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穩(wěn)定劑的種類及趨向

發(fā)布時間:2012-03-09 來源: 環(huán)球塑化網(wǎng) 專題: 塑料助劑 打印
              穩(wěn)定劑的種類及趨向

  穩(wěn)定劑及其不同的組合種類繁多,為了更好地掌握它的性能與特點(diǎn),必須進(jìn)行分類。在已有的幾種分類方法中,最明顯的是依其化學(xué)組成來進(jìn)行分類,其次是按其熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性、電氣性和用于硬質(zhì)或軟質(zhì)制品的透明或不透明性、有毒或無毒等等各種不同場合進(jìn)行分類?,F(xiàn)將穩(wěn)定劑的主要種類分述如下:

  1、鉛系穩(wěn)定劑

  鉛系穩(wěn)定劑由于價格低廉、穩(wěn)定效果好,因此是目前使用最廣泛的穩(wěn)定劑,它的特點(diǎn)是:

 ?、匐娦阅軆?yōu)越,大量應(yīng)用于制造絕緣制品;

 ?、谟捎谂cHCI反應(yīng)生成穩(wěn)定的 ,適宜于制造不透明制品;

  ③吸水性小,適宜于潮濕環(huán)境下使用,由于它具有毒性,因此不適宜用作低毒或無毒制品,此外它還具有硫化污染作用。

  鉛系穩(wěn)定劑有以下幾種:

  (1)三鹽基性硫酸鉛(3PbO·PbSO4·H2O ):是目前使用量最多的一種穩(wěn)定劑,對HCl的吸收力大、遮光性好,故耐氣候性良好,最適宜用于軟質(zhì)及硬質(zhì)的擠壓過程中,亦適用于電氣性能要求高的產(chǎn)品。

  (2)二鹽基性亞磷酸鉛(2PbO·PbHPO3·1/2H2O ):它對HCl的吸收稍低于三鹽基性硫酸鉛,但它的防熱、防光性能良好,對紫外光有屏蔽作用,并具有抗氧劑的性能,在聚氯乙烯糊中特別有用,但超過300°C時,容易使制品產(chǎn)生氣泡,故不宜用于加工溫度過高的場合。它與適當(dāng)?shù)臐櫥瑒┎⒂?,初期穩(wěn)定性好。

  (3)鉛白[鹽基性碳酸鉛,2PbCO3·Pb(OH)2 ]:它也是HCl良好的吸收體,各種性能都良好,主要用于普通軟質(zhì)壓延制品,電纜護(hù)層,但不適宜用于溫度過高或加工時間較長的場合,因?yàn)榇藭r它容易產(chǎn)生氣體而使制品起泡。

  (4)二鹽基性苯二甲酸鉛:耐熱性較好,適用于耐熱制品,同時因它具有苯二甲酸基,因此與苯二甲酸酯類增塑劑并用時,相溶性好,光穩(wěn)定性亦好,目前多半用于高溫制品中。此外,在生產(chǎn)泡沫聚氯乙烯制品時與偶氮二甲胺并用,發(fā)泡性很好。

  (5)二鹽基性硬脂酸鉛:這種穩(wěn)定劑在正常的操作溫度下不會熔化,潤滑性良好,它不象一般皂類容易起霜,一般常和三鹽基性硫酸鉛或二鹽基性亞磷酸鉛并用,其耐熱性、電氣絕緣性都好,二鹽基性硬脂酸鉛與硬脂酸鉛并用,當(dāng)比例適當(dāng)時能獲得接近透明的制品。

  (6)硬脂酸鉛:熱穩(wěn)定性好,對初期變色有抑制能力,廣泛地應(yīng)用于擠壓、壓延及模壓制品中。它具有良好的潤滑性能,但塑化性能較差,因此限制了它在配方中的使用比例(一般用量在0.5~1.0份)。

  (7)硅膠共沉淀硅酸鉛:這種穩(wěn)定劑在高溫及長時間下,都具有較好的熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性,可用于透明備品或耐熱電纜料。它的缺點(diǎn)是吸濕性大及分散性差,在使用時必須注意。

  (8)三鹽基性順丁烯二酸鉛:這是一種十分良好的熱和光穩(wěn)定劑,對紫外光具有屏蔽性能,亦能得到半透明制品。對使用含氯增塑劑或氯化聚氯乙烯場合,添加三鹽基性順丁烯二酸鉛,則具有更好的穩(wěn)定作用。

