浙江豐虹：水滑石賦能PVC熱穩定體係，助力行業綠色發展

水滑石在多個(ge) 領域展現出廣泛的應用潛力。作為(wei) 藥物載體(ti) ，它可以提高藥物的穩定性和生物利用度；與(yu) 聚合物、陶瓷等材料複合，可以改善材料性能；作為(wei) 催化劑或載體(ti) ，它可用於(yu) 有機合成、石油加工等領域；同時，它還具有優(you) 異的吸附性能，可用於(yu) 廢水處理、空氣淨化，吸附有害物質。此外，水滑石還是一種多功能的，能夠高效地吸收聚氯乙烯（PVC）熱分解時產(chan) 生的氯化氫（HCL），進而增強PVC的熱穩定性。

水滑石的化學組成可以表示為(wei) 化學組成可以表示為(wei) ：

其中M²⁺為(wei) Mg²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺等二價(jia) 金屬陽離子；M³⁺為(wei) Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Sc³⁺等三價(jia) 金屬陽離子；A為(wei) 陰離子，如CO₃²^-、NO₃^-、Cl^-、OH^-、SO₄²^-、PO₄³^-等無機和有機離子以及絡合離子。當x值在0.17-0.33之間時，能得到結構完整的LDHs。

總的來說，水滑石是一種具有獨特結構和多種功能的新型無機功能材料，在環保、催化、吸附、材料複合以及PVC穩定劑等領域有著廣泛的應用前景。

1.中和酸性物質(HCL吸收劑)

·作用機製:PVC在加工或使用過程中受熱會(hui) 釋放氯化氫(HCL)，進一步催化降解。水滑石的層狀結構富含堿性羥基( OH^-)和層間碳酸根( CO₃²^-)，可快速中和HCL，生成金屬氯化物(如MgCl₂、AlCl₃) 和CO₂/水，從(cong) 而阻斷自催化降解鏈反應。

·優(you) 勢:相較於(yu) 傳(chuan) 統堿性填料(如CaCO₃)，水滑石的中和能力更強且反應更溫和，避免局部過堿導致的“鋅燒”現象(鋅皂過早失效)。

2.離子交換與(yu) 協同穩定

·再生金屬皂:鈣鋅穩定劑中的金屬皂

(如硬脂酸鋅)在吸收HCL後會(hui) 轉化為(wei) ZnCl₂，失去活性。水滑石通過離子交換將CO₃²^-釋放，與(yu) Zn²⁺結合生成ZnCO₃，同時再生硬脂酸鋅，延長穩定劑壽命。

·抑製不良副產(chan) 物:通過固定Zn²⁺等金屬離子，減少其對PVC脫氯的催化作用，延緩材料黃變。

3.物理屏障效應

·層狀結構阻隔:水滑石的納米層狀結構在PVC基質中分散後，可物理阻隔HCL擴散和熱量傳(chuan) 遞，延緩降解進程。

4.改善加工性能

·潤滑作用:水滑石的片層結構在熔融PVC中起到內(nei) 潤滑作用，降低加工扭矩，提高生產(chan) 效率。

·分散性優(you) 化:其高比表麵積有助於(yu) 均勻分散其他穩定劑組分，提升體(ti) 係整體(ti) 效能。

5.光穩定性增強

·紫外線吸收:水滑石層板中的金屬氫氧化物可吸收部分紫外線，減少PVC因光氧化引發的降解，擴展應用場景至戶外製品。

6.環保與(yu) 安全優(you) 勢

·無毒替代:作為(wei) 環境友好材料，水滑石助力鈣鋅穩定劑替代有毒的鉛/鎘穩定劑，符合ROHS等環保法規。

協同效應總結：

水滑石與(yu) 鈣鋅皂形成“三位一體(ti) ”穩定體(ti) 係:鈣皂提供長期穩定性，鋅皂高效捕捉初期HCL，水滑石則中和殘留酸、再生活性組分並物理阻隔降解。此協同作用顯著提升PVC製品的熱穩定性、色澤保持及機械性能，廣泛應用於(yu) 電線電纜、建材等領域。

附:化學反應示例

·中和HCL: 

Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃·4H₂O+10HCl→6MgCl

·再生鋅皂: 

ZnCl₂+CO₃^2-→ZnCO₃+2Cl^-；    

ZnCO₃+2St^-→Zn(St)₂+CO₃^2-

通過上述多途徑作用，水滑石成為(wei) 鈣鋅穩定劑體(ti) 係中不可或缺的高效輔助組分。

采用二輥開煉機、流變儀(yi) 、熱壓機、熱烘箱實驗設備，對以硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、PVC樹脂粉、增塑劑為(wei) 主體(ti) 材料，加入不同比例的水滑石來分析研究PVC塑料製品的動態熱老化、和靜態熱老化情況。

動態老花實驗

1.實驗方法：

采用二輥設備，機台溫度200℃、相同的工藝參數，按照表1的材料配比，分別倒入二輥機器，進行壓延成型操作。物料倒入機器設備時開始記時，每隔5分鍾從(cong) 二輥設備中取出一小塊樣品，觀察材料的顏色變化。

2.材料配方（質量比）：

表1

3.實驗結果分析

通過圖1觀察，配方①，在30分鍾內(nei) ，顏色基本可以保持不變，到了35分鍾已經變黃，40分鍾黃色加深，40分鍾結束動態老化實驗。

配方②，在40分鍾內(nei) 變色不明顯，45分鍾變黃，50分鍾黃色加深。

配方③，在55分鍾內(nei) 變色不明顯，在75分鍾材料微黃，但是比配方②在45分鍾和配方①在35分顏色都要淺很多。

通過實驗得出配方③的動態熱老化情況好與(yu) 配方②與(yu) ①，而配方②動態熱老化情況又好於(yu) 配方①。

圖1

靜態老化試驗

1.實驗方法：

先采用流變儀(yi) 及熱壓機設備，設置相同的工藝參數，按照表2的材料配比，進行先流變、後熱壓進行製樣。將製做好的樣片，裁切成小方塊，設置烘箱溫度190℃，待烘箱溫度恒溫後，將小樣塊快速放入烘箱中，設置每隔固定時間取出一個(ge) 小樣塊，剩下的樣塊繼續放進烘箱內(nei) 烘烤。

3.實驗結果分析

通過圖2觀察，1號配方放進烘箱10分鍾後取出，完全變黑。     

2號配方在30分鍾後取出，完全變黑。

3號配方在70分鍾後取出，大部分變黑，沒有完全變黑。

4號配方在70分鍾後取出，沒有變黑。

圖2

實驗總結

1.在PVC製品中，使用的鈣鋅穩定劑中加入水滑石，起到協效熱穩定劑的作用，能夠提高

製品的熱穩定性效果。

2.隨著水滑石添加量的增多，製品動態熱穩定性和靜態熱穩定性會(hui) 同比例增強作用。

浙江豐(feng) 虹在水滑石研發與(yu) 應用領域的成功，不僅(jin) 是公司技術實力的體(ti) 現，更是對行業(ye) 綠色發展理念的踐行。未來，浙江豐(feng) 虹將繼續以技術創新為(wei) 核心，以環保與(yu) 安全為(wei) 目標，推動水滑石在更多行業(ye) 的應用，助力行業(ye) 實現高質量發展，為(wei) 全球新材料領域的發展貢獻更多力量。