能增加溶液、胶体、固体、混合物的稳定性能化学物都叫稳定剂。它可以减慢反应,保持化学平衡,降低表面张力,防止光、热分解或氧化分解等作用。广义的化学稳定剂来源非常广泛,主要根据配方设计者的设计目的,可以灵活的使用任何化学物以达到产品品质稳定的目的. 狭义地讲,主要是指保持高聚物塑料、橡胶、合成纤维等稳定,防止其分解、老化的试剂。

金属类

简介

为用量仅次于铅盐的第二大类主稳定剂，其热稳定性虽不如铅盐类，但兼具润滑性。金属皂类可以是脂肪酸（月桂酸、硬脂酸、环烷酸等）的金属（铅、钡、镉、锌、钙等）盐，其中以硬脂酸盐最为常用，其活泼性大小顺序为：Zn盐>Cd盐>Pb盐>Ca盐>Ba盐。金属皂类一般不单独使用，常常为金属皂类之间或与铅盐及有机锡等并用。除Gd、Pb外都无毒，除Pb、Ca外都透明，无硫化污染，因而广泛用于软质PVC中，如无毒类、透明类制品等。

详解

所谓金属皂是高级脂肪酸金属盐的总称，其品种极多。金属基一般是钙、钡、镉、锌、镁, 油酸等不饱和脂肪酸、脂肪酸基有硬脂酸、蓖麻油酸等置换脂肪酸，C8-C16饱和脂肪酸、此外还有非脂肪酸的烷基酚等。

按金属皂的功能可分成镉、锌、类和钡、钙、镁类。镉、锌皂的主要功能是捕捉HCL和置换烯丙基氯，单再置换烯丙基氯的同时还生成金属氯化物。它是路易斯酸，对聚氯乙烯脱氯化氢有催化作用，能加速其劣化，特别是氯化锌会产生所谓锌烧。

钡、钙及镁皂能捕捉盐酸，但不能置换烯丙基氯，因此单独使用时缺乏多烯链成长的能力，不能抑制着色，但他们生产的氯化物不会促进盐酸的脱除。

上述两大类金属皂的稳定剂各不同，将他们组合使用有协同效应，将金属皂与许多有机稳定助剂并用也有协同效应。

钙钡系稳定剂具有优良的稳定性，但因有毒性，故已渐渐被其他稳定剂所取代，低毒性的稳定组合以钡锌和钙锌稳定剂为基础，但存在这锌烧的缺点，故要在体系中加入亚磷酸酯，环氧化合物，多元醇等作为高锌配合物中的添加剂。β-二酮化合物则可以作为低锌配合的着色剂改良剂。

无毒的配合物是以钙锌稳定剂为基础，并利用环氧大豆油，亚磷酸三壬基苯酯，硬脂酸苯甲酚甲烷，多元醇等作为有机稳定助剂。

常用单体类

1、硬脂酸铅

这是一种细微粉末，它不溶于水，溶于热的乙醇和乙醚，在有机溶剂中加热溶解，再经冷却成为胶状物。遇强酸分解为硬脂酸和相应的铅盐，易受潮。有良好润滑性，熔点低而确保其有良好分散性。

2、2—乙基乙酸铅

它可溶于溶剂和增塑剂。通常配成57－60%的矿物油或增塑剂的溶液出售。广泛用作泡沫塑料中发泡剂偶氮二甲酰胺的活化剂。

3、水杨酸铅

这是一种白色结晶粉末，比重2．36，折射率1．76。 兼有PVC热稳定剂和光稳定剂作用。

4、三盐基硬脂酸铅

这是一种白色粉末，比重2．15，280-800℃时分解，遇100℃以上高温易结块。 溶于乙醚，有毒，无可燃性和腐蚀性。折射率1．60。本品润滑件较好，有良好的光稳定性，广泛用于FVC唱片配方中。

