30.10.2025
Виниловый сайдинг: свинец уходит в прошлое
В статье представлены результаты внедрения комплексных кальций-цинковых стабилизаторов для экструзии сайдинга из поливинилхлорида, приведены методики и экспериментальные данные сравнительных испытаний с использованными ранее стабилизаторами на основе свинца. Также рассмотрены особенности технологии производства сайдинга, трудности, с которыми сталкиваются производители, показаны перспективы применения разработанных марок стабилизаторов при производстве других продуктов.
Виниловый сайдинг является отделочным фасадным материалом, который появился в США в конце 1950-х годов как более доступная и долговечная альтернатива алюминиевому сайдингу и деревянной обшивке, и в конце 1990-х годов
обрел популярность в России. Он представляет собой панели с замковым соединением и используется для облицовки наружных стен частных домов, обеспечивая декоративный внешний вид и защиту от атмосферных воздействий. До сегодняшнего дня сайдинг из ПВХ остается одним из самых доступных, долговечных и удобных способов отделки фасадов. Его популярность в России объясняется сочетанием устойчивости к суровому климату, низкой стоимости, простоты монтажа и широких декоративных возможностей. Виниловый сайдинг может имитировать фактуру деревянного бруса, бревен, природного камня, кирпича, оштукатуренной стены и других натуральных материалов, обеспечивая эстетичный внешний вид при меньших затратах на уход.
Виниловый сайдинг, как правило, имеет двухслойную структуру: внешний коэкструзионный слой и внутренний экструзионный слой. Каждый из них выполняет свои функции, и их совместная работа обусловливает прочность, долговечность и внешний вид продукта. Коэкструзионный слой обеспечивает устойчивость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным воздействиям, определяет цвет, глянец и визуальные характеристики. Внутренний слой отвечает за механическую прочность, воспринимает основную нагрузку при изгибах, монтаже, ударах, позволяет снизить себестоимость путем использования наполнителей и вторичного ПВХ.
Сложности производства
Производители винилового сайдинга сталкиваются с рядом технических и технологических проблем, которые напрямую влияют на качество продукции и могут стать причиной рекламаций от клиентов. Типичные сложности при производстве сайдинга включают выцветание или изменение цвета, тепловую деформацию, хрупкость, нестабильность геометрических размеров. Следует также отметить необходимость продолжительной безостановочной работы экструзионных линий на высоких скоростях свыше 40 м/мин, равномерного распределения компонентов, контроля толщины и прочностных характеристик. Таким образом, производство двухслойного винилового сайдинга требует точного подбора рецептур, контроля качества сырья и настройки режимов работы экструзионного оборудования.
Качество комплексного стабилизатора оказывает ключевое влияние на свойства винилового сайдинга как в процессе экструзии, так и в долговременной эксплуатации. Основная функция термостабилизатора — это предотвращение термоокислительной деструкции ПВХ при высоких температурах и значительных сдвиговых нагрузках, возникающих в процессе переработки. Он также отвечает за сохранение первоначального цвета и белизны, предотвращает обесцвечивание, работает совместно с диоксидом титана, замедляя фотоокисление, влияет на молекулярную структуру ПВХ и взаимодействие с модификаторами и наполнителями, участвует в контроле скорости пластикации, обеспечивает стабильную текучесть и предсказуемое расширение полотна при выходе из плоскощелевой фильеры.
Производители винилового сайдинга в России традиционно использовали свинцовые стабилизаторы. В связи с отсутствием в нашей стране экологических и регуляторных ограничений на использование свинца в фасадных материалах для наружного применения, многие переработчики до сих пор продолжают данную практику, но встречаются и исключения из общего правила. Один из крупных российских производителей сайдинга обратился в компанию «Химстаб» с запросом на разработку альтернативных безопасных кальций-цинковых решений.
Оборудование и стандарты испытаний
Для подготовки лабораторных образцов использовалась двухвалковая мельница с масляным нагревом и водяным охлаждением модели KL-157I (Hapro, Китай), работающая по стандарту ГОСТ 14333-79 «Вальцы резинообрабатывающие. Общие технические условия».
Проверка статической термостабильности проводилась с помощью аналитической системы для автоматического определения термостабильности поливинилхлорида «895 Professional PVC Thermomat» (Metrohm, Швейцария) по стандарту ISO 182-3:2023 «Пластмассы. Определение склонности соединений и продуктов на основе гомо- и сополимеров винилхлорида выделять хлорид водорода и любые другие кислотные продукты при повышенных температурах. Часть 3. Кондуктометрический метод».
