硬质聚氯乙烯管道中的应用研究随着国民经济的发展,人们生活品质不断提高,环保和健康意识逐渐增强;同时,欧洲RoHS指令等环保法规的颁布与实施,我国发展环境友好材料的要求也愈加强烈,含铅、镉等重金属盐稳定剂因污染环境和影响人体健康而被禁止使用。
铅盐热稳定剂热稳定性优异,经过几十年大规模应用,积累了丰富的应用经验,但环保性能差。国内外也报道过很多铅盐稳定剂替代品的研究,如 合成环氧树脂,以期能够提高稳定效率,改善PVC的机械性能与流变性能,但此类稳定剂不具有增塑性能,目前尚不具备作为PVC主稳定剂使用的性能;
武润向发现三羟甲基氨基甲烷单独使用时,可以赋予PVC较好的初期白度和长期稳定性,但单独使用其稳定效果也还不能达到主稳定剂要求;
含磷类主要稳定剂亚磷酸酯可以取代不稳定氯原子,吸收HCl,加成共轭烯烃段,有效改善PVC的热稳定性及透明性,且亚磷酸酯既是热稳定剂,又属于抗氧化剂,但也不具备主稳定剂的能力,且在生产过程中会释放出异味:
含氮类热稳定剂是目前研究较多且效果较好的一类有机热稳定剂,但其热稳定效果有待进一步提高,且尚处于实验室研究阶段;含硫热稳定剂各研究结果不尽相同,目前未有定论,且其气味大、还易腐蚀设备
而钙锌稳定剂作为环保型稳定剂,材料中钙基、锌基有机盐类属于无毒物质,但单独钙基、锌基稳定剂又不能满足聚氯乙稀加工需求,尤其是硬制品及发泡制品,需要加入两种以上辅助稳定剂、热氧稳定助剂、光稳定剂等组合使用使其在聚氯乙稀加工和使用过程中产生协同效应,以满足加工性能的需要。国内无毒环保钙锌复合稳定剂的主要成分一般是钙锌和水滑石复配、钙锌和β二酮复配、钙锌和稀土复配、钙锌和复合抗氧剂复配等。传统钙锌稳定剂在生产和应用中常出现如下几种问题
(1)因为部分组分的不稳定性或物料的属性差异较大,后期存放过程中在一定条件下(如高温、高湿等)发生反应和质变,出现结块、变色结晶等问题,影响后期使用甚至完全不可用。
(2)为提高耐候、增白、抗氧等性能,部分生产商在钙锌稳定剂中添加了一些强氧化物(如高氯酸盐、过氧化物等)、高碱性物等。这些组分不仅性能不稳定而且会腐蚀生产设备,其中些组分还会对PVC制品后期使用造成不良影响(如变色等)。
(3)一些生产厂家出于制品色相调控、方便加工等目的,在钙锌稳定剂中添加荧光增白剂钛白粉、润滑剂等成分,而PVC实际加工配方中往往也含有这些组分,导致重复过量使用的问题。
(4)生产出的PVC排水管材产品色相不如铅盐稳定,随着生产周期的延长,管材外观逐渐变黄,甚至出现分解线的现象。
(5)生产过程中存在低相对分子质量物质析出的问题,口模或定径套处堆积大量析出物,管材外表面出现不同程度的划痕线。
(6)与铅盐稳定剂相比,生产效率降低,以普通国产65双螺杆挤出机生产中110×32排水管材为例,铅盐稳定剂配方产量在300kg/h左右,钙锌稳定剂配方产量仅200kgh左右。
(7)钙锌稳定剂价格较高,导致钙锌稳定剂配方体系成本升高。以上问题限制了传统钙锌稳定剂的广泛应用,牛商会长张顺华从作用机理出发,采用新型有机钙锌稳定剂,并通过原料的选择、配方设计、设备改进以及工艺的调控等方法,有效地解决上述诸多问题,以便其广泛应用,达到最终实现PVC制品禁铅的目的。
