基本介紹
- 中文名：複合穩定劑
基本信息,配方,穩定機理,
基本信息
熱穩定劑的品種介紹——複合穩定劑
複合穩定劑可分為如下幾種：
1.一般都是淺黃色至黃棕色油狀液體，常溫下比重1.0-1.1，耐熱性良好，不受硫化物污染，與環氧增塑劑並用可提高穩定效果，它對發泡劑有活化作用。
2.液體鈣鋅複合物
由於組分不同，性質各異，一般是淺黃色至黃色的清澈油狀液體，常溫下比重為1.0-1.05。它是PVC的無毒穩定劑，主要用作食品包裝薄膜、器皿泡沫人造革的穩定劑。
3.基本組分包括：
(1)鋇鹽--可以是烷基酚鋇、2-乙基己酸鋇、月桂酸鋇（粉體複合用）、苯甲酸和取代苯甲酸鋇、新癸酸鋇等。鋇鹽在複合物中占6-7%，即與鎘鹽的比例大約是2:1-32(以金屬記，重量百分比，下同)。
(2)鎘鹽--可以是2-乙基己酸鎘、月桂酸鎘、油酸鎘、苯基酸和取代苯甲酸鎘、環烷酸鎘、新癸酸鎘等。鎘鹽在複合物中約占3-4%。
(3)鋅鹽——可以是2-乙基己酸鋅、月桂酸鋅（粉體複合用）、環烷酸鋅、新癸酸鋅、苯甲酸和取代苯甲酸鋅等。鋅鹽在複合物中占0.5-1%。
(4)亞磷酸脂—-可以是亞磷酸三苯酯、亞磷酸二苯一辛酯、亞磷酸二苯一癸酯、亞磷酸三(壬基苯酯)等。亞磷酸酯在複合物中約占15-20%(重量)，作螯合劑用。
(5)其它——包括少量2，6-二特丁基對甲酚、雙酚A，壬基苯酚等酚類抗氧劑及紫外線吸收劑，以及液體石蠟、白油、柴油、錠子油等礦物油作溶劑，另外還需加入少量高級醇等消泡劑。
液體鋇鎘鋅複合穩定劑由於組成不同，性質也各異。但一般是淺黃色至黃色清澈液體，常溫下比重0.95-1.02，粘度小於100厘泊，凝固點在-15℃左右。液體鋇鎘和液體鋇鎘鋅相似，都有優良的熱、光穩定性，初期著色性小，良好的透明性和色澤穩定性。它們的穩定作用較固體的複合皂類強，故用量可減少，一般為2-3份，不會發生粉塵中毒，且在一般增塑劑中完全溶解，有良好的分散性，析出傾向小。其中液體鋇鎘鋅的初期著色性比液體鋇鎘更小些。
4.鉛鹽穩定劑價格低廉，熱穩定性好，一直被廣泛使用，但鉛鹽的粉末細小，配料和混合中，其粉塵被人吸入會造成鉛中毒，為此，科技人員又研究出一種新型的複合鉛鹽熱穩定劑。這種複合助劑採用了共生反應技術將三鹽、二鹽和金屬皂在反應體系內以初生態的晶粒尺寸和各種潤滑劑進行混合，以保證熱穩定劑在PVC體系中的充分分散，同時由於與潤滑劑共熔融形成顆粒狀，也避免了因鉛粉塵造成的中毒。複合鉛鹽穩定劑包容了加工所需要的熱穩定劑組份和潤滑劑組份，被稱作為全包裝熱穩定劑。它具有以下的優點：
(1)複合熱穩定劑的各種組份在其生產過程中可得到充分混合，大幅度改善了與樹脂混合分散的均勻性。
(2)配方混合時，簡化了計量次數，減少了計量差錯的機率及由此所帶來的損失。
(3)簡便了輔料的供應和貯備，有利於生產、質量管理。
(4)提供了無塵生產產品的可能性，改善了生產條件。
配方
鈣鋅複合穩定劑配方
1：將粗羊毛酸在40-100℃下熔融。