Проверка динамической термостабильности и скорости пластикации проводилась на реометре крутящего момента MetaStation 4E (Brabender, Германия) по стандарту ASTM D2538-18 «Стандартная практика плавления соединений поливинилхлорида с использованием реометра крутящего момента».
Термостабильность в тепловой печи оценивалась в сушильном шкафу модели «UT-4686» (Ulab, Китай) по стандарту ASTMD2115-22 «Стандартная практика проверки термостабильности поливинилхлоридных композиций в тепловой печи».
Для измерения цвета образцов использовался спектрофотометр модели YS3060 D/8 (3NH, Китай), работающий по стандарту ASTM E1164-12 «Стандартная практика получения спектрометрических данных для оценки цвета объекта».
Проверка устойчивости к климатическим воздействиям проводилась с помощью везерометра для ускоренных испытаний на атмосферостойкость модели BGD 856 (Biuged, Китай) по стандарту ISO 4892 «Пластмассы. Методы экспонирования под лабораторными источниками света».
Результаты тестирования
Кальций-цинковый термостабилизатор «Химстаб КЦ Т 3238/4» для производства внутреннего слоя сайдинга был разработан в качестве альтернативы для стабилизатора Stabilox G-TU/179/1 (Reagens, Германия) на основе нейтрального стеарата свинца.
Данные показывают, что разработанный компанией «Хистаб» продукт имеет преимущества в отношении статической и динамической термостабильности. Уменьшенное время пластикации исключает необходимость дополнительного введения в рецептуру композиции ПВХ промоутеров плавления.
Результаты испытаний подтверждают улучшенные цветовые характеристики разработанного в компании «Хистаб» продукта.
Кальций-цинковый стабилизатор «Химстаб КЦ Т УФ 209» был разработан для производства внешнего слоя сайдинга в качестве альтернативы стабилизатора Stabilox EP 1022-23 (Reagens, Германия) на основе двухосновного фосфита свинца.
Данные подтверждают, что свинцовый стабилизатор имеет очень высокую термостабильность, но, по опыту специалистов компании «Химстаб», данное значение является существенно избыточным, и задача получения аналогичных результатов не ставилась. Значение статической термостабильности свыше 30 мин является более чем достаточным для стабильной работы коэкструзионной линии.
Результаты испытаний подтверждают хорошие характеристики первоначального цвета разработанного в компании «Химстаб» продукта, но окончательные выводы можно будет сделать только после получения результатов климатических испытаний.
Результаты испытаний убедительно доказывают улучшенную светостойкость разработанного в компании «Химстаб» продукта.
Промышленные испытания проводились на высокопроизводительной экструзионной линии Theysohn (Австрия) с экструдером TTM 138-28 и коэкструдером TTS 88-23 с параллельными шнеками. Кальций-цинковые термостабилизаторы успешно прошли у заказчика все этапы испытаний: опытные — в течение 1 ч, опытно-промышленные — в течение 8 ч и промышленные — в течение 24 ч непрерывной работы. В ходе экспериментов была получена продукция, полностью соответствующая нормам технических условий и не уступающая по качеству стандартным изделиям.
Для увеличения продолжительности работы экструзионных линий и снижения количества отложений на плоскощелевой фильере в рецептурах разработанных стабилизаторов использовались высококачественные синтетические смазки, поэтому на этапе промышленных испытаний у заказчика не возникло никаких сложностей.
На последнем этапе производитель принял решение о переходе на однопакетные стабилизаторы, включении в их состав модификаторов ударной прочности и текучести, что позволило ему отказаться от ручных развесок и полностью автоматизировать процесс загрузки всех компонентов в горячий смеситель.
Важные выводы
По результатам проведенных работ можно сделать следующие выводы.
Комплексный кальций-цинковый стабилизатор «Химстаб КЦ Т 3238/4» имеет хорошие показатели термостабильности и сохранения первоначального цвета, содержит в своем составе полноценный и сбалансированный комплекс смазок высокого качества и может быть рекомендован для использования в рецептуре внутреннего слоя сайдинга. Данная марка может также применяться при производстве труб и технических профилей для внутреннего применения.
Комплексный кальций-цинковый стабилизатор «Химстаб КЦ Т УФ 209» имеет хорошие показатели термостабильности, сохранения первоначального цвета, а также стойкости к воздействию УФ-излучения и климатическим факторам, содержит в своем составе полноценный и сбалансированный комплекс добавок высокого качества, может быть рекомендован для производства внешнего слоя сайдинга. Данная марка может также являться основой при производстве оконного профиля.
