復(fù)合穩(wěn)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(huán)氧增塑劑并用可提高穩(wěn)定效果,它對發(fā)泡劑有活化作用。
2.液體鈣鋅復(fù)合物
由于組分不同,性質(zhì)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(wěn)定劑,主要用作食品包裝薄膜、器皿泡沫人造革的穩(wěn)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(粉體復(fù)合用)、苯甲酸和取代苯甲酸鋇、新癸酸鋇等。鋇鹽在復(fù)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(huán)烷酸鎘、新癸酸鎘等。鎘鹽在復(fù)合物中約占3-4%。
(3)鋅鹽——可以是2-乙基己/酸鋅、月桂酸鋅(粉體復(fù)合用)、環(huán)烷酸/鋅、新癸酸鋅、苯甲酸和取代苯甲酸鋅等。鋅鹽在復(fù)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/磷酸酯在復(fù)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。
液體鋇鎘鋅復(fù)合穩(wěn)定劑由于組成不同,性質(zhì)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,粘度小于100厘泊,凝固點(diǎn)在-15℃左右。液體鋇鎘和液體鋇鎘鋅相似,都有優(yōu)良的熱、光穩(wěn)定性,初期著色性小,良好的透明性和色澤穩(wěn)定性。它們的穩(wěn)定作用較固體的復(fù)合皂類強(qiáng),故用量可減少,一般為2-3份,不會發(fā)生粉塵中毒,且在一般增塑劑中*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(wěn)定劑價(jià)格低廉,熱穩(wěn)定性好,一直被廣泛使用,但鉛鹽的粉末細(xì)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復(fù)合鉛鹽熱穩(wěn)定劑。這種復(fù)合助劑采用了共生反應(yīng)技術(shù)將三鹽、二鹽和金屬皂在反應(yīng)體系內(nèi)以初生態(tài)的晶粒尺寸和各種潤滑劑進(jìn)行混合,以保證熱穩(wěn)定劑在PVC體系中的充分分散,同時(shí)由于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。復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑包容了加工所需要的熱穩(wěn)定劑組份和潤滑劑組份,被稱作為全包裝熱穩(wěn)定劑。它具有以下的優(yōu)點(diǎn):
(1)復(fù)合熱穩(wěn)定劑的各種組份在其生產(chǎn)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(shí),簡化了計(jì)量次數(shù),減少了計(jì)量差錯(cuò)的概率及由此所帶來的損失。
(3)簡便了輔料的供應(yīng)和貯備,有利于生產(chǎn)、質(zhì)量管理。
(4)提供了無塵生產(chǎn)產(chǎn)品的可能性,改善了生產(chǎn)條件。
穩(wěn)定機(jī)理:
1.PVC的熱分解是從對熱敏感的部分放出HCl,在PVC結(jié)構(gòu)中形成雙鍵,由于丙烯氯活性很高,可使反應(yīng)不斷進(jìn)行,繼續(xù)形成共軛雙鍵,成為多烯烴結(jié)構(gòu),引起制品著色。
2.當(dāng)鈣鋅穩(wěn)定劑復(fù)合時(shí),首先,鋅皂在取代丙烯基氯的同時(shí),伴有雙鍵轉(zhuǎn)移。使得多烯結(jié)構(gòu)被破壞,抑制了變色。然而氯化/鋅會沉淀在PVC中,對脫HCl有催化作用,使PVC不穩(wěn)定,甚至黑化引起架橋作用。鈣皂再通過復(fù)分解反應(yīng)把鋅皂與PVC中的穩(wěn)定氯原子作用后生產(chǎn)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(jī)化合物能極大的改善制品的初期著色,故也常用于穩(wěn)定劑中以彌補(bǔ)鈣鋅穩(wěn)定劑的前期著色的不足。
3.多元醇類也被用于PVC鈣鋅穩(wěn)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(wěn)定劑的初期著色相也有較好的效果,但嚴(yán)重的壓析性影響了多元醇應(yīng)用,同時(shí)在絕緣要求高的PVC制品中多元醇的應(yīng)用受到限制。
4.酸吸收劑可以作為PVC的輔助穩(wěn)定劑使用。人們推測他們能夠在降解反應(yīng)點(diǎn)形成絡(luò)合物并使反應(yīng)點(diǎn)活性降低,同時(shí)還能夠捕捉具有催化作用的活動的HCl能避免脫HCl的反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。環(huán)氧化物也常與鈣鋅穩(wěn)定劑并用,起到一定的協(xié)同效應(yīng)。
5.總之,復(fù)合熱穩(wěn)定劑有利于規(guī)模生產(chǎn),為鉛鹽熱穩(wěn)定劑的發(fā)展提供了新的方向。復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑一個(gè)重要指標(biāo)是鉛的含量,所生產(chǎn)的復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑含鉛量一般為20%-60%;在PVC塑料門窗型材生產(chǎn)上的用量為3.5-6份。
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