Des stabilisants sont ajoutés au PVC pour permettre son traitement et améliorer sa résistance en particulier dans les applications extérieures, aux intempéries et au vieillissement thermique et ont une influence importante sur les propriétés physiques des articles finis en PVC. Des facteurs tels que la technologie des procédés impliqués, les exigences techniques du produit final en PVC, les exigences réglementaires et le coût, influencent le choix du stabilisant utilisé.
Différents types de stabilisateurs en PVC
Stabilisants à base de calcium
Les stabilisateurs à base de calcium (y compris ceux en Ca-Zn) sont désormais largement utilisés dans les fils et câbles, dans les profilés de fenêtres et techniques (également en mousse) et dans tout type de tuyaux (tels que les tuyaux de sol et d'égout, les tuyaux à âme en mousse, la pression tuyaux, tuyaux ondulés, tuyaux de drainage des terres et conduits de câbles) ainsi que les raccords correspondants.
Des stabilisants à base de calcium ont également été introduits dans la production de films de calandrage rigide en PVC lorsque des caractéristiques organoleptiques améliorées sont nécessaires, par exemple comme alternative aux mercaptides d'étain dans les applications d'emballage alimentaire transparent ou comme alternative aux carboxylates d'étain dans les films soufflés en PVC rétractables et pour l'emballage de bonbons. De même, les stabilisants à base de calcium sont désormais une alternative aux métaux mixtes liquides (LMM) pour plusieurs applications flexibles, en particulier pour les intérieurs, lorsque des exigences strictes en matière de qualité de l'air sont en place (voir «Amélioration des COV» sous les stabilisants liquides).
Les membres de l'ESPA se sont engagés à utiliser de manière proactive dans leurs systèmes uniquement des molécules qui, à l'état actuel des connaissances, n'encourent pas de restrictions futures.
Stabilisateurs liquides
Les stabilisateurs métalliques mixtes liquides sont utilisés dans plusieurs applications flexibles en PVC comme: les films calandrés; profils extrudés; moulé par injection, semelles, chaussures; tuyaux et plastisols extrudés (revêtements de sol, revêtements muraux, cuir artificiel, tissus enduits, jouets).
Les systèmes de stabilisants métalliques mixtes liquides sont à base de carboxylates de Ba, Zn, Ca, Mg ou K. En général, les métaux mixtes liquides comme Ba-Zn, Ca-Zn et Mg-Zn nécessitent l'ajout de co-stabilisants, d'antioxydants et d'organophosphites pour fournir des performances optimales. Les costabilisateurs sont généralement appliqués au système de stabilisateur de métal mixte liquide. Pour ajuster la viscosité, différents solvants sont utilisés, notamment des solvants hydrocarbonés et des plastifiants.
Les stabilisateurs liquides Ba-Zn et les stabilisateurs liquides Ca-Zn ont remplacé avec succès les stabilisants à base de cadmium dans toutes les applications semi-rigides et flexibles en PVC.
Les stabilisants sont formulés pour répondre à des exigences spécifiques telles qu'une bonne couleur initiale, une stabilité à long terme, une bonne transparence, une bonne imprimabilité, une résistance aux intempéries, une résistance au vieillissement, une bonne compatibilité avec tous les types de PVC, avec des charges et des pigments. Un bon stabilisateur atteint le meilleur compromis possible de toutes les exigences nécessaires, y compris le coût.
Améliorations des COV
Ces dernières années, différentes technologies ont été introduites dans l'industrie pour améliorer les émissions de COV (composés organiques volatils) dans les articles flexibles, en particulier en ce qui concerne l'industrie du bâtiment et de la construction. De faibles émissions et une faible odeur sont les principales caractéristiques requises par l'industrie et des réductions des COV peuvent être obtenues en utilisant des solides Ca / Zn, des liquides et des pâtes sans phénol. Les stabilisateurs disponibles conviennent à tout type d'application PVC: transparent, chargé, pigmenté, technique et alimentaire. En cas de pâtes, le liquide transporté est généralement de l'ESBO ou des plastifiants.
Stabilisateurs d'étain
De loin, la plus grande utilisation des composés de l'étain est dans la stabilisation du PVC. Contrairement à l'Amérique du Nord, où les systèmes d'étain sont utilisés pour des applications de PVC presque entièrement rigides, la principale utilisation en Europe est pour les applications rigides et transparentes où des conditions de traitement rigoureuses nécessitent une stabilisation exceptionnelle.
En plus de maintenir une transparence élevée, les stabilisants à base d'étain fournissent également une très bonne couleur précoce (pas de jaunissement) et une très bonne rétention de couleur (retard de jaunissement). En raison de leur mécanisme de stabilisation rapide et complet, les stabilisateurs d'étain conviennent également pour une utilisation dans des applications opaques et en particulier lorsque des couleurs claires sont requises ou lorsque les exigences du processus sont exigeantes (extrusion de plaques épaisses, films pour meubles). De plus, les stabilisants à base d'étain offrent une très bonne aptitude à la transformation avec un haut débit et aucune sortie de plaque.
