復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(huán)氧增塑劑并用可提高穩定效果,它對發(fā)泡劑有活化作用。
2.液體鈣鋅復合物
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(wú)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(粉體復合用)、苯甲酸和取代苯甲酸鋇、新癸酸鋇等。鋇鹽在復合物中占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(lèi)抗氧劑及紫外線(xiàn)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。
液體鋇鎘鋅復合穩定劑由于組成不同,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、光穩定性,初期著(zhù)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復合皂類(lèi)強,故用量可減少,一般為2-3份,不會(huì )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(zhù)色性比液體鋇鎘更小些。
4.鉛鹽穩定劑價(jià)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(huì )造成鉛中毒,為此,科技人員又研究出一種新型的復合鉛鹽熱穩定劑。這種復合助劑采用了共生反應技術(shù)將三鹽、二鹽和金屬皂在反應體系內以初生態(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(chēng)作為全包裝熱穩定劑。它具有以下的優(yōu)點(diǎn):
(1)復合熱穩定劑的各種組份在其生產(chǎn)過(guò)程中可得到充分混合,大幅度改善了與樹(shù)脂混合分散的均勻性。
(2)配方混合時(shí),簡(jiǎn)化了計量次數,減少了計量差錯的概率及由此所帶來(lái)的損失。
(3)簡(jiǎn)便了輔料的供應和貯備,有利于生產(chǎn)、質(zhì)量管理。
(4)提供了無(wú)塵生產(chǎn)產(chǎn)品的可能性,改善了生產(chǎn)條件。
穩定機理:
1.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,由于丙烯氯活性很高,可使反應不斷進(jìn)行,繼續形成共軛雙鍵,成為多烯烴結構,引起制品著(zhù)色。
2.當鈣鋅穩定劑復合時(shí),首先,鋅皂在取代丙烯基氯的同時(shí),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(huì )沉淀在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(guò)復分解反應把鋅皂與PVC中的穩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。大量的有機化合物能極大的改善制品的初期著(zhù)色,故也常用于穩定劑中以彌補鈣鋅穩定劑的前期著(zhù)色的不足。
3.多元醇類(lèi)也被用于PVC鈣鋅穩定劑中。多元醇的作用是通過(guò)螯合金屬氯化物來(lái)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(zhù)色相也有較好的效果,但嚴重的壓析性影響了多元醇應用,同時(shí)在絕緣要求高的PVC制品中多元醇的應用受到限制。
4.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(diǎn)形成絡(luò )合物并使反應點(diǎn)活性降低,同時(shí)還能夠捕捉具有催化作用的活動(dòng)的HCl能避免脫HCl的反應繼續進(jìn)行。環(huán)氧化物也常與鈣鋅穩定劑并用,起到一定的協(xié)同效應。
5.總之,復合熱穩定劑有利于規模生產(chǎn),為鉛鹽熱穩定劑的發(fā)展提供了新的方向。復合鉛鹽穩定劑一個(gè)重要指標是鉛的含量,所生產(chǎn)的復合鉛鹽穩定劑含鉛量一般為20%-60%;在PVC塑料門(mén)窗型材生產(chǎn)上的用量為3.5-6份。