氧气氛中,聚氯乙烯脱氯化
氢速度急剧加快,在臭氧中,脱氯化氢作用更快。
(2)变色 聚氯乙烯在脱氯化氢的同时,生成 >C=C<键,从 >C=C<键进而生
成不同长度的多烯。当它们的长度多于 4~5个单元时,聚氯乙烯明显变色。制品的颜
色可由浅黄变为棕色基至黑色。
(3)断链、交联,物理力学性能变坏 聚氯乙烯受热分解时,C—C键断裂,线型

大分子产生支链结构,最后转化为交联的体型结构,使材料很快变脆。

不经稳定的聚氯乙烯几乎没有使用价值。
(二)热稳定剂的应用
1.聚氯乙烯的热稳定措施
聚氯乙烯热稳定剂必须具有以下主要功能:
1)能抑制大分子的脱氯化氢反应、断链和交联反应。
2)能消除由多烯结构引起的变色。
3)能抑制或有效减弱氧、臭氧、氯化氢等化学因素所催化的老化过程。
4)能抑制或有效减弱机械应力等物理因素导致的老化过程,即应具有润滑功能。
不可能用一种稳定剂同时达到上述多种要求。因此通常采用配制具有协同效应的混
合稳定体系的方法。这种混合稳定体系一般含有热稳定剂、抗氧剂、金属离子螯合剂、
润滑剂等等。稳定体系的具体组成、用量和配比随聚氯乙烯本身的质量、制品的用途、
使用环境及需要稳定的程度不同而有很大差别。如软质塑料加有大量增塑剂 (如
DOP),这时加入抗氧剂 (如 1076、双酚 A等),可提高增塑剂的稳定性。
2.含铅化合物稳定体系
含铅化合物是一种最廉价的聚氯乙烯的有效稳定剂,它既可以接受氯化氢,又可以
络合共轭双键体系,提高颜色稳定性,与其他稳定剂并用,可显著提高稳定效果。表 2-
25列出了部分有协同效应的含铅化合物稳定体系,各组分的用量大约在 0.5% ~5%范
围内,视制品对稳定性要求程度不同而异。含铅化合物的最大缺点是具有毒性。
表 2-26列出了部分含铅化合物作稳定剂的配方实例。应当指出,它们并非最佳配
方,在实际选用时应根据对制品性能的要求、树脂的品种、颗粒形态和成型加工特性、
成型加工工艺,以及稳定体系的效能、经济性、污染性、透明性、相容性等各方面的因
素,适当修改配方。
表 2-25 有协同效应的含铅化合物稳定体系
含铅化合物名称
相应的复合稳定体系
适 用 范 围
三盐基硫酸铅
+不含硫的有机锡稳定剂 +硬脂酸镉(钡)
+二盐基亚磷酸酯
不透明的硬质制品
二盐基邻苯二甲酸铅
+其他含铅化物 +邻苯二甲酸酯类
软质耐热电缆料
碱式硅酸铅
+三盐基硫酸铅 +颜料
色泽鲜艳的半透明制品
硬脂酸铅
+二盐基亚磷酸铅 +硬脂酸
不透明制品
+环氧化合物 +有机亚磷酸酯 +Cd皂 +Ba
皂 +Ca皂
用于要求高热稳定性和保色性的制
三盐基硫酸铅
+二盐基亚磷酸铅 +硬脂酸钙 +偏硼酸钡
+8-羟基喹啉铜(或 2,4-噻唑基苯并咪唑或
UV-9)+有机胂环氧豆油衍生物
用于要求高耐候性的软质制品
表 2-26 用含铅化合物作稳定剂的配方实例 (PVC质量 100份)
序号
配 方 实 例(份)
用 途
1
三盐基硫酸铅(5)+硬脂酸钡(1.5)+硬脂酸铅(0.5)+变压器油
(1.5)
硬质不透明板
2
三盐基硫酸铅(2)+硬脂酸镉(1)+硬脂酸钡(1)+硬脂酸(0.3~0.5)
+硬脂酸丁酯(1)
硬质不透明挤压薄片和薄
3
三盐基硫酸铅(4)+硬脂酸铅(0.2)+硬脂酸钙(1)+液体镉系稳定剂
(0.5)+炭黑(0.02)
硬质不透明压延薄板
4
