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塑料橡胶材料 PVC 塑料型材配方塑料橡胶材料 PVC 塑料型材配方 摘要：PVC 塑料型材配方主要由 PVC 树脂和助剂组成的，其中助剂按功能又分为：热稳定 剂、润滑，剂、加工改性剂、冲击改性剂、填充剂、耐老化剂、着色剂等 配方的设计原理和各类配方的特点配方的设计原理和各类配方的特点 PVC 塑料型材配方主要由 PVC 树脂和助剂组成的，其中助剂按功能又分为：热稳 定剂、润滑，剂、加工改性剂、冲击改性剂、填充剂、耐老化剂、着色剂等在 设计 PVC 配方之前，首先应了解 PVC 树脂和各种助剂的性能 原料和助剂 PVC 树脂 生产 PVC 塑料型材的树脂是聚氯乙烯树脂(PVC)，聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合 而成的聚合物，产量仅次于 PE，居第二位 PVC 树脂由于聚合中的分散剂的不同可分为疏松型(XS)和紧密型()俩种疏松 型粒径为 0102mm，表面不规则，多孔，呈棉花球状，易吸收增塑剂，紧密 型粒径为 01mm 以下，表面规则，实心，呈乒乓球状，不易吸收增塑剂，目前 使用疏松型的较多 PVC 又可分为普通级(有毒 PVC)和卫生级 (无毒 PVC)卫生级要求氯乙烯(VC)含 量低于 lOXl0-6，可用于食品及医学。

合成工艺不同，PVC 又可分为悬浮法 PVC 和乳液法 PVC根据国家标准 GBT5761-93悬浮法通用型聚氯乙烯树脂检验标 准规定，悬浮法 PVC 分为 PVC-SGl 到 PVC-SG8Jk 种树脂，其中数字越小，聚合 度越大，分子量也越大，强度越高，但熔融流动越困难，加工也越困难具体选 择时，做软制品时，壹般使用 PVC-SGl、PVC-SG2、PVC-SG3 型，需要加人大量增 塑剂例如聚氯乙烯膜使用 SG-2 树脂，加入 5080 份的增塑剂而加工硬制品 时，壹般不加或很少量加入增塑剂，所以用 PVC-SG4、VC-SG5、PVC-SG6、 PVC-SG7、PVC-SG8 型如 PVC 硬管材使用 SG-4 树脂、塑料门窗型材使用 SG-5 树 脂， 硬质透明片使用 SG-6 树脂、 硬质发泡型材使用 SG-7、 SG-8 树脂 而乳液法 PVC 糊主要用于人造革、壁纸及地板革和蘸塑制品等壹些 PVC 树脂厂家出厂的 PVC 树脂按聚合度(聚合度是单元链节的个数，聚合度乘以链节分子量等于聚合物分 子量)分类， 如山东齐鲁石化总厂生产的 PVC 树脂， 出厂的产品为 SK-700； SK-800； SK1000； SK1100； SK-1200 等。

其 SG-5 树脂对应的聚合度为 10001100 PVC 树脂的物化性能见第四篇 PVC 粉末为壹种白色粉末，密度在 135145gcm3 之间，表观密度在 04-05gcm3视增塑剂含量大小可为软、硬制品，壹般增塑剂含量 0-5 份 为硬制品，5-25 份为半硬制品，大于 25 份为软制品 PVC 是壹种非结晶、极性的高分子聚合物，软化温度和熔融温度较高，纯 PVC 壹 般须在 160210C 时才可塑化加工，由于大分子之间的极性键使 PVC 显示出硬 而脆的性能而且，PVC 分子内含有氯的基团，当温度达到 120C 时，纯 PVC 即 开始出现脱 HCl 反应， 会导致 PVC 热降解 因此， 在加工时须加入各种助剂对 PVC 进行加工改性和冲击改性，使之能够加工成为有用的产品 PVC 树脂主要用于生产各类薄膜(如日用印花膜、工业包装膜、农用大棚膜及热收 缩膜等)、各类板、片材(其片材可用于吸塑制品)，各类管材(如无毒上水管、建 筑穿线管、透明软管等)、各类异型材(如门、窗、装饰板)，中空吹瓶(用于化妆 品及饮料)，电缆、各类注塑制品及人造革、地板革、搪塑玩具等 稳定剂 纯的 PVC 树脂对热极为敏感，当加热温度达到 90Y：之上时，就会发生轻微的热 分解反应，当温度升到 120C 后分解反应加剧，在 150C，10 分钟，PVC 树脂就由 原来的白色逐步变为黄色红色棕色黑色。

