PVC安定剤ポリ塩化ビニル（PVC）およびその共重合体の熱安定性を向上させる添加剤です。PVCプラスチックの場合、加工温度が160℃を超えると熱分解が起こり、HClガスが発生します。抑制しないと、この熱分解がさらに悪化し、PVCプラスチックの開発と応用に影響を与えます。
研究により、PVCプラスチックに微量の鉛塩、金属石鹸、フェノール、芳香族アミンなどの不純物が含まれていても、加工や用途には影響がないものの、熱分解をある程度抑制できることが分かっています。これらの研究は、PVC安定剤の開発と継続的な開発を促進しています。
一般的なPVC安定剤には、有機スズ安定剤、金属塩安定剤、無機塩安定剤があります。有機スズ安定剤は、透明性、耐候性、相溶性に優れているため、PVC製品の製造に広く使用されています。金属塩安定剤は通常、カルシウム、亜鉛、またはバリウムの塩を使用し、より優れた熱安定性を提供します。三塩基性硫酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛などの無機塩安定剤は、長期的な熱安定性と優れた電気絶縁性を備えています。適切なPVC安定剤を選択する際には、PVC製品の使用条件と必要な安定性特性を考慮する必要があります。異なる安定剤はPVC製品の物理的および化学的性能に影響を与えるため、安定剤の適合性を確保するには、厳格な処方とテストが必要です。さまざまなPVC安定剤の詳細な紹介と比較は次のとおりです。
有機スズ安定剤:有機スズ安定剤は、PVC製品に最も効果的な安定剤です。その化合物は、有機スズ酸化物または有機スズ塩化物と適切な酸またはエステルとの反応生成物です。
有機スズ安定剤は、硫黄含有型と硫黄非含有型に分けられます。硫黄含有型安定剤は安定性に優れていますが、他の硫黄含有化合物と同様に、風味や着色の問題があります。硫黄非含有型有機スズ安定剤は、通常、マレイン酸または半マレイン酸エステルをベースとしています。メチルスズ安定剤と同様に、耐熱性は劣りますが、光安定性は優れています。
有機スズ安定剤は主に食品包装や透明ホースなどの透明 PVC 製品に使用されます。
鉛安定剤:一般的な鉛安定剤には、二塩基性ステアリン酸鉛、水和三塩基性硫酸鉛、二塩基性フタル酸鉛、二塩基性リン酸鉛などの化合物があります。
熱安定剤としての鉛化合物は、PVC素材の優れた電気特性、低吸水性、屋外耐候性を損なうことはありません。しかしながら、鉛安定剤次のような欠点があります。
- 毒性があること
- 特に硫黄による交差汚染。
- 塩化鉛が発生し、完成品に縞模様を形成します。
- 重量比が重いため、重量/体積比が不十分になります。
- 鉛安定剤は、多くの場合、PVC 製品を直ちに不透明にし、長時間の熱にさらされるとすぐに変色させます。
これらの欠点にもかかわらず、鉛安定剤は依然として広く採用されています。電気絶縁用途では、鉛安定剤が好まれます。その汎用的な効果を活かし、ケーブル外皮、不透明PVCハードボード、硬質パイプ、人工皮革、インジェクターなど、多くの軟質および硬質PVC製品が実現されています。
金属塩安定剤： 混合金属塩安定剤様々な化合物の集合体であり、通常はPVCの特定の用途やユーザーに合わせて設計されます。この種の安定剤は、コハク酸バリウムとパーム酸カドミウムのみを添加することから、バリウム石鹸、カドミウム石鹸、亜鉛石鹸、有機亜リン酸塩を酸化防止剤、溶剤、増量剤、可塑剤、着色剤、紫外線吸収剤、光沢剤、粘度調整剤、潤滑剤、人工香料と物理的に混合することへと進化しました。その結果、最終的な安定剤の効果に影響を与える要因は数多く存在します。
バリウム、カルシウム、マグネシウムなどの金属安定剤は、PVC素材の初期の色を保護することはできませんが、長期的な耐熱性を提供します。このように安定化されたPVC素材は、最初は黄色/オレンジ色ですが、徐々に茶色に変化し、一定の熱を加えると最終的に黒色になります。
カドミウム系安定剤と亜鉛系安定剤は、透明性が高く、PVC製品の本来の色を維持できるため、最初に使用されました。カドミウム系安定剤と亜鉛系安定剤が提供する長期的な熱安定性は、バリウム系安定剤よりもはるかに劣っており、バリウム系安定剤は、ほとんど、あるいは全く兆候なく突然完全に劣化する傾向があります。
金属塩安定剤の効果は、金属比に加えて、その塩化合物にも関連しています。塩化合物は、PVCの潤滑性、流動性、透明性、顔料の色変化、熱安定性といった特性に影響を及ぼす主な要因です。以下に、一般的な混合金属安定剤をいくつか示します：2-エチルカプロエート、フェノレート、ベンゾエート、ステアレート。
金属塩安定剤は、食品包装、医療消耗品、医薬品包装などの軟質 PVC 製品や透明軟質 PVC 製品に広く使用されています。
投稿日時: 2023年10月11日