De plus, les stabilisateurs d'étain sont approuvés pour une utilisation dans des applications de contact alimentaire, des applications d'eau potable et certains stabilisateurs d'étain sont approuvés pour une utilisation dans des applications médicales rigides.
Des exemples d'applications où les stabilisants à base d'étain sont largement utilisés sont: les films calandrés pour les emballages pharmaceutiques ou alimentaires, les feuilles telles que les cartes de crédit, les feuilles et les revêtements, les tuyaux et profilés extrudés, les films soufflés extrudés, les raccords de moulage par injection et d'autres articles techniques.
Les stabilisants à base d'étain peuvent être divisés en deux groupes principaux, le premier contenant des stabilisants avec des liaisons étain-oxygène et les seconds stabilisants avec des liaisons étain-soufre.
Le premier groupe est constitué de carboxylates d'étain, qui offrent une excellente stabilité à la lumière et aux intempéries aux produits en PVC et trouvent une utilisation croissante en particulier dans les applications extérieures. Quelques exemples sont les panneaux transparents et les panneaux translucides à double paroi pour les serres. Des stabilisants spécifiques au sein de ce groupe - Octyltinmaleates - sont approuvés pour le contact alimentaire, pour la production de films soufflés en PVC, comme l'emballage de bonbons.
Le deuxième groupe est souvent décrit comme des mercaptides d'étain. Ces stabilisateurs sont très efficaces et permettent la production d'articles en PVC rigide même dans des conditions de traitement très exigeantes (calandrage, extrusion et moulage par injection). Les mercaptides d'étain ont une forte odeur caractéristique caractéristique, détectable pendant le traitement et dans de nombreux cas sur les articles finis en PVC. Ils présentent une stabilité à la lumière modérée. Les composés les plus puissants de la classe des mercaptides sont les dérivés d'esters de mercapto-acétate (thioglycolate) et ce sont les composés de l'étain les plus courants appliqués aujourd'hui. Les mercaptides d'étain sont généralement des mélanges de composés d'étain di-alkyle et mono-alkyle, dont le rapport peut être modifié pour créer des stabilisants appropriés avec les meilleures performances, principalement en fonction des technologies de traitement et de l'application finale du PVC. Les groupes alkyle sont les octyles, les méthyles et les butyles.
Les préoccupations et restrictions en matière de santé et d'environnement concernant les organostanniques spécifiques utilisés dans les peintures antisalissure (OTC) ont suscité des questions sur l'avenir des composés organostanniques. Des évaluations des risques sur divers composés organostanniques, y compris des stabilisants, ont été menées entre 2002 et 2007. Les décisions finales résultant de ces évaluations des risques ont conduit à certaines restrictions sur des applications spécifiques et ont précisé qu'il y avait encore un avenir pour les stabilisants organostanniques. La plupart des stabilisants organostanniques ont déjà été enregistrés REACH avec succès.
Stabilisateurs au plomb - éliminés
Traditionnellement, les composés à base de plomb ont été utilisés dans de nombreuses régions du monde pour stabiliser le PVC rigide pour l'industrie de la construction (par exemple, les tuyaux, les raccords et les profils) et dans le PVC flexible, principalement pour les fils et les câbles. La liste des substances enregistrées est disponible ci-dessous.
Les types de stabilisants au plomb sont le sulfate de plomb tétra-basique, le sulfate de plomb tri-basique, le phosphite de plomb di-basique, le phtalate de plomb di-basique, le stéarate de plomb di-basique, le stéarate de plomb neutre.
Le rapport coût / performance et les propriétés physiques des stabilisateurs à base de plomb, en termes d'excellente stabilité à la chaleur et à la lumière, une bonne résistance électrique, d'excellentes propriétés mécaniques à court et à long terme et une faible absorption d'eau, en ont fait les matériaux de choix pour de nombreuses durées de vie applications.
Cependant, des inquiétudes ont été exprimées quant aux effets néfastes possibles du plomb sur la santé et l'environnement.
Par conséquent, ESPA ainsi que l'engagement volontaire VinylPlus et EuPC (European Plastics Converters) se sont engagés à remplacer les stabilisants à base de plomb par des objectifs intermédiaires d'une réduction de 15% d'ici 2005 et de 50% d'ici à 2010. Depuis 2000, les producteurs de stabilisateurs ont commencé à remplacer le plomb. stabilisants à base principalement de stabilisants à base de calcium.
L'engagement d'éliminer 100% d'ici la fin de 2015 a été étendu à l'UE-27 en 2007 (UE-28 en 2014).
ZHEJIANGJIAAO ENPROTECH STOCK CO., LTD
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