“绿色、科技、人文”是2008 年奥运会的三大主题。随着奥运 场馆建设的开工以及承办奥运 所需投入的其他建设项目的启 动，建筑业和建材工业将面对一 个巨大的革新，“绿色”建筑塑料 已成为2 1世纪建材工业的发展 方向。热稳定剂是PVC加工中的 重要助剂，发展“绿色”建筑塑料 的要求也势必导致未来热稳定 剂行业的主要发展趋势是高效、 低毒、复合型、无污染，无铅类稳 定剂逐渐成为发展的重点。根据

我国国情和行业需求状况，发展具有我国自主知识产权的低成本、高 效、优质PVC无铅稳定剂品种，完全替代有毒的重金属类热稳定剂和 部分替代价格昂贵的有机锡类热稳定剂，将是我国未来稳定剂行业发 展的主要方向。稀土稳定剂也将作为重点之一。

 

为了体现“绿色奥运”这一主题，奥运相关的_切基础设施都将 围绕环保、节能、和谐等目标陆续开展。随着奥运场馆建设的开工以 及承办奥运所需投入的其他建设项目的启动，建筑业和建材工业将 面对一个巨大的革新，“绿色”建筑塑料已成为21世纪建材工业的发 展方向。由于塑钢有着生产能耗低、产品强度高、隔热保温性能好、节 能效果佳、耐腐蚀、色泽美观、不易变形、阻燃自熄、经久耐用等优异 特性，被誉为继木门窗、钢门窗、铝合金门窗之后的第四代门窗，是当 今世界建筑材料市场中最理想的节能产品，因此，成为本次奥运会的 绝大部分场馆和基础设施所涉及的门窗材料的首选已是必然，目前

 

已逐渐在体育场馆内外落户。预 计2008年北京奥运会的召开，将 使得塑钢建材行业面临着前所 未有的商机。

 

塑钢的主要原材料PVC (聚 氢乙烯）作为5大通用塑料之一， 具有节能、节材、防腐、阻燃等优 点，而且其生产消耗掉了电解盐 生产烧碱时产生的大部分氯气， 有效的减少了环境污染。这使它 在全世界得到迅速的发展和应 用，成为最主要的生态化学建材 之一。PVC属热敏性塑料，加工 温度高时易降解，因此必须在混 合料中加入称之为热稳定剂的 辅助材料才能生产。工业上应用 的热稳定剂大致可分为铅盐类 和无铅类稳定剂。但是由于在成 本和稳定效果方面具有优越性， 铅盐稳定剂一直是P VC制品热

稳定剂的首选，应用最广。然而，铅、镉类稳定剂的使用，一直以来是 环境保护主义者或绿色和平组织反对PVC材料的焦点之一。近年 来，全球卫生、安全、环保等方面的法规曰益严格，特别是“绿色奥运” 对于共建“绿色、和谐社会”的要求，一方面对PVC塑料助剂的功能、 效能、卫生安全和环保性等都提出了更新更高的要求，全球热稳定 剂无铅化势在必行；另一方面，也为PVC无铅稳定剂产业的发展提供 了良好的机遇和广阔的市场。

 

PVC无铅稳定剂国内外研究进展

 

目前，全世界商品化的热稳定剂已达数百种，其中无铅类稳定剂 主要可分为复合稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂三大类。目前国 际上工业化应用的无铅化PVC热稳定剂主要是有机锡和金属皂类钙/ 锌稳定剂。美国等北美国家以发展有机锡为主，欧洲、日本等以发展 钙/锌复合稳定剂为主流。其主要性能对比如表1所示。

 

(-)金属皂复合稳定剂

 

金属皂复合稳定剂是指以金属皂类稳定剂为主要组分，和其他 种类稳定剂，如铅类稳定剂，有机锡类稳定剂等的复合产品。金属皂 类稳定剂一般是指重金属，碱土金属与硬脂酸等生成的皂类，品种很 多。按照稳定机理可将金属皂类稳定剂分为两类，即Cd、Zn类和Ba、 Mg、Ca类。金属皂的热稳定性比铅盐和有机锡类差，有一定润滑作

表1各类热稳定剂性能与应用比较

技术特性 金属皂类 有机禅 有机镑类 铅盐类

Ba/Cd Ba/Cd/Zn Ca/Zn (液体） Ca/Zn (粉体） 硫醇锡 羧酸锡

热稳定性 2 3 4 4 2 1 3 2

光稳定性 1 1 4 3 3 2 1 2

润滑性 1 3 3 2 2 2 4 1

透明性 3 2 2 2 2 1 1 3

压析性 3 2 2 2 1 1 1 3

气味 1 2 1 1 2 2 2 1

粘性 3 1 1 3 2 2 1 5

PVC制品 管和室内型材 4 5 5 1 1 4 1

薄膜片材 3 3 5 4 3 1 2 1

吹塑件 3 4 4 3 3 1 4 2

注塑件 3 4 5 5 4 1 4 2

泡沫制品 2 3 4 4 2 1 4 3

聚氣乙稀糊 4 2 3 3 2 2 1 5

板和室外型材 2 4 5 5 4 1 2 3

 

