能增加溶液、膠體、固體、混合物的穩(wěn)定性能化學物都叫穩(wěn)定劑。它可以減慢反應,保持化學平衡,降低表面張力,防止光、熱分解或氧化分解等作用。廣義的化學穩(wěn)定劑來源非常廣泛,主要根據(jù)配方設計者的設計目的,可以靈活的使用任何化學物以達到產(chǎn)品品質穩(wěn)定的目的. 狹義地講,主要是指保持高聚物塑料、橡膠、合成纖維等穩(wěn)定,防止其分解、老化的試劑。

金屬類

簡介

為用量僅次于鉛鹽的第二大類主穩(wěn)定劑，其熱穩(wěn)定性雖不如鉛鹽類，但兼具潤滑性。金屬皂類可以是脂肪酸（月桂酸、硬脂酸、環(huán)烷酸等）的金屬（鉛、鋇、鎘、鋅、鈣等）鹽，其中以硬脂酸鹽最為常用，其活潑性大小順序為：Zn鹽>Cd鹽>Pb鹽>Ca鹽>Ba鹽。金屬皂類一般不單獨使用，常常為金屬皂類之間或與鉛鹽及有機錫等并用。除Gd、Pb外都無毒，除Pb、Ca外都透明，無硫化污染，因而廣泛用于軟質PVC中，如無毒類、透明類制品等。

詳解

所謂金屬皂是高級脂肪酸金屬鹽的總稱，其品種極多。金屬基一般是鈣、鋇、鎘、鋅、鎂,?油酸等不飽和脂肪酸、脂肪酸基有硬脂酸、蓖麻油酸等置換脂肪酸，C8-C16飽和脂肪酸、此外還有非脂肪酸的烷基酚等。

按金屬皂的功能可分成鎘、鋅、類和鋇、鈣、鎂類。鎘、鋅皂的主要功能是捕捉HCL和置換烯丙基氯，單再置換烯丙基氯的同時還生成金屬氯化物。它是路易斯酸，對聚氯乙烯脫氯化氫有催化作用，能加速其劣化，特別是氯化鋅會產(chǎn)生所謂鋅燒。

鋇、鈣及鎂皂能捕捉鹽酸，但不能置換烯丙基氯，因此單獨使用時缺乏多烯鏈成長的能力，不能抑制著色，但他們生產(chǎn)的氯化物不會促進鹽酸的脫除。

上述兩大類金屬皂的穩(wěn)定劑各不同，將他們組合使用有協(xié)同效應，將金屬皂與許多有機穩(wěn)定助劑并用也有協(xié)同效應。

鈣鋇系穩(wěn)定劑具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，但因有毒性，故已漸漸被其他穩(wěn)定劑所取代，低毒性的穩(wěn)定組合以鋇鋅和鈣鋅穩(wěn)定劑為基礎，但存在這鋅燒的缺點，故要在體系中加入亞磷酸酯，環(huán)氧化合物，多元醇等作為高鋅配合物中的添加劑。β-二酮化合物則可以作為低鋅配合的著色劑改良劑。

無毒的配合物是以鈣鋅穩(wěn)定劑為基礎，并利用環(huán)氧大豆油，亞磷酸三壬基苯酯，硬脂酸苯甲酚甲烷，多元醇等作為有機穩(wěn)定助劑。

常用單體類

1、硬脂酸鉛

這是一種細微粉末，它不溶于水，溶于熱的乙醇和乙醚，在有機溶劑中加熱溶解，再經(jīng)冷卻成為膠狀物。遇強酸分解為硬脂酸和相應的鉛鹽，易受潮。有良好潤滑性，熔點低而確保其有良好分散性。

2、2—乙基乙酸鉛

它可溶于溶劑和增塑劑。通常配成57－60%的礦物油或增塑劑的溶液出售。廣泛用作泡沫塑料中發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺的活化劑。

3、水楊酸鉛

這是一種白色結晶粉末，比重2．36，折射率1．76。?兼有PVC熱穩(wěn)定劑和光穩(wěn)定劑作用。

4、三鹽基硬脂酸鉛

這是一種白色粉末，比重2．15，280-800℃時分解，遇100℃以上高溫易結塊。?溶于乙醚，有毒，無可燃性和腐蝕性。折射率1．60。本品潤滑件較好，有良好的光穩(wěn)定性，廣泛用于FVC唱片配方中。

