pvc制品加工成型（不含锡儿童玩具用硬质PVC压延成型材料的加工工艺研究）
pvc制品加工成型（不含锡儿童玩具用硬质PVC压延成型材料的加工工艺研究）Key words: children’s toys without tin rigid PVC calendering environmental friendly Mg-Al-Zn compound stabilizer关键词：不含锡儿童玩具、硬质PVC压延，镁铝锌环保复合稳定剂目前儿童玩具用硬质PVC压延成型材料主要使用液态硫醇甲基锡和硫醇丁基锡等有机锡稳定剂，含硫有机锡热稳定剂在加工时有硫臭味，严重影响生产环境；另一方面PVC材料在制成玩具后，残留在玩具表面的有机锡容易带入儿童口中，从而影响到儿童的生长和发育。本文通过不含铅、锡等金属的镁铝锌环保复合稳定剂为试验标的，通过配方和生产工艺的调整，在儿童玩具用PVC材料生产制造中使用镁铝锌环保复合稳定剂取代有机锡稳定剂是切实有效的。At present rigid PVC calendaring materials for chi
作者：张焱1，周程波1，徐军2
（1、广州宏信塑胶工业有限公司 广东省广州市510700 2、肇庆市森德利化工实业有限公司 广东省肇庆市526060）
摘要
目前儿童玩具用硬质PVC压延成型材料主要使用液态硫醇甲基锡和硫醇丁基锡等有机锡稳定剂，含硫有机锡热稳定剂在加工时有硫臭味，严重影响生产环境；另一方面PVC材料在制成玩具后，残留在玩具表面的有机锡容易带入儿童口中，从而影响到儿童的生长和发育。
本文通过不含铅、锡等金属的镁铝锌环保复合稳定剂为试验标的，通过配方和生产工艺的调整，在儿童玩具用PVC材料生产制造中使用镁铝锌环保复合稳定剂取代有机锡稳定剂是切实有效的。
At present rigid PVC calendaring materials for children’s toys mainly use organotin stabilizers such as liquid methyl tin mercaptide stabilizers and butylmercaptooxo stannane stabilizers. Organotin heat stabilizers with sulphur produce sulfur odor during processing which seriously affects the production environment; on the other hand after the PVC materials are made into toys the organotin residue on the surface of the toys will be brought into the mouths of children easily which affects the growth and development of children. This paper reviews the test of environmental friendly Mg-Al-Zn compound stabilizers which contains no lead or tin through formula and production process adjustments proves that it is effective to replace organotin stabilizers with environmental friendly Mg-Al-Zn compound stabilizers as the PVC materials for the production of children’s toys.
关键词：不含锡儿童玩具、硬质PVC压延，镁铝锌环保复合稳定剂
Key words: children’s toys without tin rigid PVC calendering environmental friendly Mg-Al-Zn compound stabilizer
1、前言
PVC是目前世界上五大通用塑料之一，应用范围极广。然而PVC由于分子结构的原因热稳定性差，受热易降解，因此在PVC中必须加入热稳定剂以防止或减缓其在热加工和使用过程中的热降解。含硫有机锡热稳定剂是目前初期着色和持续稳定性最好的热稳定剂，但其重要缺点是加工时有硫臭味，严重影响生产环境。在我国，新型热稳定剂的生产与应用远远跟不上PVC工业的发展，加快、加强新型环保热稳定剂的开发和应用研究已成为一种必然。