Свинцовые стабилизаторы не имеют значимых и недостижимых преимуществ по сравнению с современными кальций-цинковыми стабилизаторами. У российских переработчиков имеется возможность полностью отказаться от использования опасных веществ в своем производстве, как это уже было сделано в большинстве развитых стран мира.
Посмотреть в журнале
Артем КАССИН,
генеральный директор
ООО «Химстаб»
Виниловый сайдинг является отделочным фасадным материалом, который появился в США в конце 1950-х годов как более доступная и долговечная альтернатива алюминиевому сайдингу и деревянной обшивке, и в конце 1990-х годов
обрел популярность в России. Он представляет собой панели с замковым соединением и используется для облицовки наружных стен частных домов, обеспечивая декоративный внешний вид и защиту от атмосферных воздействий. До сегодняшнего дня сайдинг из ПВХ остается одним из самых доступных, долговечных и удобных способов отделки фасадов. Его популярность в России объясняется сочетанием устойчивости к суровому климату, низкой стоимости, простоты монтажа и широких декоративных возможностей. Виниловый сайдинг может имитировать фактуру деревянного бруса, бревен, природного камня, кирпича, оштукатуренной стены и других натуральных материалов, обеспечивая эстетичный внешний вид при меньших затратах на уход.
Виниловый сайдинг, как правило, имеет двухслойную структуру: внешний коэкструзионный слой и внутренний экструзионный слой. Каждый из них выполняет свои функции, и их совместная работа обусловливает прочность, долговечность и внешний вид продукта. Коэкструзионный слой обеспечивает устойчивость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным воздействиям, определяет цвет, глянец и визуальные характеристики. Внутренний слой отвечает за механическую прочность, воспринимает основную нагрузку при изгибах, монтаже, ударах, позволяет снизить себестоимость путем использования наполнителей и вторичного ПВХ.
Сложности производства
Производители винилового сайдинга сталкиваются с рядом технических и технологических проблем, которые напрямую влияют на качество продукции и могут стать причиной рекламаций от клиентов. Типичные сложности при производстве сайдинга включают выцветание или изменение цвета, тепловую деформацию, хрупкость, нестабильность геометрических размеров. Следует также отметить необходимость продолжительной безостановочной работы экструзионных линий на высоких скоростях свыше 40 м/мин, равномерного распределения компонентов, контроля толщины и прочностных характеристик. Таким образом, производство двухслойного винилового сайдинга требует точного подбора рецептур, контроля качества сырья и настройки режимов работы экструзионного оборудования.
Качество комплексного стабилизатора оказывает ключевое влияние на свойства винилового сайдинга как в процессе экструзии, так и в долговременной эксплуатации. Основная функция термостабилизатора — это предотвращение термоокислительной деструкции ПВХ при высоких температурах и значительных сдвиговых нагрузках, возникающих в процессе переработки. Он также отвечает за сохранение первоначального цвета и белизны, предотвращает обесцвечивание, работает совместно с диоксидом титана, замедляя фотоокисление, влияет на молекулярную структуру ПВХ и взаимодействие с модификаторами и наполнителями, участвует в контроле скорости пластикации, обеспечивает стабильную текучесть и предсказуемое расширение полотна при выходе из плоскощелевой фильеры.
Производители винилового сайдинга в России традиционно использовали свинцовые стабилизаторы. В связи с отсутствием в нашей стране экологических и регуляторных ограничений на использование свинца в фасадных материалах для наружного применения, многие переработчики до сих пор продолжают данную практику, но встречаются и исключения из общего правила. Один из крупных российских производителей сайдинга обратился в компанию «Химстаб» с запросом на разработку альтернативных безопасных кальций-цинковых решений.
Оборудование и стандарты испытаний
Для подготовки лабораторных образцов использовалась двухвалковая мельница с масляным нагревом и водяным охлаждением модели KL-157I (Hapro, Китай), работающая по стандарту ГОСТ 14333-79 «Вальцы резинообрабатывающие. Общие технические условия».
Проверка статической термостабильности проводилась с помощью аналитической системы для автоматического определения термостабильности поливинилхлорида «895 Professional PVC Thermomat» (Metrohm, Швейцария) по стандарту ISO 182-3:2023 «Пластмассы. Определение склонности соединений и продуктов на основе гомо- и сополимеров винилхлорида выделять хлорид водорода и любые другие кислотные продукты при повышенных температурах. Часть 3. Кондуктометрический метод».
Проверка динамической термостабильности и скорости пластикации проводилась на реометре крутящего момента MetaStation 4E (Brabender, Германия) по стандарту ASTM D2538-18 «Стандартная практика плавления соединений поливинилхлорида с использованием реометра крутящего момента».