5、二鹽基鄰苯二甲酸鉛

白色細微結晶粉末，比重4．5。不溶于普通溶劑。本品為弱酸性，其鹽基部分易碳酸化。折射率1．99。當配方中含有易皂化的增塑劑時穩(wěn)定作用優(yōu)于三鹽基硫酸鉛。

6、三鹽基馬來酸鉛 - 三鹽基順丁烯二酸鉛）

微黃色細粉末，比重6．0，折射率2．08，有毒，無可燃性和腐蝕性，有良好的色澤穩(wěn)定性，并有消滅不穩(wěn)定雙烯結構作用。

7、硬脂酸鋇

白色細微粉末，鋇含量19．5－20．6%，比重1．145%，熔點225℃以上。不溶于水，但镕于熱的乙醇。在有機溶劑中加熱溶解經(jīng)冷卻后成膠狀物。遇強酸分解為便脂酸和相應的鋇鹽，易受潮。是必須避免硫污時供選用的熱穩(wěn)定劑，也是高溫下加工時采用的潤滑劑。

8、丹桂酸鋇

9、蓖麻酸鋇

這是一種帶黃白色的粉末，熔點l16—124，能使制品得到良好透明性的穩(wěn)定劑。

10、硬脂酸鎘

白色細微粉末，鎘含量16.5—17.5%，不溶于水，溶于熱的乙醇，在有機溶劑中加熱溶解后經(jīng)冷卻成為膠狀物，遇強酸分解成硬脂酸和相應的鎘鹽，易受潮。是要求有良好透明性之PVC的熱和光穩(wěn)定劑。

11、蓖麻酸鎘

這是一種白色粉末，熔點96-104℃，PVC用的兼有熱和光穩(wěn)定劑作用。

12、硬脂酸鈣

白色細微粉，不溶于水，溶于熱的乙醇和乙醚。遇強酸分解為硬脂酸和相應的鈣鹽，易受潮。是PVC用的無毒穩(wěn)定劑和潤滑劑。一般不單獨使用，而常與鋅皂、鎂皂或環(huán)氧類副穩(wěn)定劑配合使用。

13、蓖麻酸鈣

這是一種白色粉末，熔點74-82℃，PVC用的無毒穩(wěn)定劑。

14、硬脂酸鋅

白色細微粉末，不溶于水，溶于熱的乙醇、松節(jié)油、苯等有機溶劑。在有機溶劑中加熱溶解后退冷成為膠狀物。遇強酸分解為硬脂酸和相應的鋅鹽，易受潮。兼PVC的無毒穩(wěn)定劑和潤滑劑。

15、硬脂酸鎂

白色粉末，比重1.07，純品熔點為85℃工業(yè)品熔點為l08-115℃。微溶于水，溶于熱的乙醇，遇強酸分解為硬脂酸和鎂鹽。這是一種PVC的無毒穩(wěn)定劑兼潤滑劑，也是酚醛和脲醛樹脂的潤滑劑。

常用復合類

⑴Ca/Zn（無毒）：鈣鋅穩(wěn)定劑由鈣鹽、鋅鹽、潤滑劑、抗氧劑等為主要組分采用特殊復合工藝而合成。它不但可以取代鉛鎘鹽類和有機錫類等有毒穩(wěn)定劑，而且具有相當好的熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性和透明性及著色力。實踐證明，在?PVC?樹脂制品中，加工性能好，熱穩(wěn)定作用相當于鉛鹽類穩(wěn)定劑，是一種良好的無毒穩(wěn)定劑。

⑵Ba/Zn（有毒、透明）

⑶Ba/Cd（有毒透明）

⑷Ba/Cd/Zn（有毒、透明）

1、鉛鹽類

鉛鹽類是PVC最常用的熱穩(wěn)定劑，也是十分有效的熱穩(wěn)定劑，其用量可占PVC熱穩(wěn)定劑的70％以上。

鉛鹽類穩(wěn)定劑的優(yōu)點：熱穩(wěn)定性優(yōu)良，具有長期熱穩(wěn)定性，電氣絕緣性能優(yōu)良，耐候性好，價格低。

鉛鹽類穩(wěn)定劑的缺點：分散性差、毒性大、有初期著色性，難以得到透明制品，也難以得到鮮明色彩的制品，缺乏潤滑性，易產(chǎn)生硫污染。

常用的鉛鹽類穩(wěn)定劑有：

- 1三鹽基硫酸鉛

分子式為3PbO．PbSO．H20，代號為TLS，簡稱三鹽，白色粉末，密度6．4g／cm’。三鹽基硫酸鉛是最常用的穩(wěn)定劑品種，一般與二鹽亞磷酸鉛一起并用，因無潤滑性而需配人潤滑劑。主要用于PVC硬質不透明制品中，用量一般2~7份。

