钙锌稳定作用基理及应用注意

CPVC橡塑2019-05-17 09:38:29

一、钙锌、铅盐稳定剂优缺点

1、 铅盐稳定剂

优势:

热稳定效果好,特别是长期热稳定性良好;

电气绝缘、耐候性能好;

价格低廉;

良好的加工性能适合各种工艺;

缺点:

色像差,不能用于透明产品!

俩字:有毒( ˇˍˇ )

2、钙锌稳定剂

优点:

绿色环保产品;

彻底解决硫铅污染现象;

材料中少量的铅都可能造与空气中的硫结合,特别是高温高湿的地方。

良好的切换适应性;如果原来用铅盐稳定剂,更换其它的稳定剂有可能造成交叉污染,但是钙锌稳定剂能够打消你的顾虑。

比重轻,可适当增加无机填料,降低成本。

二、PVC各种降解成因

1)热氧化分解;

2)无氧情况下增长大自由基的交联;

3)立构规性对降解的影响;

4)光降解;

5)氧化脱HCl;

6)辐射降解;

7)加工过程引入的临界应力导致的分子链断;

8)PVC分子中支化点对降解的影响等。


三、PVC的脱HCl降解

1)PVC链上存在活化基团,通常在100℃以上就容易发生脱HCl的降解反应; 

2)脱HCl过程是一个自催化过程,会引发大分子链连锁式分解脱HCl;

3)当在一个共轭体系中出现6或7个多烯结构时,PVC分子吸收紫外光,从而呈现黄色;

4)随着脱HCl过程的继续,双键增加,PVC颜色继续变深乃至焦化、交联,最后断链。


四、PVC稳定剂应具备的功能

1)能置换分子中活泼的和不稳定的氯原子,抑制脱氯化氢反应;

2)能吸收或中和加工和使用过程中所脱出的HCl,终止其自动催化作用;

3)能与聚烯结构进行双键加成反应,消除或减缓制品变色;

4)捕捉游离基和吸附离子型杂质,提高PVC脱HCl的活化能。


五、使用钙锌稳定剂注意事项:

确认稳定剂配方的绿色环保性;需要注意重金属(铅、镉、锡、钡)的含量是否能够满足产品,符合新国家标准的要求。

钙锌稳定剂内润滑作用强,所要添加的外润滑剂要多。这个在下面介绍。

钙锌稳定剂的热稳定性比铅盐要弱,加工窗口要窄一些,控制要求更高。

操作过程注意清模周期,钙锌稳定剂润滑剂添加量较多,容易导致析出增加,从而影响到清模周期。对于大规模生产影响更大,要严格挑选稳定剂品种。如果是自有稳定剂,需要配合中后期润滑效果好的PE蜡(如青岛邦尼的108等)或者氧化蜡。还要严格控制真空度,可以减少析出,延长清理模具时间。

好的稳定剂的配方和适当的用量对产品的外观、材料性能、耐老化性等影响不大。

六、钙锌稳定剂润滑使用特性

在用钙锌稳定剂替换铅盐稳定剂的过程中工艺参数要有适当的调整,归根到底是要达到我们需要的材料性能和塑化度。当然这里面要注意,钙锌稳定剂用到润滑剂的量要比铅盐的多。请往下看。

首先,我们要了解稳定剂主要成分的差异:

铅盐: 3PbO・PbSO4(无机盐)

钙锌:

硬脂酸:

之所以将硬脂酸也拿过来是为了让我们对钙锌稳定剂中成分对润滑性影响有更进一步的了解。

之前说过,要保持PVC树脂的塑化均匀性需要内外润滑共同作用,将外部能量较为均匀地传递到PVC树脂上,而硬脂酸起到内润滑作用。看下图,小圆圈代表硬脂酸带极性的羧酸那一头,正是这个头的作用能够让硬脂酸吸附到PVC树脂颗粒上,能够在加工过程中在颗粒的表面翻腾,起到内润滑的作用。

硬脂酸钙、硬脂酸锌与硬脂酸的结构相似,多了带电荷的钙离子和锌离子。如何理解带电荷的离子,说白了所说的极性其实就是电荷的吸引力。钙锌离子的电荷大大增强了其极性,要知道在PVC常用的润滑剂中硬脂酸钙、锌等的极性是最强的。这就赋予了其PVC树脂更强的亲和力,从而减弱或消除了PVC 树脂颗粒内部各层离子键的吸引力,促使PVC相互缠绕的链段易于扩散,形成的滑动层黏度高,摩擦生热大,对机械的力的传递效率高,加速了物料升温,引发树脂过渡塑化。而铅盐自身没有这种影响。

也就是说钙锌稳定剂除了有稳定的作用,同时缩短了塑化时间,能够促进塑化。假如原来使用的是铅盐稳定剂,改用钙锌稳定剂,在使用相同的润滑剂(包括稳定剂中的)前提下,用铅盐能够产出合格产品,用钙锌则会促进物料提前塑化,有可能造成不出料的现象。

解决的办法:注意硬脂酸用量,能少用就少用,合理选择外润滑剂选择,增加外润滑剂用量,推迟塑化,耐热条件允许的情况下少用润滑剂。严格控制其它材料的性能指标

由于传统PVC加工设备是为使用铅盐类稳定剂的加工所服务,即便是加入足够量的润滑剂也无法在足够的时间内阻止树脂进一步塑化,而且又破坏了原有的润滑平衡,使用后期PVC熔体在均化段的消耗大量热稳定剂的同时,又达不到理想的粘度和弹性,来满足硬质PVC生产需要。这是钙锌稳定剂在替代铅盐中必须要解决的问题.

作过程注意清模周期,钙锌稳定剂润滑剂添加量较多,容易导致析出增加,从而影响到清模周期 需要配合中后期润滑效果好的PE蜡或者氧化蜡。


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