“綠色、科技、人文”是2008年 奧運(yùn)會的三大主題。隨著奧運(yùn)場館 建設(shè)的開工以及承辦奧運(yùn)所需投 人的其他建設(shè)項(xiàng)目的啟動，建筑業(yè) 和建材工業(yè)將面對一個巨大的革 新，“綠色”建筑塑料已成為21世 紀(jì)建材工業(yè)的發(fā)展方向。熱穩(wěn)定劑 是PVC加工中的重要助劑，發(fā)展 “綠色”建筑塑料的要求也勢必導(dǎo) 致未來熱穩(wěn)定劑行業(yè)的主要發(fā)展 趨勢是高效、低毒、復(fù)合型、無污 染，無鉛類穩(wěn)定劑逐漸成為發(fā)展的 重點(diǎn)。根據(jù)我國國情和行業(yè)需求狀 況，發(fā)展具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的 低成本、高效、優(yōu)質(zhì)PVC無鉛穩(wěn)定 劑品種，完全替代有毒的重金屬類 熱穩(wěn)定劑和部分替代價(jià)格昂貴的 有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑，將是我國未來 穩(wěn)定劑行業(yè)發(fā)展的方向。稀土穩(wěn)定 劑作為無鉛熱穩(wěn)定劑的一種，將是 發(fā)展重點(diǎn)之一。
由于塑鋼有著生產(chǎn)能耗低、產(chǎn) 品強(qiáng)度高、隔熱保溫性能好、節(jié)能 效果佳、耐腐蝕、色澤美觀、不易變
形、阻燃自熄、經(jīng)久耐用等優(yōu)異特 性，被譽(yù)為繼木門窗、鋼門窗、鋁合 金門窗之后的第四代門窗，是當(dāng)今 世界建筑材料市場中最理想的節(jié) 能產(chǎn)品，因此，成為北京奧運(yùn)會的 絕大部分場館和基礎(chǔ)設(shè)施所涉及 的門窗材料的首選已是必然，目前 已逐漸在體育場館內(nèi)外落戶。
塑鋼的主要原材料PVC(聚氯 乙烯）作為5大通用塑料之一，具 有節(jié)能、節(jié)材、防腐、阻燃等優(yōu)點(diǎn)， 而且其生產(chǎn)消耗掉了電解鹽生產(chǎn) 燒堿時(shí)產(chǎn)生的大部分氯氣，有效的 減少了環(huán)境污染，使他在世界得到 迅速的發(fā)展和應(yīng)用，成為最主要的 生態(tài)化學(xué)建材之一。PVC屬熱敏性 塑料，加工溫度高時(shí)易降解，因此 必須在混合料中加人稱之為熱穩(wěn) 定劑的輔助材料才能生產(chǎn)。工業(yè)上 應(yīng)用的熱穩(wěn)定劑大致可分為鉛鹽 類和無鉛類穩(wěn)定劑。但是由于在成 本和穩(wěn)定效果方面具有優(yōu)越性，鉛 鹽穩(wěn)定劑一直是PVC制品熱穩(wěn)定 劑的首選，應(yīng)用最廣。然而，鉛、鎘
類穩(wěn)定劑的使用，一直以來是環(huán)境 保護(hù)主義者或綠色和平組織反對 PVC材料的焦點(diǎn)之一。近年來，全 球衛(wèi)生、安全、環(huán)保等方面的法規(guī) 日益嚴(yán)格，特別是“綠色奧運(yùn)”對于 共建“綠色、和諧社會”的要求，一 方面對PVC塑料助劑的功能、效 能、衛(wèi)生安全和環(huán)保性等都提出了 更新更高的要求，全球熱穩(wěn)定劑無 鉛化勢在必行；另一方面，也為 PVC無鉛穩(wěn)定劑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供 了良好的機(jī)遇和廣闊的市場。預(yù)計(jì) 2008年北京奧運(yùn)會的召開，將使得 塑鋼建材行業(yè)面臨著前所未有的 商機(jī)。