Термостабильность в тепловой печи оценивалась в сушильном шкафу модели «UT-4686» (Ulab, Китай) по стандарту ASTMD2115-22 «Стандартная практика проверки термостабильности поливинилхлоридных композиций в тепловой печи».
Для измерения цвета образцов использовался спектрофотометр модели YS3060 D/8 (3NH, Китай), работающий по стандарту ASTM E1164-12 «Стандартная практика получения спектрометрических данных для оценки цвета объекта».
Проверка устойчивости к климатическим воздействиям проводилась с помощью везерометра для ускоренных испытаний на атмосферостойкость модели BGD 856 (Biuged, Китай) по стандарту ISO 4892 «Пластмассы. Методы экспонирования под лабораторными источниками света».
Результаты тестирования
Кальций-цинковый термостабилизатор «Химстаб КЦ Т 3238/4» для производства внутреннего слоя сайдинга был разработан в качестве альтернативы для стабилизатора Stabilox G-TU/179/1 (Reagens, Германия) на основе нейтрального стеарата свинца.
Данные показывают, что разработанный компанией «Хистаб» продукт имеет преимущества в отношении статической и динамической термостабильности. Уменьшенное время пластикации исключает необходимость дополнительного введения в рецептуру композиции ПВХ промоутеров плавления.
Результаты испытаний подтверждают улучшенные цветовые характеристики разработанного в компании «Хистаб» продукта.
Кальций-цинковый стабилизатор «Химстаб КЦ Т УФ 209» был разработан для производства внешнего слоя сайдинга в качестве альтернативы стабилизатора Stabilox EP 1022-23 (Reagens, Германия) на основе двухосновного фосфита свинца.
Данные подтверждают, что свинцовый стабилизатор имеет очень высокую термостабильность, но, по опыту специалистов компании «Химстаб», данное значение является существенно избыточным, и задача получения аналогичных результатов не ставилась. Значение статической термостабильности свыше 30 мин является более чем достаточным для стабильной работы коэкструзионной линии.
Результаты испытаний подтверждают хорошие характеристики первоначального цвета разработанного в компании «Химстаб» продукта, но окончательные выводы можно будет сделать только после получения результатов климатических испытаний.
Результаты испытаний убедительно доказывают улучшенную светостойкость разработанного в компании «Химстаб» продукта.
Промышленные испытания проводились на высокопроизводительной экструзионной линии Theysohn (Австрия) с экструдером TTM 138-28 и коэкструдером TTS 88-23 с параллельными шнеками. Кальций-цинковые термостабилизаторы успешно прошли у заказчика все этапы испытаний: опытные — в течение 1 ч, опытно-промышленные — в течение 8 ч и промышленные — в течение 24 ч непрерывной работы. В ходе экспериментов была получена продукция, полностью соответствующая нормам технических условий и не уступающая по качеству стандартным изделиям.
Для увеличения продолжительности работы экструзионных линий и снижения количества отложений на плоскощелевой фильере в рецептурах разработанных стабилизаторов использовались высококачественные синтетические смазки, поэтому на этапе промышленных испытаний у заказчика не возникло никаких сложностей.
На последнем этапе производитель принял решение о переходе на однопакетные стабилизаторы, включении в их состав модификаторов ударной прочности и текучести, что позволило ему отказаться от ручных развесок и полностью автоматизировать процесс загрузки всех компонентов в горячий смеситель.
Важные выводы
По результатам проведенных работ можно сделать следующие выводы.
Комплексный кальций-цинковый стабилизатор «Химстаб КЦ Т 3238/4» имеет хорошие показатели термостабильности и сохранения первоначального цвета, содержит в своем составе полноценный и сбалансированный комплекс смазок высокого качества и может быть рекомендован для использования в рецептуре внутреннего слоя сайдинга. Данная марка может также применяться при производстве труб и технических профилей для внутреннего применения.
Комплексный кальций-цинковый стабилизатор «Химстаб КЦ Т УФ 209» имеет хорошие показатели термостабильности, сохранения первоначального цвета, а также стойкости к воздействию УФ-излучения и климатическим факторам, содержит в своем составе полноценный и сбалансированный комплекс добавок высокого качества, может быть рекомендован для производства внешнего слоя сайдинга. Данная марка может также являться основой при производстве оконного профиля.
Свинцовые стабилизаторы не имеют значимых и недостижимых преимуществ по сравнению с современными кальций-цинковыми стабилизаторами. У российских переработчиков имеется возможность полностью отказаться от использования опасных веществ в своем производстве, как это уже было сделано в большинстве развитых стран мира.
Посмотреть в журнале