三盐基硫酸铅(1.5~2)+二盐基硬脂酸铅(0.2~0.3)+二月桂酸二丁
基锡(0.5~1)+硬脂酸铅(1~1.5)+硬脂酸镉(0.5~0.7)+二氧化钛(0
~5)
硬质不透明挤压管
5
三盐基硫酸铅(2~2.5)+二盐基硬脂酸铅(1~1.5)+硬脂酸钙(0.3~
0.6)+二月桂酸二丁基锡(0.5~1)+硬脂酸丁酯(0.5~1)
硬质不透明注射品
6
三盐基硫酸铅(3)+二盐基亚磷酸铅(4)+硬脂酸铅(0.5)+亚磷酸三
苯酯(0.7)+石蜡(0.5)
硬质不透明瓦楞板
7
DOP(45)+三盐基硫酸铅(5)+二盐基硬脂酸铅(1)+粘土(7)+高熔
点石蜡
一般绝缘用电线
8
DOP(40)+三盐基硫酸铅(3)+二盐基亚磷酸铅(3)+硬脂酸钡(1)+
二盐基硬脂酸铅(0.3)
绝缘级电缆料
9
DOP(22)+石油酯(20)+环氧酯(5)+三盐基硫酸铅(2)+二盐基亚
磷酸铅(4)+硬脂酸钡(0.7)+二盐基硬脂酸铅(0.3)+双酚 A(0.1)
普通绝缘级电缆料
10
DOP(34)+DOS(10)+TCP(10)+三盐基硫酸铅(3)+二盐基亚磷酸铅
(3)+硬脂酸钡(2)+碳酸钙(3)
普通护层级电缆料
11
DOP(10)+DOS(28)+石油酯(18)+氯化石蜡(8)+三盐基硫酸铅(3)
+二盐基亚磷酸铅(4)+二盐基硫酸铅(1)+硬脂酸钙(1)+双酚 A
(0.5)+碳酸钙(5)
耐寒护层级电缆料
12
醚型双季戊四醇酯(50)+二盐基苯二甲酸铅(8)+二盐基硬脂酸铅
(1.5)+双酚 A(0.2)
耐热电缆料
13
DOP(60)+DOA(10)+硬脂酸铅(1)+碳酸钙(10~20)+二盐基硬脂
酸铅(2)
软质挤压衬板
14
邻苯二甲酸二壬酯(65)+三盐基硫酸铅(2.5)+二盐基亚磷酸铅(2)+
硬脂酸钙(0.5)+有机胂环氧化豆油衍生物(10)+偏硼酸钡(10)+8-羟
基噻啉铜(0.95)+2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(0.95)
具有优异耐候性及耐霉菌
的软质制品
3.金属皂类稳定体系
这类稳定剂应用得最普遍的是镉、钡、锌、钙的硬脂酸盐和月桂酸盐。它们的主要
作用是接受氯化氢;其次是取代不稳定的氯原子,从而降低引发聚氯乙烯脱氯化氢的可
能性;再其次是破坏共轭双键,防止变色等等。每种皂类的稳定特性各有所长,因此用
几种金属皂并用的稳定效果明显增大。应用最多的是钡-镉、钡-镉-锌和钙-锌体系。镉
皂和锌皂的用量要严格控制,特别是锌皂,用量过大会使材料在成型时立即变为黑色。
锌皂的用量应控制在 0.1~0.4份 (PVC质量份为 100)范围内。表 2-27列出了钡-镉-
锌体系的协同效应。
表 2-27 硬脂酸钡、硬脂酸镉和少量硬脂酸锌并用对 PVC的热稳定效果
稳 定 剂
160℃烘箱中变色时间/h
硬脂酸钡(3%)
5
硬脂酸镉(3%)
4
硬脂酸锌(3%)
很快变黑
硬脂酸钡(1.5%)+硬脂酸镉(1.5%)
4
硬脂酸钡(1.5%)+硬脂酸锌(1.5%)
3h变黑
硬脂酸镉(1.5%)+硬脂酸锌(1.5%)
2h变黑
硬脂酸钡(1.5%)+硬脂酸镉(1.5%)+硬脂酸锌(0.2%)
7h稍有变色
注:化合物用量均为质量分数。
钡-镉与亚磷酸酯和环氧酯并用有极好的稳定效果,见表 2-28。
表 2-28 稳定剂并用对抑制 PVC变色的作用