5、二盐基邻苯二甲酸铅

白色细微结晶粉末，比重4．5。不溶于普通溶剂。本品为弱酸性，其盐基部分易碳酸化。折射率1．99。当配方中含有易皂化的增塑剂时稳定作用优于三盐基硫酸铅。

6、三盐基马来酸铅(三盐基顺丁烯二酸铅）

微黄色细粉末，比重6．0，折射率2．08，有毒，无可燃性和腐蚀性，有良好的色泽稳定性，并有消灭不稳定双烯结构作用。

7、硬脂酸钡

白色细微粉末，钡含量19．5－20．6%，比重1．145%，熔点225℃以上。不溶于水，但镕于热的乙醇。在有机溶剂中加热溶解经冷却后成胶状物。遇强酸分解为便脂酸和相应的钡盐，易受潮。是必须避免硫污时供选用的热稳定剂，也是高温下加工时采用的润滑剂。

8、丹桂酸钡

9、蓖麻酸钡

这是一种带黄白色的粉末，熔点l16—124，能使制品得到良好透明性的稳定剂。

10、硬脂酸镉

白色细微粉末，镉含量16.5—17.5%，不溶于水，溶于热的乙醇，在有机溶剂中加热溶解后经冷却成为胶状物，遇强酸分解成硬脂酸和相应的镉盐，易受潮。是要求有良好透明性之PVC的热和光稳定剂。

11、蓖麻酸镉

这是一种白色粉末，熔点96-104℃，PVC用的兼有热和光稳定剂作用。

12、硬脂酸钙

白色细微粉，不溶于水，溶于热的乙醇和乙醚。遇强酸分解为硬脂酸和相应的钙盐，易受潮。是PVC用的无毒稳定剂和润滑剂。一般不单独使用，而常与锌皂、镁皂或环氧类副稳定剂配合使用。

13、蓖麻酸钙

这是一种白色粉末，熔点74-82℃，PVC用的无毒稳定剂。

14、硬脂酸锌

白色细微粉末，不溶于水，溶于热的乙醇、松节油、苯等有机溶剂。在有机溶剂中加热溶解后退冷成为胶状物。遇强酸分解为硬脂酸和相应的锌盐，易受潮。兼PVC的无毒稳定剂和润滑剂。

15、硬脂酸镁

白色粉末，比重1.07，纯品熔点为85℃工业品熔点为l08-115℃。微溶于水，溶于热的乙醇，遇强酸分解为硬脂酸和镁盐。这是一种PVC的无毒稳定剂兼润滑剂，也是酚醛和脲醛树脂的润滑剂。

常用复合类

⑴Ca/Zn（无毒）：钙锌稳定剂由钙盐、锌盐、润滑剂、抗氧剂等为主要组分采用特殊复合工艺而合成。它不但可以取代铅镉盐类和有机锡类等有毒稳定剂，而且具有相当好的热稳定性、光稳定性和透明性及着色力。实践证明，在 PVC 树脂制品中，加工性能好，热稳定作用相当于铅盐类稳定剂，是一种良好的无毒稳定剂。

⑵Ba/Zn（有毒、透明）

⑶Ba/Cd（有毒透明）

⑷Ba/Cd/Zn（有毒、透明）

1、铅盐类

铅盐类是PVC最常用的热稳定剂，也是十分有效的热稳定剂，其用量可占PVC热稳定剂的70％以上。

铅盐类稳定剂的优点：热稳定性优良，具有长期热稳定性，电气绝缘性能优良，耐候性好，价格低。

铅盐类稳定剂的缺点：分散性差、毒性大、有初期着色性，难以得到透明制品，也难以得到鲜明色彩的制品，缺乏润滑性，易产生硫污染。

常用的铅盐类稳定剂有：

(1)三盐基硫酸铅

分子式为3PbO．PbSO．H20，代号为TLS，简称三盐，白色粉末，密度6．4g／cm’。三盐基硫酸铅是最常用的稳定剂品种，一般与二盐亚磷酸铅一起并用，因无润滑性而需配人润滑剂。主要用于PVC硬质不透明制品中，用量一般2~7份。

