金屬皂是由鹼金屬以外的金屬氧化物或鹽類與脂肪酸作用而生成的鹽類的通稱, 有時還包括環烷酸和樹脂酸或合成酸的金屬鹽類。金屬皂是一類很重要的工業原料, 可用作熱穩定劑、潤滑劑、脫模劑、乾燥劑、防腐劑、研磨劑、沉澱劑、防水劑、柔軟劑、增稠劑、阻燃劑、消泡劑…… , 廣泛地套用於塑膠、塗料、紡織、建築、日用化學、橡膠、食品、石油、金屬加工等行業。
基本介紹
金屬皂的製造方法,金屬皂的套用,
金屬皂不能通過油脂直接皂化得到，都是以脂肪酸鈉皂與相應的金屬鹽類溶液經複分解反應製得，也有用脂肪酸與金屬粉熔融法製得，但質量不高。常見的金屬皂有鈣、鎂、鋅、鉛、鋁、錳、鐵、鈷、鎳、鉬、鋇、鎘等。一般不溶於水，多數不溶於乙醇，有些能溶於松節油或溶劑汽油，有些能分散在其他有機溶劑或幹性油中。
金屬皂的製造方法
- 沉澱法
以鈉皂水溶液與金屬鹽反應生成金屬皂沉澱來製取產品。 - 熔化法
金屬氧化物、氫氧化物或碳酸鹽等在150～200℃下與脂肪酸反應。 - 金屬直接反應法
脂肪酸、金屬粉末及催化劑在不鏽鋼封閉容器中進行反應, 生成脂肪酸金屬皂, 並放出氫氣。這種反應速度很慢, 一般需要幾小時到十幾小時, 由於反應中有氫氣放出,需要封閉式不鏽鋼反應器, 而且催化劑價格昂貴, 因此這種方法在工業上一般不採用。 - 特殊形式金屬皂的製備
顆粒狀金屬皂—--將金屬皂製成顆粒狀的, 以便利運輸、操作和使用, 同時減少粉狀產品所帶來的種種缺點。顆粒狀金屬皂的一種簡便製法是在粉狀金屬皂中加石油系油類、增塑劑、潤滑劑、表面活性劑等升溫至100℃ , 高速攪拌3 ~ 10 分鐘, 這種方法只要一台帶高速攪拌器的混合器即可, 造粒時間3 一10分鐘。
金屬皂水分散體-----作為建築材科、紙張、木材等防水劑的金屬皂一般要求液沐產品。由於金屬皂大多為硬脂酸金屬鹽，而硬脂酸金屬鹽都為固體粉狀, 且不溶於水, 所以一般將這類固體的金屬皂用水和提離活性劑進行乳化。
金屬皂的套用
- 在塑膠工業中的套用
金屬皂在塑膠工業上用量要占金屬皂全部用量的一半左右。主要是作為塑膠的熱穩定劑, 其次是潤滑劑和脫模劑，還有用作聚氯乙烯的防霉劑。 - 在塗料工業中的套用
在塗料工業中, 金屬皂主要作為乾燥劑, 用來縮短塗料中脂肪成分氧化聚合乾燥的時間。塗料中所用的金屬皂乾燥劑可分成兩大類, 一類是作為主成分的, 一般用鈷、錳、鐵、鈰鹽; 另一類是起輔助乾燥作用的,一般用鉛、鈣、鋅、鋯鹽。作塗料乾燥劑的金屬皂大多為環烷酸、樹脂酸金屬鹽,這些金屬皂在使用時可用烴類有機溶劑進行處理。 - 在潤滑脂工業中的套用
潤滑脂中的金屬皂主要起膠化、提高傾點、增加稠度的作用,起到穩定作用。潤滑油添加脂肪酸鈣
、鋰皂等進行增稠後可製得潤滑脂。含複合鋁皂的潤滑脂可由異丙醇鋁同硬脂酸和苯甲酸反應後得到
。在鋁、鋇、鈣皂混合體以及鋰皂或鈉皂中配人1 % 魚油脂肪酸鉛和5 % 硫化改性油時, 製得的潤滑脂具有耐極壓特性。另外, 帶經基的硬脂酸鏗也可製造耐高壓潤滑脂。在金屬加工方面用到鋁皂、鉛皂、鎂皂
、鋅皂等, 例如在鋁管拉拔時所使用的配方中就含有硬脂酸鋁。 羧酸金屬皂作為潤滑劑和增稠劑可套用於不飽和聚酯中。 - 在紡織、建築材料、造紙等工業中的套用
在紡織工業中, 金屬皂主要用作防水劑。在建築材料工業中主耍用作防水劑、防結塊劑、增稠劑。在造紙工業中的金屬皂作施膠劑。在橡膠工業中則用金屬皂來改進產品性能, 可將其作為柔軟劑、顏料分散劑、增強劑、加硫促進劑, 鈣皂和鎂皂可防止橡膠的焦化, 鉛皂具有加硫促進作用, 環烷酸鑽和硬脂酸鑽可增迸橡膠對鋼鐵的粘合作用。 - 金屬皂的其它用途
金屬皂和顏料混合, 可使得金屬皂以膜狀形式包於顏料粒子表面, 利用金屬皂的特性, 使顏料分散於載色體中。在燃料中添加金屬皂起防沉澱作用。金屬皂在重油燃料中可提高熱焓及減少排放廢氣。鈣皂可減少油料燃燒廢氣中的有害物質。由2 一乙基己酸鋁、汽油、水及非離子表面活性劑組成的膠體曾被用於軍用燃燒彈。飛機發動機燃料油中添加環烷酸鋇、鎂可減少排氣煙霧。
金屬皂還可作為催化劑使用。丙烯液相反應製取環氧丙烷時用環烷酸鉑作催化劑。作為有機物氧化催化劑的有環烷酸鑽、錳、銅, 月桂酸銅、鈷、鎳、錳和鐵。
化妝品中的香粉、唇膏、雪花膏也用到金屬皂, 硬脂酸鋅、鎂用於爽身粉基劑, 油酸銅用作防腐殺菌劑。
金屬皂在電子工業用樹脂中, 以及在感光劑中也有套用。另外金屬皂還可作為阻燃劑、消泡劑、木材防腐劑等, 在蠟燭和蠟筆內，提高這些產品的熔點。
國外資料曾報導金屬皂在飼料中也大有套用前景, 除起防結塊作用外,對增進奶牛食慾和產奶量也有效果。
