更安全、更环保： PVC增塑剂替代品正迎来爆发期

为了让PVC更加柔韧，各种各样的增塑剂被加入其中，从而使得PVC能广泛用于游泳池衬垫、玩具，以及医疗设备和电缆绝缘材料等多个领域。

 

标题图：越来越多的低分子量邻苯二甲酸酯类增塑剂替代品进入市场

邻苯二甲酸酯类增塑剂虽然应用广泛，但出于毒理学方面的担忧，许多低分子量的邻苯二甲酸酯增塑剂已被逐步淘汰或正面临更多限制。欧洲化学工业委员会（European Chemical Industry Council ，简称Cefic）下属行业组织欧洲增塑剂协会表示，经过二十多年的广泛研究和监管，高分子量的邻苯二甲酸酯类增塑剂不存在同样的问题。

该组织在其网站上称：“在西欧目前生产的所有邻苯二甲酸酯中，高分子量邻苯二甲酸酯约占 85%。如今，最常用的高分子量邻苯二甲酸酯是邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）、邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP）和邻苯二甲酸二（2 - 丙基庚基）酯（DPHP）。在欧洲，低分子量邻苯二甲酸酯的使用正在减少，其产量占总产量的比例不到 11%，其中邻苯二甲酸二（2 - 乙基己基）酯（DEHP，也称为 DOP）是数量最多但正在减少的代表，而且DEHP仅在一些特定应用中使用。”

美国化学理事会（American Chemistry Council，简称 ACC）的高邻苯二甲酸酯小组表示，美国环境保护署（Environmental Protection Agency ，简称EPA）对DINP和DIDP的最终风险评估再次证实了这些物质在目前绝大多数应用中的安全性。这些评估是应这些物质的制造商于2019年提出的请求而进行的，最终风险评估报告于今年发布。

该小组称：“具体而言，EPA认定，在《有毒物质控制法》（Toxic Substances Control Act，简称TSCA）监管下的DINP和DIDP的使用不会对消费者、普通民众的健康或环境带来不合理的风险。这一结论再次肯定了DINP和DIDP制造商对这些化学物质在当前使用情况下的安全性的充分信心。”

该小组指出，在最终风险评估中，EPA认定在其评估的DINP的15种消费用途和32种工业及商业用途中，所有消费用途和 28 种工业及商业用途都是安全的，约占总产量的97%。同样，对于DIDP，在最终风险评估中，EPA认定在其评估的49种工业/商业/消费用途中，43种是安全的，约占总产量的99%。

该小组表示：“这些安全性评估对于制造商和消费者的信心非常重要：由制造商来申请做风险评估是开展透明、公平且基于证据的风险评估的一个重要途径，该风险评估严谨程度与EPA发起的风险评估相同——都要求使用最好的科学方法，并经过专家同行评审。虽然在一些特定的高暴露场景下进行的评估中，少数使用条件被认定存在不合理的风险，但在工业和商业环境中自动化设备和个人防护装备的常规使用下，这些极端使用条件不太可能存在。我们期待继续与 EPA 合作，帮助确保风险管理过程能反映实际情况，并支持这些重要化学物质的持续安全使用。”

 

非邻苯二甲酸酯的选择

多年来，制造商推出了各种化学成分的非邻苯二甲酸酯类增塑剂，使用量不断增加。

提供非邻苯二甲酸酯类 Citroflex 产品线的 Aurorium 公司发现，人们对生物基和非邻苯二甲酸酯替代品的关注度日益提高。该公司称：“这一趋势是由更严格的环境法规、不断提高的消费者意识以及对更具环境责任感的材料的需求所推动的。欧洲化学品管理局（ECHA）等监管机构已限制某些邻苯二甲酸酯在医疗设备、食品接触用途和其它消费品中的使用。因此，采用非邻苯二甲酸酯增塑剂的速度加快了。”

Aurorium 公司称，其 Citroflex B-6 增塑剂用于 PVC 医疗设备，可作为 DEHP 的直接替代品，具有许多医疗应用（如血液制品储存）所需的低温柔韧性。它在医疗领域已使用超过 20 年。该公司的 Citroflex A-4 增塑剂是一种部分生物基、无邻苯二甲酸酯的增塑剂，广泛用于医疗管材、食品包装膜、注塑产品（如儿童玩具和动物耳标）等领域。