PVC無鉛穩(wěn)定劑國內(nèi)外研究進(jìn)展
目前，全球商品化的熱穩(wěn)定劑 已達(dá)數(shù)百種，其中無鉛類f、定劑主 要可分為復(fù)合穩(wěn)定劑、有機(jī)錫穩(wěn)定 劑、稀土穩(wěn)定劑三大類。目前國際 上工業(yè)化應(yīng)用的無鉛化PVC熱穩(wěn) 定劑主要是有機(jī)錫和金屬皂類鈣/ 鋅穩(wěn)定劑。美國等北美國家以發(fā)展 有機(jī)錫為主，歐洲、日本等以發(fā)展
立志欲堅(jiān)不欲銳，成功在久不在速。
金屬皂復(fù)合穩(wěn)定劑是指以金 屬皂類穩(wěn)定劑為主要組分，和其他 種類穩(wěn)定劑，如鉛類穩(wěn)定劑、有機(jī) 錫類穩(wěn)定劑等的復(fù)合產(chǎn)品。金屬皂 類穩(wěn)定劑一般是指重金屬，堿土金 屬與硬脂酸等生成的皂類，品種很 多。按照穩(wěn)定機(jī)理可將金屬皂類穩(wěn) 定劑分為兩類，即Cd、Zn類和Ba、 Mg、Ca類。金屬皂的熱穩(wěn)定性比鉛 鹽和有機(jī)錫類差，有一定潤滑作 用，無硫污染。兩大類金屬皂的穩(wěn) 定機(jī)理各不相同，復(fù)配得到的Ba/ Cd類等復(fù)合金屬皂類穩(wěn)定劑顯示 出協(xié)同效應(yīng)，可以提高對PVC的熱 穩(wěn)定效果。鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑無毒， 是國外的發(fā)展重點(diǎn)，但其熱穩(wěn)定性 較差，在改進(jìn)和提高其耐熱性時(shí)， 增加了成本，使其推廣不易，國際
析出，目前國際上鈣/鋅系列UPVC 配方工藝技術(shù)仍處于發(fā)展階段。
2.有機(jī)錫類穩(wěn)定劑
有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑的種類很多， 用于硬質(zhì)PVC的主要以硫醇丁基 錫為主，常輔以金屬皂類穩(wěn)定劑如 CdSt等，組成協(xié)同體系。有機(jī)錫類 穩(wěn)定劑具有高效熱穩(wěn)定性和良好 的耐候性，透明性優(yōu)良，無毒環(huán)保。 但是這類穩(wěn)定劑成本很高，比一般 鉛鹽穩(wěn)定劑貴大約4倍。有機(jī)錫穩(wěn) 定劑雖然穩(wěn)定性好，綜合效能優(yōu)， 但其價(jià)格昂貴，不同類型產(chǎn)品市場 價(jià)格約47萬元/噸，且多數(shù)產(chǎn)品有 異味，無毒品種少，西歐、日本等國 不予重點(diǎn)推行。
3.稀土類穩(wěn)定劑
PVC稀土熱穩(wěn)定劑是20世紀(jì) 70年代末由我國首先開發(fā)的。稀土
穩(wěn)定劑因其具有無毒、高效多功 能、價(jià)格適宜等優(yōu)點(diǎn)，適用于軟、硬 質(zhì)及透明與不透明的PVC制品，有 望逐步取代通用熱穩(wěn)定劑及有機(jī) 錫。同時(shí)，稀土熱穩(wěn)定劑還具有無 毒環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。各類稀土化合物的 經(jīng)口毒性均在低毒或者微毒的級 別。表2是稀土鹽類與鉛，鎘鹽類 的毒性比較。