PVC 树脂分解过程是由于脱 HCL 反应引起的壹系列连锁反应，最后导致大分子链断裂防止 PVC 热分解的热稳定 机理是通过如下几方面来实现的 通过捕捉 PVC 热分解产生的 HCl，防止 HCl 的催化降解作用 铅盐类主要按此机理作用，此外仍有金属皂类、有机锡类、亚磷酸脂类及环氧类 等 置换活泼的烯丙基氯原子金属皂类、亚磷酸脂类和有机锡类可按此机理 作用 和自由基反应，终止自由基的反应有机锡类和亚磷酸脂按此机理作用 和共扼双键加成作用，抑制共扼链的增长 有机锡类和环氧类按此机理作用 分解过氧化物，减少自由基的数目有机锡和亚磷酸脂按此机理作用 钝化有催化脱 HCl 作用的金属离子 同壹种稳定剂可按几种不同的机理实现热稳定目的 常用稳定剂品种： 1、铅盐类 铅盐类是 PVC 最常用的热稳定剂，也是十分有效的热稳定剂，其用量可占 PVC 热 稳定剂的 70之上 铅盐类稳定剂的优点：热稳定性优良，具有长期热稳定性，电气绝缘性能优良， 耐候性好，价格低 铅盐类稳定剂的缺点：分散性差、毒性大、有初期着色性，难以得到透明制品， 也难以得到鲜明色彩的制品，缺乏润滑性，易产生硫污染 常用的铅盐类稳定剂有： (1)三盐基硫酸铅 分子式为 3PbOPbSOH20，代号为 TLS，简称三盐，白色粉末，密度 64g cm。

三盐基硫酸铅是最常用的稳定剂品种，壹般和二盐亚磷酸铅壹起且用，因 无润滑性而需配人润滑剂主要用于 PVC 硬质不透明制品中，用量壹般 27 份 (2)二盐基亚磷酸铅 分子式为 2PbOPbHPO3.H2O，代号为 DL，简称二盐，白色粉末，密度为 61g cm3二盐基亚磷酸铅的热稳定性稍低于三盐基硫酸铅，但耐候性能好于三盐基 硫酸铅 二盐基亚磷酸铅常和三盐基硫酸铅且用， 用量壹般为三盐基硫酸铅的 1 2 (3)二盐基硬脂酸铅 代号为 DLS，不如三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅常用，具有润滑性常和三盐 基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅且用，用量为 0515 份 2、金属皂类 为用量仅次于铅盐的第二大类主稳定剂，其热稳定性虽不如铅盐类，但兼具润滑 性金属皂类能够是脂肪酸(月桂酸、硬脂酸、环烷酸等)的金属(铅、钡、镉、 锌、钙等)盐，其中以硬脂酸盐最为常用，其活泼性大小顺序为：Zn 盐?Cd 盐?Pb 盐?Ca 盐 7Ba 盐金属皂类壹般不单独使用，常常为金属皂类之间或和铅盐及 有机锡等且用除 Gd、Pb 外都无毒，除 Pb、Ca 外都透明，无硫化污染，因而广 泛用于软质 PVC 中，如无毒类、透明类制品等。

常用的金属盐类稳定剂有： (1)硬脂酸锌(ZnSt)，无毒且透明，用量大后，易引起“锌烧”制品变黑，常和 Ba、Ca 皂且用 (2)硬脂酸镉(CdSt)，为壹重要的透明稳定剂品种，毒性较大，不耐硫化污染， 抑制初期变色能力大，常和 Ba 皂且用 (3)硬脂酸铅(PbSt)，热稳定性好，可兼做润滑剂缺点为易析出，透明差，有 毒且硫化污染严重，常和 Ba、Cd 皂且用 (4)硬脂酸钙(CaSt)，加工性能好、热稳定能力较低，无硫化污染，无毒，常和 Zn 皂且用 (5)硬脂酸钡(BaSt)，无毒，长期热稳定性好，抗硫化污染，透明，常和 Pb、Ca 皂且用复合品种常用的有：CaZn(无毒、透明)、BaZn(无毒、透明)、Ba Cd(有毒、透明)及 BaCdZn 3、有机锡类 有机锡类为热稳定剂中最有效的，在透明和无毒制品中应用最广泛的壹类，其突 出优点为：热稳定性好，透明性好，大多数无毒缺点为价格高，无润滑性 有机锡类大部分为液体，只有少数为固体能够单独使用，也常和金属皂类且用 有机锡类热稳定剂主要包括含硫有机锡和有机锡羧酸盐俩类 (1)含硫有机锡类： 主要为硫醇有机锡和有机锡硫化物类稳定剂，和 Pb、Cd 皂且用会产生硫污。