伊士曼（Eastman）新推出的产品是 Benzoflex 172，这是一种单苯甲酸酯类增塑剂，适用于 PVC 塑溶胶或聚氨酯等其它中等极性聚合物。在塑溶胶中，与该公司的两种传统增塑剂（Benzoflex 131 和 Eastman TX1B）相比（图1），这种新型添加剂的增塑效率更高，且能降低粘度。在实验室测试中，Benzoflex 172 在提高柔韧性（即降低硬度）方面优于其它增塑剂，这也许能降低使用量。该公司表示，这种新型增塑剂还降低了熔融温度，这有利于 PVC 加工。

 

赢创的“新型标准增塑剂”

2024年末，赢创（Evonik）宣布将扩大其基于异壬醇（INA）的增塑剂产能，包括产品 ‌Elatur CH‌（二异壬基-1,2-环己烷二甲酸酯，DINCH）和 ‌Elatur DINCD‌（环己烷二甲酸酯）。该公司表示，近年来推出的这些产品已逐渐被其赢创奥克森诺（‌Evonik Oxeno‌）客户群体接纳为“新型标准增塑剂”。此次扩产将整合至德国马尔（Marl）现有C4工厂网络中（图2）。

 

图1：伊士曼（Eastman）的新型 Benzoflex 172 与伊士曼（Eastman）其它增塑剂的对比 © 伊士曼

 

赢创奥克森诺的氧代醇和增塑剂副总裁 Roland Pietz 说：“通过此次扩产，我们将确保欧洲生产基地为客户提供更高水平的供货稳定性与产品质量。”

Elatur DINCD 具有低温柔韧性和高抗紫外线性能，能显著增强制品的耐候性和耐用性。这种增塑剂于 2022 年推出，适用于室内和室外应用，如地板覆盖物和屋顶膜。

赢创称，Elatur CH（DINCH）可用于与人体密切接触的应用，如医疗设备。它具有低粘度、低迁移倾向、低温柔韧性和优异的毒理学特性。

Elatur TM，一种偏苯三酸酯，于 2023 年推出，用于高温电缆和汽车内饰件等应用。

该公司指出，其高分子量通用型 DINP 产品 Vestinol 9 仍然是其产品组合中的关键组成部分，并表示致力于确保为客户提供高水平的供应保障。

赢创奥克森诺提供可持续生产与供应方案：其产品可通过‌质量平衡法‌，使用‌生物基、生物循环或循环再生原料‌生产，或采用‌绿色能源‌工艺。

 

质量平衡法

质量平衡法作为一种核算生物基、可再生或化学回收原料使用情况的方法，正逐渐得到认可。这些替代原料在化工生产初始阶段就与传统化石原料混合使用，通过使用第三方（如国际可持续发展和碳认证 ISCC Plus）认证的核算方法，将替代原料的可持续属性赋予最终产品。大型化工企业表示，在当前替代原料产量尚不足以满足化工厂产能的产业转型初期，这种方法具有重要意义。同时对用户而言，这样做的好处在于无论原料来源如何，最终获得的化学品均保持相同特性——堪称“即插即用”型解决方案。

巴斯夫（BASF）工业石化产品行业经理 Patrick Harmon 在推出经 ISCC Plus 认证的含可持续成分的新型增塑剂时表示：“通过这些即插即用的解决方案，我们的客户将获得与传统材料相比碳足迹更低的产品，或者是一种通过使用塑料废弃物制成的原料来节省化石资源的产品；此外，客户无需进行任何技术改动。对于当今的制造商和消费者来说，减少化石资源的使用、降低温室气体排放和减少塑料废弃物三者之间是高度相关的。”

巴斯夫北美可持续增塑剂产品组合中的新产品在其位于得克萨斯州帕萨迪纳（Pasadena, Texas）和安大略省康沃尔（Cornwall, Ontario）的生产基地生产。这些生产基地和产品均通过了 ISCC Plus 体系认证。生物质平衡（Biomass-balanced，简称 BMB）增塑剂采用可再生原料制成，与传统同类产品相比，碳足迹更低。Ccycled 等级的产品使用源自塑料废弃物的回收原料。

巴斯夫表示，其提供的‌TOTM（偏苯三酸三辛酯）‌和‌TOTM-I‌（三-2-乙基己基偏苯三酸酯）产品，可提供生物质平衡（BMB）的版本，具体型号为Palatinol TOTM Advantage 50 和 Palatinol TOTM-I Advantage 50。TOTM 是电线电缆绝缘材料以及建筑、汽车和医疗市场中的重要增塑剂。