2：將氫氧化鈉在50-100℃的乙醇水溶液中溶解，乙醇-水溶液為乙醇體積濃度80%-85%的乙醇-水混合液。
3：將步驟1熔融的羊毛酸逐漸加入到步驟2的溶液中，在50-100℃下攪拌皂化反應為1-4h，反應原理為RCOOH+NaOH→RCOONa+H2O，其中RCOOH為羊毛酸。
4：將反應液趁熱調整PH值為7-9，然後降溫至40-70℃，先加入一定體積比的反應液和水(體積比為1:9-1:4)，然後順次加入氯化鈣和七水硫酸鋅，反應1-4h後產物經抽慮、醇洗、水洗、烘乾研碎後即為成品。
原料配伍：本品中的羊毛酸與氫氧化鈉的質量配比是(5.3:3) - (8:1)；氯化鈣和七水硫酸鋅的質量比是(1:1) - (1.5:1)；鈣鋅無機鹽總量與粗羊毛酸的質量配比是(0.9~1):1。
產品套用：本品為PVC熱穩定劑，可廣泛用於PVC電線電纜、管材、型材、玩具、製鞋等領域。
套用是採用以下質量配比：PVC（SG-5）100，羊毛酸鈣鋅穩定劑3-5，BOVC-13為1.5-2，CPE(35%)8-10，活性輕鈣6-8，鈦白粉4-6，PE蠟0.5-1。
本品具有以下優點：
（1）產品外觀為淡黃色粉末，不具有原料羊毛酸的黑色外觀和臭味；能與PVC有很好兼容熱穩定性比其他鈣鋅穩定劑效果更好，可替代硬脂酸鈣鋅。
（2）原料來源廣泛，價格低廉，製備工藝簡單，易操作。
（3）安全環保，羊毛酸本身無毒且兼具保濕潤性能，將其用於PVC穩定劑尚屬首次
穩定機理
PVC的熱分解是從對熱敏感的部分放出HCl，在PVC結構中形成雙鍵，由於丙烯氯活性很高，可使反應不斷進行，繼續形成共軛雙鍵，成為多烯烴結構，引起製品著色。
當鈣鋅穩定劑複合時，首先，鋅皂在取代丙烯基氯的同時，伴有雙鍵轉移。使得多烯結構被破壞，抑制了變色。然而氯化鋅會沉澱在PVC中，對脫HCl有催化作用，使PVC不穩定，甚至黑化引起架橋作用。鈣皂再通過複分解反應把鋅皂與PVC中的穩定氯原子作用後生產的氯化鋅再生成鋅皂，從而一方面活化了鋅皂，從而一方面活化鋅皂，另一方面又抑制了氯化鋅的破壞作用。大量的有機化合物能極大的改善製品的初期著色，故也常用於穩定劑中以彌補鈣鋅穩定劑的前期著色的不足。
多元醇類也被用於PVC鈣鋅穩定劑中。多元醇的作用是通過螯合金屬氯化物來抑制劣化，此外多元醇還可以在金屬鹽的催化作用下置換丙烯基，對改善鈣鋅穩定劑的初期著色相也有較好的效果，但嚴重的壓析性影響了多元醇套用，同時在絕緣要求高的PVC製品中多元醇的套用受到限制。
酸吸收劑可以作為PVC的輔助穩定劑使用。人們推測他們能夠在降解反應點形成絡合物並使反應點活性降低，同時還能夠捕捉具有催化作用的活動的HCl能避免脫HCl的反應繼續進行。環氧化物也常與鈣鋅穩定劑並用，起到一定的協同效應。
總之，複合熱穩定劑有利於規模生產，為鉛鹽熱穩定劑的發展提供了新的方向。複合鉛鹽穩定劑一個重要指標是鉛的含量，目前所生產的複合鉛鹽穩定劑含鉛量一般為20%-60%；在PVC塑膠門窗型材生產上的用量為3.5-6份。