(2)二盐基亚磷酸铅

分子式为2PbO．PbHPO3.H2O，代号为DL，简称二盐，白色粉末，密度为6．1g／cm3。二盐基亚磷酸铅的热稳定性稍低于三盐基硫酸铅，但耐候性能好于三盐基硫酸铅。二盐基亚磷酸铅常与三盐基硫酸铅并用，用量一般为三盐基硫酸铅的1／2。

(3)二盐基硬脂酸铅

代号为DLS，不如三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅常用，具有润滑性。常与三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅并用，用量为0．5—1．5份。

2、复合铅盐稳定剂

铅盐稳定剂价格低廉，热稳定性好，一直被广泛使用，但铅盐的粉末细小，配料和混合中，其粉尘被人吸入会造成铅中毒，为此，科技人员又研究出一种新型的复合铅盐热稳定剂。这种复合助剂采用了共生反应技术将三盐、二盐和金属皂在反应体系内以初生态的晶粒尺寸和各种润滑剂进行混合，以保证热稳定剂在PVC体系中的充分分散，同时由于与润滑剂共熔融形成颗粒状，也避免了因铅粉尘造成的中毒。复合铅盐稳定剂包容了加工所需要的热稳定剂组份和润滑剂组份，被称作为全包装热稳定剂。它具有以下的优点：

(1)复合热稳定剂的各种组份在其生产过程中可得到充分混合，大幅度改善了与树脂混合分散的均匀性。

(2)配方混合时，简化了计量次数，减少了计量差错的概率及由此所带来的损失。

(3)简便了辅料的供应和贮备，有利于生产、质量管理。

(4)提供了无尘生产产品的可能性，改善了生产条件。

总之，复合热稳定剂有利于规模生产，为铅盐热稳定剂的发展提供了新的方向。复合铅盐稳定剂一个重要指标是铅的含量，目前所生产的复合铅盐稳定剂含铅量一般为20％-60％；在PVC塑料门窗型材生产上的用量为3．5—6份。

3、金属皂类

为用量仅次于铅盐的第二大类主稳定剂，其热稳定性虽不如铅盐类，但兼具润滑性。金属皂类可以是脂肪酸(月桂酸、硬脂酸、环烷酸等)的金属(铅、钡、镉、锌、钙等)盐，其中以硬脂酸盐最为常用，其活泼性大小顺序为：Zn盐?Cd盐?Pb盐?Ca盐7．Ba盐。金属皂类一般不单独使用，常常为金属皂类之间或与铅盐及有机锡等并用。除Gd、Pb外都无毒，除Pb、Ca外都透明，无硫化污染，因而广泛用于软质PVC中，如无毒类、透明类制品等。

常用的金属盐类稳定剂有：

(1)硬脂酸锌(ZnSt)，无毒且透明，用量大后，易引起“锌烧”制品变黑，常与Ba、Ca皂并用。

(2)硬脂酸镉(CdSt)，为一重要的透明稳定剂品种，毒性较大，不耐硫化污染，抑制初期变色能力大，常与Ba皂并用。

(3)硬脂酸铅(PbSt)，热稳定性好，可兼做润滑剂。缺点为易析出，透明差，有毒且硫化污染严重，常与Ba、Cd皂并用。

(4)硬脂酸钙(CaSt)，加工性能好、热稳定能力较低，无硫化污染，无毒，常与Zn皂并用。

(5)硬脂酸钡(BaSt)，无毒，长期热稳定性好，抗硫化污染，透明，常与Pb、Ca皂并用。复合品种常用的有：Ca／Zn(无毒、透明)、Ba／Zn(无毒、透明)、Ba／Cd(有毒、透明)及Ba／Cd／Zn。

