稀土穩定劑

稀土穩定劑（XT－1、XT－2、XT－3）為PVC新型無毒熱穩定劑。

稀土複合穩定劑由稀土元素的羧酸鹽或脂肪酸鹽為主要組分而合成。它含有適量的稀土金屬成份。它不但可以取代鉛鎘鹽類和有機錫類等有毒穩定劑，而且具有相當好的熱穩定性、光穩定性和透明性及著色力，外觀呈白色或淡黃色粉末狀、片狀、液體。

基本介紹

• 中文名：稀土穩定劑
• 別名：稀土複合穩定劑
• 性質：PVC新型無毒熱穩定劑
• 用途：型材、管材、板材

產品用途

.XT－1型主要用於型材、管材、板材、片材等PVC製品；XT－2管件、扣板、注塑等PVC製品無毒高效透明；XT－3主要用於PVC透明製品,運輸帶、密封條、人造革、鞋底料、管材、門帘等，三者熱穩定性高於鉛鹽及複合穩定劑，本品價格低廉，是目前最有發展前途的一類穩定劑。

作用機理

PVC熱穩定劑的一般作用機理

1、與脫出的HCl反應，抑制自動催化。

2、置換PVC分子中不穩定的烯丙基Cl原子或叔碳位氯原子，抑制脫HCl。

3、與PVC分子中的雙烯發生加成反應，破壞共軛結構，防止色變。

4、捕捉自由基，阻止鏈式反應。

稀土穩定劑的作用機理

1、稀土在聚氯乙烯中的作用，用於其在成型過程中，受到了強熱和機械剪力的影響，致使聚氯乙烯結構式中的 B — 碳原子上的氯原子極易和相鄰的碳原子上的氫原子結合，放出 HCI 氣體，從而產生雙鍵，使相鄰的氯原子活化。該氯原子極不穩定，又促使了相鄰的碳原子放出 HCI 氣體形成多稀鏈段，使聚合物降解，從而影響了製品的機械強度，使壽命相應縮減。當加入稀土穩定劑後就可以緩慢反應速度，保持化學平衡，降低表面漲力，達到防止光熱和氧化作用，使塑膠製品中氯的活度降低，結構穩定，質量提高。用離子絡合觀點來分析，塑膠製品採用稀土做穩定劑，由於稀土在塑膠中起到淨化雜質作用，可促使高分子，聚合提高和分子量增加，從而產生了高分子鏈結構的主價鍵，斷裂力也此而增大，形成了一中絡合物鏈為主體的牢固地束縛在一起的結晶實體，使產品結構緻密，各種性能得到改善，使塑膠製品更清晰透明。

2、PVC加工性能的好壞往往根據加工過程中物料的流變性能和流動性能來進行評定。PVC複合物料在高速捏合過程中，因受到捏合機內槳葉、擋板、器壁間的強烈摩擦與剪下作用，溫度逐漸上升，PVC微粒子逐漸堆集為較大的顆粒，而較大顆粒又被剪下破碎為較小的顆粒，並和其它顆粒結合在一起，使平均粒度增大。當溫度達到120℃左右時，物料顆粒逐漸變大而均勻，小顆粒幾乎完全消失，物料顆粒產生凝膠化，使物料更均勻密實，有利於擠出塑化。

3、PVC粉料任何破碎細化的過程都是以有效的力傳遞為前提的。在稀土穩定劑中，稀土強酸金屬離子與PVC強鹼氯離子易形成絡合物，即稀原子Re和PVC鏈上的CI原子之間有很強的配位作用。一個稀土離子可能同時與兩個PVC鏈上不穩定CI原子形成配位健，使PVC分子間作用力得到增強，這有利於塑化成形的剪下力的傳遞，因而促進塑化，增加製品韌性。