- 2二鹽基亞磷酸鉛

分子式為2PbO．PbHPO3.H2O，代號為DL，簡稱二鹽，白色粉末，密度為6．1g／cm3。二鹽基亞磷酸鉛的熱穩(wěn)定性稍低于三鹽基硫酸鉛，但耐候性能好于三鹽基硫酸鉛。二鹽基亞磷酸鉛常與三鹽基硫酸鉛并用，用量一般為三鹽基硫酸鉛的1／2。

- 3二鹽基硬脂酸鉛

代號為DLS，不如三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛常用，具有潤滑性。常與三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛并用，用量為0．5—1．5份。

2、復合鉛鹽穩(wěn)定劑

鉛鹽穩(wěn)定劑價格低廉，熱穩(wěn)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復合鉛鹽熱穩(wěn)定劑。這種復合助劑采用了共生反應技術將三鹽、二鹽和金屬皂在反應體系內(nèi)以初生態(tài)的晶粒尺寸和各種潤滑劑進行混合，以保證熱穩(wěn)定劑在PVC體系中的充分分散，同時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(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：

- 1復合熱穩(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，簡化了計量次數(shù)，減少了計量差錯的概率及由此所帶來的損失。

- 3簡便了輔料的供應和貯備，有利于生產(chǎn)、質量管理。

- 4提供了無塵生產(chǎn)產(chǎn)品的可能性，改善了生產(chǎn)條件。

總之，復合熱穩(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。復合鉛鹽穩(wěn)定劑一個重要指標是鉛的含量，目前所生產(chǎn)的復合鉛鹽穩(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。

3、金屬皂類

為用量僅次于鉛鹽的第二大類主穩(wěn)定劑，其熱穩(wěn)定性雖不如鉛鹽類，但兼具潤滑性。金屬皂類可以是脂肪酸 - 月桂酸、硬脂酸、環(huán)烷酸等的金屬 - 鉛、鋇、鎘、鋅、鈣等鹽，其中以硬脂酸鹽最為常用，其活潑性大小順序為：Zn鹽?Cd鹽?Pb鹽?Ca鹽7．Ba鹽。金屬皂類一般不單獨使用，常常為金屬皂類之間或與鉛鹽及有機錫等并用。除Gd、Pb外都無毒，除Pb、Ca外都透明，無硫化污染，因而廣泛用于軟質PVC中，如無毒類、透明類制品等。

常用的金屬鹽類穩(wěn)定劑有：

- 1硬脂酸鋅 - ZnSt，無毒且透明，用量大后，易引起“鋅燒”制品變黑，常與Ba、Ca皂并用。

- 2硬脂酸鎘 - CdSt，為一重要的透明穩(wěn)定劑品種，毒性較大，不耐硫化污染，抑制初期變色能力大，常與Ba皂并用。

- 3硬脂酸鉛 - PbSt，熱穩(wěn)定性好，可兼做潤滑劑。缺點為易析出，透明差，有毒且硫化污染嚴重，常與Ba、Cd皂并用。

- 4硬脂酸鈣 - CaSt，加工性能好、熱穩(wěn)定能力較低，無硫化污染，無毒，常與Zn皂并用。

- 5硬脂酸鋇 - BaSt，無毒，長期熱穩(wěn)定性好，抗硫化污染，透明，常與Pb、Ca皂并用。復合品種常用的有：Ca／Zn - 無毒、透明、Ba／Zn - 無毒、透明、Ba／Cd - 有毒、透明及Ba／Cd／Zn。

4、有機錫類

有機錫類為熱穩(wěn)定劑中最有效的，在透明和無毒制品中應用最廣泛的一類，其突出優(yōu)點為：熱穩(wěn)定性好，透明性好，大多數(shù)無毒。缺點為價格高，無潤滑性。