含 硫有机锡类透明性好主要品种有： a、二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡(DOTTG)，外观为淡黄色液体，热稳定性及透明 性极好，无毒，加入量低于 2 份 b、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡(DMTFG)，外观为淡黄澄清液体，为无毒、高效、 透明稳定剂，常用于扭结膜及透明膜中 (2)有机锡羧酸盐： 稳定性不如含硫有机锡，但无硫污染，主要包括脂肪酸锡盐和马来酸锡盐主要 品种有： a、二月桂酸二正丁基锡(DBTL)淡黄色液体或半固体，润滑性优良，透明性好， 但有毒，常和 Cd 皂且用，用量 1-2 份 ； 和马来酸锡及硫醇锡且用，用量 051 份 b、二月桂酸二正辛基锡(DOTL)，有毒且价高，润滑性优良，常用于硬 PVC 中， 用量小于 15 份c、马来酸二正丁基锡(DBTM)，白色粉末，有毒，无润滑性， 常和月桂酸锡且用，不可和金属皂类且用于透明制品中 4、有机锑类 具有优秀的初期色相和色相保持性， 尤其是在低用量时， 热稳定性优于有机锡类， 特别适于用双螺杆挤出机的 PVC 配方使用 有机锑类主要包括硫醇锑盐类、巯基乙酸酯硫醇锑类、巯基羧酸酯锑类及羧酸酯 锑类等国内的锑稳定剂主要以三巯基乙酸异辛酯锑(ST)和以 ST 为主要成分的 复合稳定剂 STHI 和 STH-俩种为主。

五硫醇锑为透明液体，可用作透明片、 薄膜、透明粒料的热稳定剂STH-I 能够代替京锡 C-102，可抑制 PVC 的初期着 色，热稳定性好，制品透明，颜色鲜艳，STH无毒，主要用于 PVC 水管等 5、稀土稳定剂 选材多为稀土氧化物和稀土氯化物为主，其氧化物和氯化物多为镧、铈、镨、钕 等轻稀土元素的单壹体或混合体 稀土元素有着相似且异常活泼的化学性质，有着众多的轨道可作为中心离子接受 配位体的孤对电子，同时稀土金属离子有较大的离子半径，和无机或有机配位体 主要通过静电引力形成离子配键，作为络合物的中心原子，常以 d2SP3、d4dP3、 f3d5Ssp3 等多种杂化形式形成配位数为 612 的络合物 稀土元素优良的力学性能及其分组原理都和稀土元素的几何性质有关因为原子 和离子的半径是决定晶体的构型、硬度、密度和熔点等物理性质的重要因素，在 常温、常压条件下，稀土金属镧、镨、钕呈双六方晶体结构，而铈呈立方晶体密 集(面心)结构，当温度、压力变化时，多数稀土金属发生晶型转变由于镧系收 缩，镧系元素的原子半径、原子体积随原子序数增加而减小，密度随原子序数增 加而增加，但铈和镧、镨、钕相比，有异常现象。

在镧、铈、镨、钕中，镧的化学性质是最活泼，但三价镧和 C1 只能生成 RECl 正 络合物，而且此络合物不稳定，而铈、镨这些高价的稀土离子和 Cl 生成络合物 的能力比三价的镧要强，它们和 Cl 配体能生成稳定的负络离子，因此，在稀土 热稳定剂的选材上要综合镧、铈、镨、钕的各自优点，在不同的应用范围，用其 高纯单壹体、混合体或合理搭配 稀土离子为典型的硬阳离子，即不易极化变形的离子，它们和金属硬碱的配位原 子， 如氧的络合能力很强 稀土化合物对 CaC03 的偶联作用， 由于稀土离子和 PVC 链的氯离子之间存在强配位相互作用，有利于剪切力的传递从而使稀土化合物能 有效地加速 PVC 的凝胶化，即可促进 PVC 塑化，又可起到加工助剂 ACR 的作用 同时，稀土金属离子和 CPE 中的 C1 配位，可使 CPE 更加发挥其增韧改性的作用 这些效能发挥的充分和否、平衡和否，和稀土复合物中的复配助剂有着相当大的 关系，复合物中的润滑体系、加工改性体系都至关重要，因此复配工艺的好坏直 接影响着稀土多功能复合稳定剂的效能 性能优良的稀土稳定剂应具有以下功能 ： (1)优异的热稳定性能 静态动态热稳定性，均和京锡 8831 相当，好于铅盐及金属皂类，是铅盐的三倍 及 BaZn 复合稳定剂的 4 倍。

可复配成为无毒、透明的，仍可部分代替有机锡 类稳定剂而广泛应用稀土稳定剂的作用机理为捕捉 HCl 和置换烯丙基氯原子， 和环氧类的辅助稳定剂具。