稀土類熱穩(wěn)定劑主要包括輕 稀土鑭(La)、鈰(Ce)、欽(Nd)的有機(jī) 弱酸鹽和無機(jī)鹽。有機(jī)弱酸鹽的種 類有硬脂酸稀土、脂肪酸稀土、水 楊酸稀土、檸檬酸稀土、月桂酸稀 土、辛酸稀土等。劉建平等人對環(huán) 烷酸稀土、油酸稀土及環(huán)氧化油酸 稀土等有機(jī)弱酸稀土鹽的研究表 明，有機(jī)弱酸稀土鹽除了有明顯的 熱穩(wěn)定作用外，還可提高PVC制品 的耐堿腐蝕能力及濕熱老化性能。 一般來說，有機(jī)弱酸稀土鹽熱穩(wěn)定 劑與無機(jī)鹽稀土熱穩(wěn)定劑相比，對 PVC的熱穩(wěn)定性和加工性能的改 善，前者要優(yōu)于后者。
總體來說，各種單一類型稀土 熱穩(wěn)定劑穩(wěn)定效果優(yōu)于金屬阜類 穩(wěn)定劑，具有較好的長期熱穩(wěn)定 性，與其他種類穩(wěn)定劑之間有廣泛 的協(xié)同效應(yīng)，具有良好的耐受性， 不受硫的污染，儲存穩(wěn)定。趙勁松 等人開發(fā)的稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑 RHS-2是以硬脂酸稀土為主要原 料，與少量硬脂酸鋅、硫醇辛基酯 復(fù)合而成，產(chǎn)品無毒環(huán)保，穩(wěn)定效 果優(yōu)于鋇/鎘類熱穩(wěn)定劑，生產(chǎn)成本 較低。
稀土還與其他助劑元素具有 協(xié)同作用。研究表明，由于稀土元
鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑為主流。其主要性 市場售價(jià)約在2.54萬元/噸，且
素具有獨(dú)特的與CaC03的偶聯(lián)作 用，同時(shí)促進(jìn)PVC塑化效果，因而 可以增加CaC03的用量，減少加工 助劑ACR的使用，有效地降低成 本。趙勁松等人后續(xù)的研究也驗(yàn)證 了在用鋇/鋅復(fù)合物穩(wěn)定劑作PVC 及PVC/ABS合金的加工過程中， 加人少量稀土欽化物，特別是在有 能改善其初期著色性的助劑存在 下，可大大提高其熱穩(wěn)定性。廣東 煒林納功能材料有限公司以輕稀 土為主要原料，通過輕稀土的陽離 子與一種或幾種陰離子基絡(luò)合或 向其內(nèi)添加協(xié)同物料，研制出REC 系列稀土多功能熱穩(wěn)定劑。代表產(chǎn) 品是新一代的WWP系列復(fù)合穩(wěn)定 劑(稀土/鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑），他完 全無鉛化，其各種金屬含量如表3 所示。與WXC潤滑劑等有效物質(zhì) 復(fù)合而成，耐熱性能符合UPVC制 品加工要求，能進(jìn)一步延長生產(chǎn)周 期，提尚制品光殼度和持效性，并 能明顯抑制門窗型材等戶外制品 的表觀變色，投放市場應(yīng)用已初獲 成功=
此外，我國稀土資源極為豐 富，已探明的稀土儲量為3600萬 噸（RE0)，約占世界已探明的稀土 儲量的41.3%。目前我國稀土礦產(chǎn)
品的年產(chǎn)量和供應(yīng)量已占世界總 量的90%左右。另外隨著我國稀土 永磁、熒光粉（主要使用重稀土）等 產(chǎn)量的逐年增加，造成了約占稀土 總量60%~70%的鈰、鑭、鐠等輕稀 土的大量積壓，導(dǎo)致稀土產(chǎn)業(yè)存在 著嚴(yán)重的不平衡。因此，利用我國 資源優(yōu)勢開展無毒稀土熱穩(wěn)定劑 的研究有著十分重要的意義。
PVC無鉛穩(wěn)定劑國內(nèi)需求及產(chǎn)業(yè) 現(xiàn)狀