有機錫類大部分為液體，只有少數(shù)為固體?？梢詥为毷褂?，也常與金屬皂類并用。

有機錫類熱穩(wěn)定劑主要包括含硫有機錫和有機錫羧酸鹽兩類。

- 1含硫有機錫類

主要為硫醇有機錫和有機錫硫化物類穩(wěn)定劑，與Pb、Cd皂并用會產(chǎn)生硫污。含硫有機錫類透明性好。主要品種有：

a、二巰基乙酸異辛酯二正辛基錫 - DOTTG，外觀為淡黃色液體，熱穩(wěn)定性及透明性極好，無毒，加入量低于2份。

b、二甲基二巰基乙酸異辛酯錫 - DMTFG，外觀為淡黃澄清液體，為無毒、高效、透明穩(wěn)定劑，常用于扭結膜及透明膜中。

- 2有機錫羧酸鹽

穩(wěn)定性不如含硫有機錫，但無硫污染，主要包括脂肪酸錫鹽和馬來酸錫鹽。主要品種有：

a、二月桂酸二正丁基錫 - DBTL淡黃色液體或半固體，潤滑性優(yōu)良，透明性好，但有毒，常與Cd皂并用，用量1-2份；與馬來酸錫及硫醇錫并用，用量0。5—1份。

b、二月桂酸二正辛基錫 - DOTL，有毒且價高，潤滑性優(yōu)良，常用于硬PVC中，用量小于1．5份。c、馬來酸二正丁基錫 - DBTM，白色粉末，有毒，無潤滑性，常與月桂酸錫并用，不可與金屬皂類并用于透明制品中。

5、有機銻類

具有優(yōu)秀的初期色相和色相保持性，尤其是在低用量時，熱穩(wěn)定性優(yōu)于有機錫類，特別適于用雙螺桿擠出機的PVC配方使用。

有機銻類主要包括硫醇銻鹽類、巰基乙酸酯硫醇銻類、巰基羧酸酯銻類及羧酸酯銻類等。國內(nèi)的銻穩(wěn)定劑主要以三巰基乙酸異辛酯銻 - ST和以ST為主要成分的復合穩(wěn)定劑STH—I和STH-Ⅱ兩種為主。五硫醇銻為透明液體，可用作透明片、薄膜、透明粒料的熱穩(wěn)定劑。STH-I可以代替京錫C-102，可抑制PVC的初期著色，熱穩(wěn)定性好，制品透明，顏色鮮艷，STH—Ⅱ無毒，主要用于PVC水管等。

稀土穩(wěn)定劑

簡介

選材多為稀土氧化物和稀土氯化物為主，其氧化物和氯化物多為鑭、鈰、鐠、釹等輕稀土元素的單一體或混合體。

性能優(yōu)良的稀土穩(wěn)定劑應具有以下功能：

- 1優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能

靜態(tài)動態(tài)熱穩(wěn)定性，均與京錫8831相當，好于鉛鹽及金屬皂類，是鉛鹽的三倍及Ba／Zn復合穩(wěn)定劑的4倍?？蓮团涑蔀闊o毒、透明的，還可部分代替有機錫類穩(wěn)定劑而廣泛應用。稀土穩(wěn)定劑的作用機理為捕捉HCl和置換烯丙基氯原子，與環(huán)氧類的輔助穩(wěn)定劑具有較好的協(xié)同作用。

- 2偶聯(lián)作用

稀土離子的絡合能力較強，可與PVC分子鏈上的氯原子及存在于PVC復合材料中的無機填料表面氧進行絡合，起到交聯(lián)的作用，提升了無機填料與基體間的界面結合力，同時兼具偶聯(lián)增韌劑的改善加工性的功能，故稀土穩(wěn)定劑的廣泛應用能夠降低PVC型材的綜合成本，提高制品的綜合性能,性價比較高。

- 3增韌作用

與PVC樹脂和增韌劑CPE的良好的相容性以及與CaCO3，的偶聯(lián)作用，使PVC樹脂在加工中塑化均勻，塑化溫度低，型材的耐沖擊性能較好。

稀土穩(wěn)定劑無潤滑作用，應與潤滑劑一起加入， 目前我國生產(chǎn)的稀土復合穩(wěn)定劑是將稀土、熱穩(wěn)定劑和潤滑劑復配而成的，加入量一般為4-6份。