稳 定 剂
177℃加热时间/min
30
60
90
120
150
180
无色透明 黑色
半透明 棕色 深棕色
镉 +钡
微黄透明 浅棕 深棕色
镉 +钡 +亚磷酸酯
无色透明 浅黄透明 浅棕 深棕
镉 +钡 +亚磷酸酯 +环氧酯
无色透明 浅黄透明 黄色透明
表 2-29列出了部分含有金属皂类稳定体系的配方实例,供使用时参考 (应根据实
用情况适当修改稳定体系的配方)。
表 2-29 含金属皂类稳定体系的配方实例 (PVC质量 100份)
序号
配方实例(份)
用 途
1
DOP(30)+DOS(30)+环氧酯(6)+硬脂酸钡(3)+硬脂酸镉(1.5)+
双酚 A(0.25)

柔软护层级电缆料

2
增塑剂(30~50)+环氧十八酸辛酯或环氧豆油(3~5)+固体钡-镉复
合稳定剂(1.5~2)+有机亚磷酸脂(0.3~0.5)+硬脂酸(0.1~0.3)
软质注射制品
3
DOP(50)+液体钡-镉(3)+硬脂酸锌(0.2)+BAD(0.3)+三嗪-5
(0.3)+双酚 A(0.5)+酞青蓝(0.015)+硬脂酸(0.25)
农用薄膜
4
石油脂(19)+DOP(19)+DOS(7)+环氧酯(4)+硬脂酸钡(2.1)+硬脂酸镉
(0.7)+硬脂酸锌(0.2)+亚磷酸三苯酯(1)+UV-9(0.4)+炭黑(2)
盖盐用薄膜
5
DOP(30)+聚酯增塑剂(35)+硬脂酸(0.5)+环氧十八酸辛酯(3)+
DOS(5)+液体钡-镉-锌(2)+颜料(适量)
高级袋物用人造革
6
增塑剂(60~100)+液体钡-镉-锌(2~3)+环氧十八酸辛酯(3~5)
人造革
7
硬脂酸钡(2.1)+硬脂酸镉(0.7)+硬脂酸锌(0.2)+双酚 A(0.2)+
亚磷酸三苯酯(0.7)+紫外线吸收剂(适量)+着色剂(适量)
硬质不透明瓦楞板
8
硬脂酸镉(1~1.2)+硬脂酸钡(0.5~1)+硬脂酸铅(1.2~1.7)+二月
桂酸二丁基锡(0.7~1)+环氧豆油(0.5~1)+硬脂酸(0.2~0.3)+UV
P(0.3)
硬质透明挤压薄片和薄板
9
环氧十八酸辛酯(1)+固体钡-镉复合稳定剂(3)+有机亚磷酸酯(1)+
抗氧剂 1076(0.05~0.12)+润滑油(0.2~0.5)
硬质透明挤压管
10
环氧豆油(3)+硬脂酸钙(2.5~2.8)+硬脂酸锌(0.5~0.2)+β-氨基
巴豆酸酯(0.3~0.7)+聚乙烯蜡(0.1)
硬质无毒压延材料
11
改性剂(以丙烯酸酯为基的共聚物)(13~12)+环氧豆油(3~5)+钙-
锌复合稳定剂(1~1.5)+β-氨基巴豆酸酯(0.3)+润滑剂(0.2~0.5)①
硬质无毒挤压材料
12 BPBG(40)+环氧大豆油(5)+钙-锌系稳定剂(1.5~2)
软质挤压饮料用无毒管
13
DOP(55)+DBP(10)+聚酯增塑剂(15)+腈基橡胶(10)+液体镉-钡
系(0.3)+固体镉-钡系(1.2)+月桂酸有机锡(0.5)+偶氮二甲酰胺(3)
+碳酸钙(7)
袋物用发泡人造革
14
DOP(60)+DBP(15)+聚酯增塑剂(5)+环氧大豆油(5)+钙-锌-镉系
(2)+偶氮二甲酰胺(3)+碳酸钙(7)+着色剂(适量)
衣料用发泡人造革
15 增塑剂(150)+碳酸钙(100)+偶氮二甲酰胺(4)+液体镉-锌(2)
装饰砌面用多孔材料
16
