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PVC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
品
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
板
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
镉
无色透明 黑色
钡
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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