4、PVC分子鏈上存在活化基團，它們在各種因素影響下會發生脫CL降解，降解是一個自動催化的過程，一旦發生HCL降解，材料顏色跟著變深並焦化，在稀土穩定劑中，稀土離子均有許多4fR5d的空電子軌道，它們作為配位中心離子可以接受6—12個配位體的孤電子對，同時它們有較大的離子半徑，因而有可能形成6—12個健能不等的配位健。這個特性不僅使稀土元素能與3—4個HCL形成離子健外，還能吸附若干個HCL分子形成健能不等的絡合物，即把CL原子吸附在稀土離子周圍而不參與催化脫反應，這就有力減少了熱降解HCL的濃度，有效降低了HCL的催化反應速度，阻止共軛雙鍵的產生，增加了PVC的熱穩定性。另外，稀土陽離子與PVC中的CL離子形成配位體後，使物料體系中各組分能很好地滲透到PVC粒子內，從而提高了物料流動性，相溶性，亦不影響PVC透明度。

5、稀土元素陽離子外圍有眾多的空軌道來接受配位體的孤電子，而且稀土金屬離子有較大的離子半徑，某些填料中的氧原子與氯原子相似，亦有幾個孤電子對，可與稀土離子形成配位鍵。鑭與氧的親和力很強，為此CaCO3與PVC的相溶性，可適當增加填料用量。配方中的有機物和無機物能夠與稀土離子形成各種各樣的配位體或螯合物，增加分子間的作用力，使無機物得到良好的包裹，改善製品性能。也就是說稀土穩定劑對PVC複合材料中各組分有 偶聯增容作用。

6、稀土元素具有吸收230-320納米紫外線的功能。稀土化合物中合適的陽離子基團能起置換PVC大分子上的烯丙基氯原子的作用，這就使稀土穩定劑能提高PVC的耐候性，延緩製品老化過程。

產品優點

（1）由於稀土原子的特殊結構，實際套用結果表明，稀土複合穩定劑能使PVC混合物料塑化均勻，塑化速率提高，改善物料的流動性，擠出加工工藝性好，產品質量穩定性高；

（2）由於稀土原子具有吸收紫外線，放出可見光的特性，進一步減少了紫外線對樹脂分子的破壞，能改善製品的戶外老化性能；

（3）由於稀土原子可以與很多有機物及無機物結合，並能使樹脂緊密包裹碳酸鈣，顧能使型材的抗衝擊度和門窗的焊角強度明顯提高；

（4）PVC塑膠門窗異型材用的稀土複合穩定劑可以做到無毒，無味，無放射性，熱光穩定性優於傳統的穩定劑，兼具偶聯增韌劑改善加工性等功能，套用稀土穩定劑可以降低PVC型材的綜合成本，有較高的性能/價格比；但應強調的是，稀土複合穩定劑合成技術的不同，產品中的陰陽離子，協效劑的種類，配比選擇不同，其最終產品的性能不同，應此使用過程中因給予充分注意。目前市售稀土複合穩定劑在套用中存在普遍的問題是：相對鉛系PVC穩定劑易析出，未能實現完全無鉛化。

用量、儲運與包裝

1、XT－1、XT－2、XT－3型號稀土穩定劑為25公斤紙袋或編織袋包裝，本品屬非危險品運輸,防日曬雨淋,陰涼通風處存放，保持期一年或更長。

2、推薦用量：1－6份。

發展現狀

隨著科學技術的進步，人們研究有特殊結果的輕稀土化合物作為PVC加工的PVC穩定劑，輕稀土無毒，無味，無放射性，相當於密度小，尤其是它的特殊的原子結構，作為PVC穩定劑具有較大的優越性。從理論上來說，稀土做為PVC穩定劑是較為理想的，但大量的試驗證明：純稀土化合物具有優良的長期穩定性，但初期著色性差，不能單獨作為主穩定劑使用，要作為完全無鉛化產品以滿足PVC製品的實際加工需要，還須配合其他優良助劑才能使用，但成本過高。目前用於PVC門窗框材的稀土穩定劑，是該領域的主流產品，但通過用性不強，推廣應受到一定限制，稀土穩定劑作為通用PVC穩定劑使用時須配合少量有協同功效的助劑才能達到降低成本，擴大適用面的目的，並提高稀土PVC穩定劑的環保水平