  2、金屬皂類穩(wěn)定劑

  這類穩(wěn)定劑不是具有熱穩(wěn)定性就是具有光穩(wěn)定性,兩者不兼具。其中有很多是無毒的,大多數(shù)能用于半透明制品,少數(shù)受硫化物的污染。應(yīng)用較廣泛,但最好應(yīng)用于協(xié)同混和物中,同時環(huán)氧油或環(huán)氧酯經(jīng)常與這些混合物并用,此外與鰲合劑的并用也十分普遍。

  (1)硬脂酸鈣:它既是穩(wěn)定劑又是潤滑劑,所以可在沒有潤滑劑的條件下應(yīng)用,它兼有適當(dāng)?shù)臒岷凸夥€(wěn)定性,熱穩(wěn)定性優(yōu)于光穩(wěn)定性,特別對乳液法的聚合物有效,并能制得半透明制品。它可以單獨(dú)使用,也可與其它金屬皂類并用。

  硬脂酸鈣因具有無毒特性,故在食品工業(yè)中應(yīng)用較廣。由于它是一種皂類,因此制品中的用量必須嚴(yán)格控制,否則將會產(chǎn)生噴霜現(xiàn)象。

  (2)鎘皂:最主要的鎘皂有月桂酸及硬脂酸鎘二種,均有毒,并且光穩(wěn)定性優(yōu)于熱穩(wěn)定性,因此一般都與其它穩(wěn)定劑并用,很少單獨(dú)使用。常與硬脂酸鋇共用,它要求的加工溫度較高。

  月桂酸鎘和硬脂酸鎘,兩者都能用于半透明的制品中,硬脂酸鎘使制品幾乎帶有水白色的透明性。由于硬脂酸類具有良好的潤滑性能,故常被采用,但用量過多會產(chǎn)生噴霜現(xiàn)象,因此有時亦采用月桂酸鎘。

  (3)鋇皂:除了鉛系穩(wěn)定劑之外,鋇化合物亦是用得較多的一種穩(wěn)定劑。它是優(yōu)良的熱穩(wěn)定劑,特別是初期穩(wěn)定性較好。但光穩(wěn)定性卻不夠理想,因此很少單獨(dú)應(yīng)用。經(jīng)常與鋅皂、鎘皂、環(huán)氧化油和鰲合劑等物質(zhì)一起用于協(xié)同混合物之中。此外,在高速壓延過程中亦廣泛采用,由于它的熔點(diǎn)高,因此允許在較高溫度下使用。它不被硫化物污染,同時能用于半透明制品中,但大量使用時則容易析出,并出現(xiàn)多層花紋。

  硬脂酸鋇是最普通的鋇皂,蓖麻油酸鋇也能用于相同的目的,其用量為硬脂酸鋇的一半。

  (4)鋅皂:鋅皂包括硬脂酸鋅,月桂酸鋅。

  由于它們個別的穩(wěn)定作用并不很好,容易產(chǎn)生黑點(diǎn),故不單獨(dú)使用。但它與鋇皂、鉛皂并用時光穩(wěn)定效果好,鋅皂用量過多會引起聚合物的催化降解。它與硬脂酸鈣并用可制造無毒制品。

  (5)硬脂酸鋁:這類皂之性質(zhì),與硬脂酸鋅相似。

  (6)硬脂酸鋰:它在許多情況下可作為鋇、鉛及鎘皂的無毒取代物。

  其它許多金屬皂類與鄰苯二甲酸型增塑劑合用時會使制品發(fā)生白霧狀,而硬脂酸鋰卻能獲得透明制品。

  3、有機(jī)錫類穩(wěn)定劑

  這類穩(wěn)定劑是值得注意的一種穩(wěn)定劑,雖然它的價格較高,但用量很小,且具有透明性好、加工優(yōu)良的特殊優(yōu)點(diǎn),因此在穩(wěn)定劑中仍占有相當(dāng)重要的地位。

  有機(jī)錫穩(wěn)定劑可以單獨(dú)使用,用于既要透明又要良好的熱穩(wěn)定性場合,但也可以與鋇、鎘化合物混合使用,以得到協(xié)同效果。

  錫穩(wěn)定劑的加工性質(zhì)很好,它們對硬質(zhì)制品特別適用。而其光穩(wěn)定性比鋇/鎘型穩(wěn)定劑更好,但有些有機(jī)錫在加工中要引起發(fā)粘,因此需以潤滑劑加以調(diào)節(jié)。含硫的錫化物與鉛化物會發(fā)生污染作用,故二者應(yīng)避免合用。