苯二甲酸丁苄脂(15)+DOP(15)+辅助增塑剂(10)+碳酸钙(30)+环
氧十八酸辛酯(5)+液体钡-镉-锌
糊加工材料地板用覆盖层
基料
17
乙烯-乙酸乙烯共聚树脂(2~5)+DOP(35)+DOS(12)+环氧十八酸丁
酯(3)+M-50(3)+硬脂酸镉(0.6)+硬脂酸钡(1.8)+硬脂酸锌(0.2)+
双酚 A(0.4)+UV-9(0.3)+防老剂 TPP(1)+酞青蓝(适量)
农用薄膜
18
DOP(47)+ED3(5)+硬脂酸镉(0.3)+硬脂酸钡(0.5)+硬脂酸锌
(0.1)+硬脂酸(0.2)+双酚 A(0.5)+三嗪-5(0.3)+硬脂酸甘油酯
(0.5)+液体隔/钡(2)+亚磷酸苯二异辛酯(0.8)
农用薄膜
① 本配方中,聚氯乙烯质量按 87~88份计。
4.有机锡类稳定体系
有机锡化合物是对聚氯乙烯稳定效果最好的稳定剂。它不仅能抑制聚氯乙烯热分解
脱氯化氢、结合分解出来的氯化氢、消除双键结构,而且还能起光化学、力化学和生物
化学稳定剂的作用,甚至还起增塑剂的作用。不过,这类稳定剂的价格昂贵,所以只在
制品需要极好的透明性兼有高度的耐热性时才使用。
使用有机锡稳定剂,加工时不会在加工机器上产生污垢,也不会给制品带来硫污
斑,而用含铅化合物或钡-镉皂作稳定剂时,则往往会与大气或材料中的硫反应生成黑
色的硫化铅或深黄色的硫化镉而使制品出现硫污斑。
二辛基锡、二苄基锡以及单烷基锡的衍生物对人体危害极小,在美国、法国、意大
利、英国和德国已被获准用作食品和药品硬质包装材料的稳定剂。
表 2-30列出了部分有机锡类稳定体系的配方实例。如前所述,它们并不一定是最
佳配方,选用时应根据实用情况作适当修改。
表 2-30 有机锡化合物稳定体系的配方实例 (PVC质量 100份)
序号
配方实例(份)
用 途
1
含硫二丁基锡(2.5~3)+环氧十八酸丁酯(或环氧豆油)(1)+聚乙烯
蜡(分子量 9000)(0.02~0.06)+皂化褐煤蜡(0.2~0.4)
硬质透明挤压薄片和薄板
2
丙烯酸酯共聚物(改性剂)(5~10)+聚乙烯蜡(0.1)+硫醇盐型二丁基
锡(2~3)+硬脂酸钡(0.2~0.3)
硬质透明挤压管
3
马来酸二丁基锡(4~4.5)+二月桂酸二丁基锡(1~1.5)+硬脂酸钙
(0.3~0.5)+硬脂酸丁酯(0.5~1)+硬脂酸(0.2~0.3)
硬质透明注射制品
4
硫醇盐型有机锡(2~3)+硬脂酸钙(1~1.5)+合成蜡(0.5~1)+着色
剂(适量)
硬质注射成型制品
5
丙烯酸酯共聚物或合成橡胶(10~13)+含硫二辛基锡(1.5)+环氧豆
油(0.5)+抗氧剂 TNP(0~0.5)+褐煤蜡酯(或皂化褐煤蜡)(0.2~0.3)
+聚乙烯蜡(0.1~0.15)(本配方聚氯乙烯质量按 83.5~87.7份计)
硬质无毒挤压材料(包括
包装材料)
6
DOP(30~35)+DOA(10~15)+二月桂酸二丁基锡(1.5~2)+硬脂酸
镉(0.2~0.3)
软质透明挤压薄膜、薄片
和软管
7
DOP(30)+环氧大豆油(5)+硬脂酸镉(0.5)+硬脂酸钡(0.3)+月桂
酸有机锡(2)+着色剂(适量)
杂用薄膜
8
DOP(60)+环氧化合物(5)+液体钡-镉(2~3)+二月桂酸二丁基锡
(1)

人造革



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