注：“1”表示最好；“2”、“3”次之；“4”更差；“5”表示不适用。

 

用，无硫污染。两大类金属皂的 稳定机理各不相同，复配得到的 Ba/Cd类等复合金属皂类稳定剂 显示出协同效应，可以提高对 PVC的热稳定效果。钙/锌复合稳 定剂无毒，是国外的发展重点， 但其热稳定性较差，在改进和提 高其耐热性时，增加了成本，使 其推广不易，国际市场售价约在 2.5万~4万元"，且钙/锌复合稳 定剂在加工过程中易析出，目前 国际上钙/锌系列U PVC配方工 艺技术仍处于发展阶段。

 

(二）有机锡类稳定剂

 

有机锡热稳定剂的种类很

 

多，用于硬质PVC的主要以硫醇 丁基锡为主，常辅以金属皂类稳 定剂如CdSt等，组成协同体系。 有机锡类稳定剂具有高效热稳 定性和良好的耐候性，透明性优 良，无毒环保。但是这类稳定剂 成本很高，比一般铅盐稳定剂贵 大约4倍。有机锡稳定剂虽然稳 定性好，综合效能优，但其价格 昂贵，不同类型产品市场价格约 4万~7万元/t,且多数产品有异 味，无毒品种少，西欧、曰本等国 不予重点推行。

 

(三）稀土类稳定剂

 

PVC稀土热稳定剂是20世 纪7 0年代末由我国首先开发的。 稀土稳定剂因其具有无毒、高效 多功能、价格适宜等优点，适用 于软、硬质及透明与不透明的 PVC制品，有望逐步取代通用热 稳定剂及有机锡。同时，稀土热 稳定剂还具有无毒环保的优点。

表2几种盐类的毒性比较

化合物种类 氯化铅 氯化镉 醋酸镧 氧化铈

半数致死量mg/kg 50 88 10000 4058

毒性级别 南毒 高毒 微毒 低毒

生物枳累性 有 有 无 无

 

各类稀土化合物的经口毒性均在低毒或者微毒的级别。表2是稀土盐 类与铅，镉盐类的毒性比较。

 

稀土类热稳定剂主要包括轻稀土镧（La )、铈（Ce )、钕（Nd )的有 机弱酸盐和无机盐。有机弱酸盐的种类有硬脂酸稀土、脂肪酸稀土、水 杨酸稀土、柠檬酸稀土、月桂酸稀土、辛酸稀土等Q刘建平等人对环烷 酸稀土、油酸稀土及环氧化油酸稀土等有机弱酸稀土盐的研究表明， 有机弱酸稀土盐其除了有明显的热稳定作用外，还可提高PVC制品的 耐碱腐蚀能力及湿热老化性能。一般来说，有机弱酸稀土盐热稳定剂 与无机盐稀土热稳定剂相比，对PVC的热稳定性和加工性能的改善， 前者要优于后者。

 

总体来说，各种单一类型稀土热稳定剂稳定效果优于金属皂类 稳定剂，具有较好的长期热稳定性，与其他种类稳定剂之间有广泛的 协同效应，具有良好的耐受性，不受硫的污染，储存稳定。赵劲松等人 开发的稀土复合热稳定剂RHS-2是以硬脂酸稀土为主要原料，与少 量硬脂酸锌、硫醇辛基酯复合而成，产品无毒环保，稳定效果优于钡/镉 类热稳定剂，生产成本较低。

 

稀土还与其他助剂元素具有协同作用。研究表明，由于稀土元素 具有独特的与CaC〇3的偶联作用，同时促进PVC塑化效果，因而可以 增加CaC〇3的用量，减少加工助剂ACR的使用，有效地降低成本。赵劲 松等人后续的研究也验证了在用钡/锌复合物稳定剂作PVC及PVC/ ABS合金的加工过程中，加入少量稀土钕化物，特别是在有能改善其 初期着色性的助剂存在下，可大大提高其热稳定性。广东炜林纳功能 材料有限公司以轻稀土为主要原料，通过轻稀土的阳离子与一种或几 种阴离子基络合或向其内添加协同物料，研制出R EC系列稀土多功能 热稳定剂。代表产品是新一代的WWP系列复合稳定剂（稀土/钙/锌复 合稳定剂），它完全无铅化，其各种金属含量如表3所示Q与WXC润滑 剂等有效物质复合而成，耐热性能符合UPVC制品加工要求，能进一 步延长生产周期，提高制品光亮度和持效性，并能明显抑制门窗型材 等户外制品的表观变色，投放市场应用已初获成功。

 

此外，我国稀土资源极为丰富，已探明的稀土储量为3600万t (折 成氧化物），约占全世界已探明的稀土储量的41.3%。目前我国稀土矿 产品的年产量和供应量已占世界总量的9 0 %左右。另外随着我国稀土