  (1)二月桂酸二丁基錫:此穩(wěn)定劑能制成十分透明的制品,常被選用于軟質(zhì)制品中。它的加工溫度不太高,對欽質(zhì)制品的加工具有足夠的熱穩(wěn)定性和良好的光穩(wěn)定性。

  (2)二順丁烯二酸二丁基錫:它的熱穩(wěn)定性比月桂酸二丁基錫好,特別適用于硬質(zhì)的注壓或擠壓制品。加工溫度可達(dá)200°C以上,具有良好的光穩(wěn)定性。這類穩(wěn)定劑在避免硫化污染作用中,能有效地代替含硫的錫合物。它的缺點(diǎn)是在高濃度時會滲出,同時在加工過程有刺激性氣體放出。

  (3)含硫的錫穩(wěn)定劑:這類物質(zhì)具有最大的熱穩(wěn)定性,也能使制品獲得良好的透明性,因此廣泛地用于透明的硬質(zhì)擠壓制品中。通常在硬質(zhì)組成中其用量約為2.0~3.0Phr,軟質(zhì)可少些。由于它們沒有潤滑性,所以應(yīng)用時必須加入適量的潤滑劑。

  (4)正辛基錫鹽:所有的錫化合物,除了正辛基錫以外都有毒性,因此它適用于無毒制品。其特性與含硫的錫化物較為接近,適用于硬質(zhì)或軟質(zhì)的透明管中。

   4、穩(wěn)定劑的趨向

  雖然各種不同的穩(wěn)定劑及其組合的數(shù)目迅速增長,但是鉛化合物迄今仍然是應(yīng)用最廣泛的一種。鉛穩(wěn)定劑也有缺點(diǎn),其中主要是:

  (1)毒性。

  (2)達(dá)到需要的穩(wěn)定程度,添加量較高。

  {3)較大的比重,使穩(wěn)定產(chǎn)品的體積成本增加。

  (4)使塑料著色,不能制得透明制品(某些鉛化合物除外)。

  (5)在塑料中分散較為困難。

  特別是鉛化合物的毒性,這些塵狀毒性粉末在捏和或塑化過程中對操作者健康有所損害。因此,只有在有效的抽吸除塵裝備時,才能直接加于開放式的混煉機(jī)上,而較好的辦法則是將穩(wěn)定劑加入適當(dāng)增塑劑中磨成漿料,或者是把鉛鹽制造呈酥狀、漿狀、粒狀或液狀,特別是液體鉛穩(wěn)定劑,它可以在配方中用量相對減少,不僅消除了有毒粉塵的危險,而且比固體和漿狀更容易管道輸送,避免粉塵飛揚(yáng),防止鉛中毒。

  在選用穩(wěn)定劑時,要考慮到節(jié)約用鉛。因此,選用穩(wěn)定效果好的多組份復(fù)合穩(wěn)定劑很有必要。

  其它液體穩(wěn)定劑的采用也是改進(jìn)穩(wěn)定劑分散性的有效方法。特別是鎘/鋇/鋅及環(huán)氧化合物和鰲合劑,這類組合中常常應(yīng)用液體穩(wěn)定劑,另外,硬脂酸鉛漿、鎘漿、鋇漿等對粉狀飛揚(yáng)也可改改善。

  復(fù)合穩(wěn)定劑的應(yīng)用,也是穩(wěn)定劑配合工藝中重要的發(fā)展之一。實(shí)際上有些皂類不能單獨(dú)應(yīng)用,與其它穩(wěn)定劑混和后就具有很好的協(xié)同效果。組成混合系統(tǒng)的方法,不僅將個別的穩(wěn)定劑簡單的互相混合,而且金屬皂類穩(wěn)定劑在制造過程中就予以共沉淀。例如月桂酸鋇/鎘等,這樣效果會更加顯著?,F(xiàn)在已趨于應(yīng)用更為復(fù)雜的混合物,包括鋇/鎘有機(jī)鹽、鋅皂抗氧劑、紫外線吸收劑、鰲合劑及環(huán)氧化合物等。

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