2003年全球塑料助劑總產(chǎn)值 為148億美元左右，總消費(fèi)量約為 816.5萬噸，預(yù)計(jì)2008年前用量將 以年均3.5%的速率遞增。2003年 世界塑料助劑按地區(qū)消費(fèi)結(jié)構(gòu)為： 亞太地區(qū)37%、北美27%、歐洲 25%,世界其他地區(qū)11%。預(yù)計(jì) 2008年以前，北美和歐洲塑料助劑 需求增長率為2%~3%、亞太地區(qū) 為4%~5%、H本僅有微小增長。根 據(jù)預(yù)測，增長率最高的國家是中 國，年均增幅高達(dá)8%~10%，中國 塑料助劑消費(fèi)增長比世界其他任 何國家都快。這與我國近些年來
PVC領(lǐng)域需求量逐年增長有密切 關(guān)系=根據(jù)“ I•五”及2010年化學(xué) 建材發(fā)展規(guī)劃，2010年需PVC樹 脂將達(dá)700萬噸，硬制品比例將進(jìn) 一■步提尚，到 2005 年 PVC 熱 穩(wěn)定劑的需求量 將達(dá)18萬噸。之 后隨著奧運(yùn)場館 的相繼建設(shè)，到 2008年以前，需 求量還會持續(xù)上 升。到2007年，中
國塑料助劑市場的增長有望超過 35億美元(28億歐元夂從2003年 起，增長幅度高于45%.
目前世界熱穩(wěn)定劑領(lǐng)域研究 開發(fā)的熱點(diǎn)是鉛、鎘的替代產(chǎn)品并 促進(jìn)其工業(yè)化生產(chǎn)。
有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑的開發(fā)主 要集中在如下幾個方面：（1)提高 和改進(jìn)原有類型穩(wěn)定劑的性能；(2) 開發(fā)新型有機(jī)錫穩(wěn)定劑；（3)可將 不飽和有機(jī)錫化合物直接同氯乙 烯共聚，改變樹脂的熱穩(wěn)定性，避 免了因?yàn)橄嗳菪圆缓枚l(fā)生的“滲 出”現(xiàn)象；（4)開發(fā)無異味的有機(jī)錫 產(chǎn)品。目前具有發(fā)展和應(yīng)用前景的 有機(jī)錫新產(chǎn)品主要有Cardinal公 司開發(fā)的77系列和100系列； Akcros公司開發(fā)的硬質(zhì)PVC異型 材的丁基錫新型熱穩(wěn)定劑；埃爾夫 阿托化學(xué)公司的丁基錫Stavinor系 列產(chǎn)品等。
我國熱穩(wěn)定劑的研究與生產(chǎn) 始于20世紀(jì)50年代末，主要是鉛 鹽類穩(wěn)定劑。90年代是熱穩(wěn)定劑發(fā) 展最快的時(shí)期，無塵復(fù)合鉛鹽、復(fù) 合有機(jī)熱穩(wěn)定劑、有機(jī)錫、有機(jī)銻、 稀土熱穩(wěn)定劑、P-二酮等相繼投 產(chǎn)，產(chǎn)量和質(zhì)量都有大幅度的提 高。目前我國熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)廠家近 百家，總產(chǎn)能力約17萬噸。但是產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)很不平衡，鉛鹽類產(chǎn)品約占 70%，且多數(shù)為傳統(tǒng)的二鹽、三鹽產(chǎn) 品，屬于高毒性低級產(chǎn)品。近年來 隨著我國塑料工業(yè)的蓬勃發(fā)展和 市場對塑料制品質(zhì)量的要求逐年 提高，有機(jī)錫類穩(wěn)定劑的引進(jìn)和應(yīng) 用逐漸擴(kuò)大。盡管有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑 優(yōu)異的綜合性能，但由于這類穩(wěn)定
