光稳定剂944在PVC中的应用

光稳定剂944在PVC中的应用聚氯乙稀(PVC)全球产能2005年已达3717万t/a,预计2010年将增至4196万t/a, PVC作为五大通用合成树脂之一，其消费量约占合成树脂消费总量29%。2005年，中国PVC需求量超过美国，成为世界最大的PVC 消费国。2006年中国PVC树脂产量824万吨，表现消费量919万吨。PVC制品在户外应用越来越多，例如塑料门 窗、管道、墙板、农膜、车用塑料等，改进其光稳定性，延长PVC制品使用寿命，被认定是节约资源和能源，以 及保护环境的举措。一般认为，PVC热降解和光降解产生的HC1和HALS哌啶环的氨基会产生化学反应，因此妨碍了 HALS转 化为氮氧自由基和捕获高聚物降解所产生自由基的能力，使得HALS的活性降低甚至完全失去作用。最近发现，随 着PVC聚合工艺技术的发展和PVC质量的改善，以及PVC稳定剂效能的提高,PVC树脂因分解而产生的HC1已不 足以抑制HALS的作用了，HALS在PVC中应用的实例越来越多，而且取得了令人满意的效果。将HALS用于PVC压延农膜，试验中用HALS两个品种Tiangang HS-770和GW-540与TIANGANG UV-9 做对比，结论认为HALS对PVC具有光稳定作用，其效果优于二苯甲酮类光稳定剂，提高了 PVC耐光老化作用。 研究认为紫外线吸收剂TIANGANG UV-531和TIANGANG UV-9和HALS在PVC棚膜中有协冋作用；受阻胺 光稳定剂具有防止PVC棚膜发生“背板效应”因此认为HALS完全可以应用于PVC棚膜中。表177数据说明，增塑PVC透明膜中单独使用HALS的光稳定效果，与单独使用苯并三唑类TIANGANG UV-326或二苯甲酮类TIANGANG UV-531效果相当，然而复合应用效果优于单独应用；无论是单独应用或与紫 外线吸收剂TIANGANG UV-531复合应用，TIANGANG HS-944光稳定效果均比TIANGANG HS-770和 TIANGANG BW-10LD(622)优秀。表177透明0.2mm增塑PVC膜的光稳定性光稳定剂伸长保留率 2090KJ/cm2无00.3% UV-326750.3% UV-531720.3% HS-770660.3% BW-10LD(622)600.3% HS-944680.15% UV-326 + 0.15% HS-770900.15% UV-326 + 0.15% BW-10LD(622)850.15% UV-326 + 0.15% HALS944830.15% UV-531 + 0.15% HS-77087960.15% UV-531 + 0.15% HALS944TIANGANG HS-944 应用于 PVC 光稳定效果优于 TIANGANG HS-770 和 TIANGANG BW-10LD(622)原 因之一，是因为TIANGANG HS-770和TIANGANG BW-10LD(622)分子中除了哌啶环中氨基外，没有其它氨基， 而TIANGANG HS-944还有其它较多氨基，一方面可以吸纳PVC降解产生的HC1，因而保护了 TIANGANG HS-944哌啶环氨基少受HC1影响，降低了和HC1生产铵盐的机率，即使生成哌啶的铵盐，该盐和其它氨基反应后， 生成新的铵盐而再生了哌啶氨基，从而恢复了 HALS活性。另外，PVC中的热稳定剂，也很有可能和该氯化铵盐 反应，因此恢复了 HALS原有的各种功能。再者，TIANGANG HS-944分子内有太多的氨基，可以吸收很多PVC 降解产生的HC1,因而起到PVC稳定剂的作用。所以，HALS吸收HC1对PVC热、光稳定有弊亦有利，也是HALS 可用于PVC的理论根据之一。白色PVC型材在使用中变色问题一直是塑料门窗行业重点研究课题，王佩璋等人对白色PVC型材诸多因素 进行了研究，对比了紫外线吸收剂TIANGANG UV-531，受阻胺光稳定剂TIANGANG HS-944，抗氧剂B215、 光屏蔽剂氧化锌和钛白粉等对PVC硬质异型材的影响，试验配方见表178。表 178不同抗老化剂对型材变色的影响试验配方配方号12345PVC100100100100100稀土稳定剂33333CPE88888ACR22222轻质活性CaCO31010101010钛白粉44444荧光增白剂0.050.050.050.050.05群菁蓝0.020.020.020.020.02ZnO2一一一一TIANGANG UV-531一0.5一一一TIANGANG HS-944一一0.5一一抗氧剂B215一一一0.5一试验工艺参数混合工艺参数：高速混合出料温度120C ；低速冷却混合出料温度30C。挤出工艺参数：机筒温度：一区185C；二区181C；三区181C；四区181C；合流芯温度175C；机头温度:区185C；二区185C；主机螺杆转速10r/min；牵引速度2.0m/min；熔体压力8.0MPa；熔体温度194C。挤出后样条用紫外照射箱人工老化，照射灯功率20W，波长253.7nm。老化不同时间型材白度值衰减变化见表179。照射时间/h12345085.183.882.282.483.9284.283.582.081.582.91081.779.180.474.674.62572.171.077.371.069.44563.565.871.666.965.36560.463.168.064.062.68658.861.565.361.760.011156.257.560.056.054.613756.158.460.055.054.316054.457.358.953.952.822555.856.858.653.854.2表179不同抗老化剂对型材白度值变化结果方配试验结果说明，TIANGANG HS-944对硬质PVC型材的白度抗衰减能力比TIANGANG UV-531和B225强，添加0.5份TIANGANG HS-944比增加4份钛白粉或2份氧化锌效果都好。在此结论基础上，他们对TIANGANG表 180HS-944 添加量等配方进一步做了研究，配方见表180。一称123456789PVC100100100100100100100100100稀土稳定剂333333333CPE888888888PVC 型材最佳实验配方份配方号ACR222222222轻质活性CaCO3101010101010101010钛白粉444444444荧光增白剂0.050.050.050.050.050.050.050.050.05群菁蓝一0.020.0500020.05一0.05一0.02ZnO一一一333666酞菁蓝一0.0020.0050.005一0.0020.0020.005一TIANGANGHS-944一0.40.8一0.40.8一0.40.8表 181所得样条进行紫外人工老化，不同配方样条老化后白度变化见表181。人照射时间J/n123456789085.184.583.986.184.084.985.986.386.54866.968.569.874.669.175.574.674.880.97264.266.067.369.865.572.769.870.078.29561.464.265.366.663.270.066.666.975.911959.162.964.462.661.567.661.964.073.014352.658.360.556.557.463.559.061.069.816650.456.759.054.755.861.357.158.468.318952.358.259.853.961.657.359.668.068.0PVC 白度值变化结果配方号硬质PVC最佳实验配方老化试验表明，TIANGANG HS-944对其耐光氧化能力的影响最大，并经四因素正交设计试验，确定硬质PVC型材最佳配方列于表182。表 182硬质PVC型材最佳配方成份用量/份成份用量/份PVC100轻质活性CaCO310稀土稳定剂3荧光增白剂0.05CPE8群菁蓝0.02ACR2ZnO6钛白粉4TIANGANG HS-9440.8