巴斯夫的对苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DOTP）增塑剂的两个新版本是 Palatinol DOTP Advantage 50（BMB）和 Palatinol DOTP Ccycled 产品。巴斯夫称，其 DOTP 获得了美国 FDA 的广泛食品接触许可，可用于柔性乙烯基和其它塑料产品。它具有良好的毒理学特性，获得了第三方组织 ChemForward的Safer认证，并被列入基于美国 EPA的Safer Choice标准的 CleanGredients 数据库。

豪华乙烯基地板（LVT）制造商 NOX 宣布，已与巴斯夫签署谅解备忘录，共同推动向 NOX 美国公司供应基于化学循环的 Ccycled DOTP，用于生产住宅和商用高性能 LVT。该公司还表示，已使用由可再生植物材料制成的经 ISCC Plus 认证的 PVC 生产地板。

 

图2：赢创一直在扩大增塑剂的产能 © 赢创

减少碳足迹

“可持续发展仍然是PVC制品的驱动力，即使在面临成本压力和市场竞争的情况下也是如此。” 生产非邻苯二甲酸酯类Pevalen系列增塑剂的珀斯托普（Perstorp）公司欧洲、中东和非洲地区业务经理Martin Hansson说，“我们看到品牌方正积极为潜在的法规变化做准备。对整合可再生和回收成分的重视正在影响采购和创新战略，推动构建更具循环性的价值链。”

该公司一直致力于降低其产品的产品碳足迹（PCF）。Pevalen Pro 36和Pevalen Pro 100 通过了ISCC Plus认证，并采用质量平衡法生产。该公司称，Pevalen Pro 100源自100% 可再生和回收原料，包括生物碳吸收在内，从摇篮到大门的PCF接近0千克二氧化碳当量/千克。Hansson说：“这使其成为低影响增塑剂应用的领跑者。”

嘉吉（Cargill）公司增塑剂高级业务开发经理 Ron Raleigh 表示，市场对当前增塑剂产品经济且可持续的替代品的需求一直存在，尤其是在面向消费者的市场中。嘉吉的生物基Biovero增塑剂可用于PVC材料。Raleigh表示，这些特种增塑剂也被视为密封剂技术中 “更环保” 的解决方案。

Versalis推出了Nareglax增塑剂，这是一种壬二酸与2-乙基己醇形成的二酯（DOZ）。该公司表示，壬二酸成分由Matrica公司使用欧洲产植物油生产，碳含量达38%。这种添加剂可在电线电缆、软管、薄膜和包装的低温应用中替代癸二酸二辛酯（DOS）和己二酸二辛酯（DOA）。该公司称，它具有良好的耐候性和电绝缘性能、增塑效率高、挥发性低且迁移率低。

德尼培医疗（TekniPlex Healthcare）推出了生物基PVC材料，该公司称其使用的树脂和增塑剂采用可再生能源和经ISCC Plus认证的生物属性类别原料制造。这些材料是传统医用级PVC的直接替代品，在北爱尔兰生产。该公司称：“随着医疗行业越来越强调环保和减少碳足迹，德尼培医疗的生物基医用级PVC材料在提升可持续性的同时，并未牺牲传统PVC材料所具备的可靠性能。”

该公司表示，与传统PVC树脂相比，这些新型材料可减少高达90%的二氧化碳排放，与传统PVC增塑剂相比，可减少约60%的二氧化碳排放。

 

协效剂

伽拉达化学（Galata Chemicals）研发出新型高效混合金属羧酸盐类热稳定剂，专门设计用于与该公司主推的生物基和生物属性增塑剂Drapex Alpha 200和Drapex Alpha 215一起用于柔性PVC材料中。

其中一种新型协同稳定剂Mark 3630还能显著提高含Drapex Alpha增塑剂的材料的抗紫外线稳定性和增塑剂持久性。
伽拉达化学全球技术总监Patrick Evans说：“与使用DOTP、DINP或TOTM以及混合金属羧酸盐稳定剂的传统材料相比，Mark 3630与Drapex Alpha 200的组合显著延长了PVC材料的添加剂渗出时间。”

协同稳定剂Mark 3620是专门为PVC电缆材料开发的。该公司称，与使用传统钙 / 锌稳定剂和邻苯二甲酸酯增塑剂的电缆材料相比，添加Mark 3620和Drapex Alpha的材料的刚果红分解时间延长了一倍以上。

伽拉达的顾问Peter Frenkel说，尽管具体效果因配方而异，但Drapex Alpha增塑剂与 Mark 3630或Mark 3620的高效性和协同作用通常能显著降低增塑剂和稳定剂的用量。

 

本文由荣格独家翻译自AMI《COMPOUNDING WORLD》
文 /  Jennifer Markarian

 

来源：荣格-《国际塑料商情》

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