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中國熱穩定劑發展現狀分析
在20世紀30年代,鉛白首先成功地用于PVC塑料制品加工,初步解決了其熱降解問題。隨后金屬皂、有機錫化合物等用于熱穩定劑相繼見諸報道。20世紀60-70年代開發了各種新型的熱穩定劑,如研制成功食品級辛基錫熱穩定劑的、實現甲基錫的商品化。20世紀80年代后,熱穩定劑在技術上的進步相對緩慢,但在環境保護方面的研究卻相當活躍,如2000年由美國康普頓公司完成的OBS有機穩定劑,主要用在管材等硬制品上。
目前,北美地區以有機錫穩定劑為主,而歐洲各國則以鈣鋅復合穩定劑為主,且對塑料制品中的含錫量嚴加限制(允許含量為0.002mg/kg )。但由于有機錫是高效穩定劑,是透明、無(低)毒的液體,在聚氯乙烯管材中的添加量只需0.25%--1.0%,因而歐洲的穩定劑份額中至今仍有20%是有機錫穩定劑。
20世紀50年代中期,我國隨PVC生產技術的國產化,開始配套生產熱穩定劑,當時的品種僅有堿式鉛鹽和硬脂酸皂類。20世紀60年代初期,熱穩定劑的生產得到了發展,通用品種的生產技術有所進步,產品質量檢測和標準化工作也開始得到重視。經過幾十年的開發、研究、生產與應用,目前熱穩定劑已發展成為塑料助劑的第二大類產品,其按化學組成和所起的作用主要可分為鉛穩定劑、鈣鋅穩定劑、有機錫穩定劑、輔助穩定劑等。
鉛鹽穩定劑是應用歷史最悠久而效果也較好的熱穩定劑,在PVC型材、管材、絕緣電纜料中廣泛使用。堿式鉛鹽是目前應用最廣泛的鉛穩定劑。鉛穩定劑耐熱性良好,特別是長期熱穩定性良好;電氣絕緣性優良;具有白色顏料的性能,覆蓋力大,耐候性也良好;可作發泡劑的活性劑且價格低廉。鉛穩定劑的缺點有:所得制品不透明;毒性大;有初期著色性;相容性和分散性差,容易產生硫化污染。
鈣鋅穩定劑是一類無毒且具有良好潤滑性的環保熱穩定劑,但是其熱穩定性不高,長期以來多用于熱穩定性要求不太高的PVC軟制品或偶爾作為輔助熱穩定劑使用。近年來,隨著有機輔助助劑如β-二酮、多元醇、環氧化合物等的開發,鈣鋅復合熱穩定劑也得到了很大的發展。目前,國內外已開發研制出多種性能優良的鈣鋅復合熱穩定劑,并用于型材、板材、管材中。
有機錫化合物是高效的熱穩定劑,特別適用于要求高度透明性和高度耐熱性的硬制品。它們常起到光化學、力化學和生物化學穩定劑、增塑劑等的功能,被廣泛應用并代替其他熱穩定劑但其價格較高,一定程度上限制了它們的應用人們力圖以低價錫來代替其他熱穩定劑,以適應價格與性能的需要。
有機輔助熱穩定劑也是目前研究的一個方向。早在1940年,二苯基硫脲、一苯基吲哚等脲的衍生物就被推薦用于穩定PVC。但是,由于各種愿意沒有得到廣泛應用。近年來,由于人們注意到鉛、鎘等金屬穩定劑的毒性和污染問題比較嚴重,有機穩定劑又重新引起人們的重視,人們希望研究出高效無毒的新品種。有機輔助穩定劑本身不具有熱穩定作用,但它能改進熱穩定體系的效能。屬于此類的有:有機亞磷酸酯類、環氧化合物、抗氧劑、多元醇等。
近十多年來,我國熱穩定劑的消費量隨著PVC工業的快速發展而大幅度增加。據不完全統計,2008年我國熱穩定劑產品結構為鉛鹽類占40.0%,硬脂酸鹽類占17.14%復合型占27.43%(部分含鉛)有機錫類占6.86%、稀土類及其他占8.57%,詳見下表:
近幾年我國熱穩定劑產量情況    單位:萬噸
1995
2000
2006
2008
產量
結構%
產量
結構%
產量
結構%
產量
結構%
總產量
4.98
100.0
14.5
100
30.0
100.0
35.0
100
鉛鹽
1.89
37.9
6.09
42.0
12.00
40.0
14.0
40.0
硬鹽
2.01
40.1
2.76
19.0
6.00
20.0
6.00
17.14
復合類
0.51
10.2
2.90
20.0
7.20
24.0
9.60
27.43
有機錫
0.25
5.2
0.73
5.0
1.80
6.0
2.40
6.86
稀土及其他
0.33
6.6
2.03
14.0
3.00
10.0
3.00
8.57
注:從95年到2000年不到20年時間,產量增長了6倍,是95年的700%左右。
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