硬质PVC压延用热稳定剂主要是铅盐与有机锡 这两类分别存在毒性强与成本高的问题。而镁铝锌复合稳定剂是全球公认的无毒稳定剂。本文所选用的镁铝锌环保复合稳定剂是以己二酸、硬脂酸或月桂酸为阴离子，镁、铝、锌金属为阳离子，同时含有季戊四醇或甘油酯为加工滑剂的盐基性化合物，其中MGO含量为2.5～4.5WT%，AL2O3含量为2.7～8.5WT%，ZNO含量为2.75～4.8WT%。上述主材料与具有主体笼式结构的化合物4X混合复配制备的镁铝锌复合稳定剂，利用阴阳离子在反应体系中的不对称性，阳离子在体系中过量，而提高了金属离子在化合物中的含量，从而具有优异的稳定性，能满足PVC各种加工方式的稳定性要求。
镁铝锌复合稳定剂为淡黄色粉末状，成分中不含重金属锡和铅，在加工过程中几乎不会挥发，没有硫臭味，对环境和身体不会造成伤害。
PVC儿童玩具材料使用有机锡稳定剂不符合欧盟环保要求，为了解决以上技术不足问题，本项目采用镁铝锌复合稳定剂和环氧大豆油协同效应替代耐热性较好的有机锡稳定剂，再通过调整滑剂和其它助剂用量，可满足生产加工要求，真正做到无毒环保，产品符合欧盟儿童玩具包装材料不含重金属要求。该项目产品适用于出口欧美的高档赛车、坦克、火车等玩具所使用的塑料轨道，也可印刷成各种精美的玩具广告，是制作儿童用玩具材料的理想选材。
2、试验部分
2.1 主要原料
PVC 日本钟渊/S-1008/k=60
有机锡稳定剂 台湾南亚/SD-4017BT
镁铝锌环保稳定剂 肇庆森德利/CZX系列
环氧大豆油 广州海珥玛/HM-01
2.2 主要试验仪器
试验用轧轮机/CR-OH-820，色差仪/SP-62
高速捏合机（200升）；冷却混合机（500升），江苏张家港亿利机械有限公司产；WE190型行星螺杆挤出机，上海洛鑫机器制造有限公司产；SY四辊压延机，张家港久阳机械有限公司。
2.3镁铝锌复合稳定剂在PVC压延片材中替代有机锡稳定剂稳定性的研究
2.3.1配方
2.3.2试验方法
TestRoll：196℃×0.4㎜，每3' 5' 8'……23'割6cm*6cm试片，冷却后测变黄指数(YID)。
2.3.3试验数据：
2.3.4小结
镁铝锌复合稳定剂2.0PHR的用量与1.2PHR的有机锡稳定剂稳定性相当；
镁铝锌复合稳定剂的稳定性能满足PVC各种加工方式的稳定性要求。
2.4 环氧大豆油与镁铝锌复合稳定剂稳定性协同效应的研究
2.4.1配方：
2.4.2 试验方法
TestRoll：196℃×0.4㎜，每3' 5' 8'……23'割6cm*6cm试片，冷却后测变黄指数(YID)
2.4.3试验数据：
2.4.4小结
环氧大豆油用量1.0 PHR稳定性与镁铝锌复合稳定剂0.2PHR稳定性相当，具有良好协同效应。
2.5镁铝锌复合稳定剂在试验室研究加工可行性
2.5.1试验配方
2.5.2试验方法
TestRoll：196℃×0.4㎜×3' 5' 8'……23' 比较滑性，粘轮时间在17-20分钟为宜
196℃×3'×0.4㎜ 停轮抽片，比较气斑，气斑少则说明塑化效果好
2.5.3试验结果：
2.5.4小结
①镁铝锌复合稳定剂本身自带滑性，取代有机锡稳定剂使用时，外部滑剂用量需酌情减量；
②镁铝锌复合稳定剂的塑化效果比有机锡稳定剂差，需要多加0.3 PHR的加工助剂；
③环氧大豆油具有一定的塑化效果。
3、镁铝锌复合稳定剂在PVC压延机加工可行性
3.1 压延流程：
3.2 试制配方
3.3 生产条件
3.5 小结
①镁铝锌复合稳定剂与环氧大豆油搭配使用，稳定性可以满足生产需求；
②环氧大豆油有一定的塑化效果；
③使用镁铝锌复合稳定剂，外部滑剂减量0.3 PHR，加工助剂增加0.3 PHR，混炼设备温度提高10-40℃，满足生产加工要求；
④使用镁铝锌复合稳定剂制得的儿童玩具PVC材料，外观品质和各项物理性能与使用有机锡稳定剂的产品相当，满足客户要求。
4、结论
镁铝锌复合稳定剂在儿童玩具用PVC材料的生产中，通过与环氧大豆油搭配使用不仅可提高稳定性，而且还可增加塑化效果；通过调整滑剂和加工助剂用量以及提高压延前段各设备温度可以改善混合料胶化度，在试验室模拟和现场试制中，加工过程均非常顺利，得到的产品物性与有机锡配方产品相当，满足客户品质要求，用镁铝锌复合稳定剂取代有机锡类稳定剂，可以制得不含锡儿童玩具用PVC材料。
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