7、主要的輔助熱穩(wěn)定劑品種

輔助墊穩(wěn)定劑本身不具有熱穩(wěn)定作用，只有與主穩(wěn)定劑一起并用，才會產(chǎn)生熱穩(wěn)定效果，并促進主穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果。輔助熱穩(wěn)定劑一般不含金屬，因此也稱為非金屬熱穩(wěn)定劑。

輔助熱穩(wěn)定劑的主要品種有：

- 1亞磷酸酯類。是一重要的輔助熱穩(wěn)定劑，與Ba／Cd、Ba／Zn復合穩(wěn)定劑及Ca／Zn復合穩(wěn)定劑等有協(xié)同作用，主要用于軟質PVC透明配方中，用量為0．1—1份。

- 2環(huán)氧化合物類，與金屬皂類有協(xié)同作用，與有機錫類稀土穩(wěn)定劑并用效果好，用量為2-5份，常用的品種為環(huán)氧大豆油、環(huán)氧脂。

- 3多元醇類，主要有季戊四醇、木糖醇、甘露醇等，可與Ca／Zn復合穩(wěn)定劑并用。

8、國內(nèi)外熱穩(wěn)定劑現(xiàn)狀及發(fā)展

據(jù)估計，我國目前有熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)能力7萬t/a,2000年消費量約為8萬t/a。我國鉛鹽的發(fā)展重點是消除粉塵污染，目前已經(jīng)采取相關措施；有機錫在我國市場消費比例偏低;由于高性能的輔助穩(wěn)定劑推廣工作不力，市場上還缺乏性價比較優(yōu)的復合金屬皂體系；稀土穩(wěn)定劑是我國熱穩(wěn)定劑發(fā)展中的一支生力軍。全球熱穩(wěn)定劑的消費已經(jīng)超過30萬t/a，美國代表著世界熱穩(wěn)定劑發(fā)展的最新水平，在無鉛化方面走在世界的前列;日本的熱穩(wěn)定劑產(chǎn)量約6萬～7萬t/a，仍以鉛鹽類為主;西歐熱穩(wěn)定劑消費量約11萬t/a。

9、液體穩(wěn)定劑

液體穩(wěn)定劑在國內(nèi)比較流行的有：液體鋇鋅穩(wěn)定劑，液體鈣鋅穩(wěn)定劑，液體鋇鎘鋅穩(wěn)定劑，液體鋇鎘穩(wěn)定劑，液體鉀鋅催發(fā)泡穩(wěn)定劑。新世紀人們對環(huán)保健康比較重視，鎘作為重金屬，被人們所詬病，所以應用規(guī)模逐漸縮小，現(xiàn)在市場上常用的是液體鋇鋅和液體鈣鋅。

液體的穩(wěn)定性的差別不大，液體穩(wěn)定劑通常具有較大的溶解度，并且在PVC樹脂粉中有良好的分散性，對透明度的影響也遠遠小于粉體穩(wěn)定劑。但是液體穩(wěn)定劑存在析出的風險較大。需要選擇適合的溶劑。

液體穩(wěn)定劑通常適用于柔軟性比較好的PVC制品中。參考標準為增塑劑總量大于10~20phr的PVC制品。

綜述

金屬皂及助劑在溶劑有較大的溶解度；低揮發(fā)性、高閃點、低黏度、無色或淺色、無異味、無毒或低毒。例如液體石蠟、白油、柴油、錠子油等礦物油作溶劑。值得注意的是，部分溶劑存在多環(huán)芳烴，根據(jù)《德國食品和商品法（LMBG）》第30節(jié)的相關規(guī)定，PAH?總量的最大允許限量是10mg/kg（10PPM），BaP苯并（a）芘的最大允許限量是1mg/kg（1PPM），歐盟一些國家也準備采用此標準。輔助穩(wěn)定劑本身并不具備熱穩(wěn)定功能，但是它能改善穩(wěn)定效率，因為沒有鎘單組分輔助，主要的亞磷酸酯類、環(huán)氧化合物和酚類抗氧化劑、β-二酮等輔助物質就顯的尤為重要。