4、有机锡类

有机锡类为热稳定剂中最有效的，在透明和无毒制品中应用最广泛的一类，其突出优点为：热稳定性好，透明性好，大多数无毒。缺点为价格高，无润滑性。

有机锡类大部分为液体，只有少数为固体。可以单独使用，也常与金属皂类并用。

有机锡类热稳定剂主要包括含硫有机锡和有机锡羧酸盐两类。

(1)含硫有机锡类

主要为硫醇有机锡和有机锡硫化物类稳定剂，与Pb、Cd皂并用会产生硫污。含硫有机锡类透明性好。主要品种有：

a、二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡(DOTTG)，外观为淡黄色液体，热稳定性及透明性极好，无毒，加入量低于2份。

b、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡(DMTFG)，外观为淡黄澄清液体，为无毒、高效、透明稳定剂，常用于扭结膜及透明膜中。

(2)有机锡羧酸盐

稳定性不如含硫有机锡，但无硫污染，主要包括脂肪酸锡盐和马来酸锡盐。主要品种有：

a、二月桂酸二正丁基锡(DBTL)淡黄色液体或半固体，润滑性优良，透明性好，但有毒，常与Cd皂并用，用量1-2份；与马来酸锡及硫醇锡并用，用量0。5—1份。

b、二月桂酸二正辛基锡(DOTL)，有毒且价高，润滑性优良，常用于硬PVC中，用量小于1．5份。c、马来酸二正丁基锡(DBTM)，白色粉末，有毒，无润滑性，常与月桂酸锡并用，不可与金属皂类并用于透明制品中。

5、有机锑类

具有优秀的初期色相和色相保持性，尤其是在低用量时，热稳定性优于有机锡类，特别适于用双螺杆挤出机的PVC配方使用。

有机锑类主要包括硫醇锑盐类、巯基乙酸酯硫醇锑类、巯基羧酸酯锑类及羧酸酯锑类等。国内的锑稳定剂主要以三巯基乙酸异辛酯锑(ST)和以ST为主要成分的复合稳定剂STH—I和STH-Ⅱ两种为主。五硫醇锑为透明液体，可用作透明片、薄膜、透明粒料的热稳定剂。STH-I可以代替京锡C-102，可抑制PVC的初期着色，热稳定性好，制品透明，颜色鲜艳，STH—Ⅱ无毒，主要用于PVC水管等。

稀土稳定剂

简介

选材多为稀土氧化物和稀土氯化物为主，其氧化物和氯化物多为镧、铈、镨、钕等轻稀土元素的单一体或混合体。

性能优良的稀土稳定剂应具有以下功能：

(1)优异的热稳定性能

静态动态热稳定性，均与京锡8831相当，好于铅盐及金属皂类，是铅盐的三倍及Ba／Zn复合稳定剂的4倍。可复配成为无毒、透明的，还可部分代替有机锡类稳定剂而广泛应用。稀土稳定剂的作用机理为捕捉HCl和置换烯丙基氯原子，与环氧类的辅助稳定剂具有较好的协同作用。

(2)偶联作用

稀土离子的络合能力较强，可与PVC分子链上的氯原子及存在于PVC复合材料中的无机填料表面氧进行络合，起到交联的作用，提升了无机填料与基体间的界面结合力，同时兼具偶联增韧剂的改善加工性的功能，故稀土稳定剂的广泛应用能够降低PVC型材的综合成本，提高制品的综合性能,性价比较高。

(3)增韧作用

与PVC树脂和增韧剂CPE的良好的相容性以及与CaCO3，的偶联作用，使PVC树脂在加工中塑化均匀，塑化温度低，型材的耐冲击性能较好。

稀土稳定剂无润滑作用，应与润滑剂一起加入， 目前我国生产的稀土复合稳定剂是将稀土、热稳定剂和润滑剂复配而成的，加入量一般为4-6份。

7、主要的辅助热稳定剂品种

辅助垫稳定剂本身不具有热稳定作用，只有与主稳定剂一起并用，才会产生热稳定效果，并促进主稳定剂的稳定效果。辅助热稳定剂一般不含金属，因此也称为非金属热稳定剂。

辅助热稳定剂的主要品种有：

(1)亚磷酸酯类。是一重要的辅助热稳定剂，与Ba／Cd、Ba／Zn复合稳定剂及Ca／Zn复合稳定剂等有协同作用，主要用于软质PVC透明配方中，用量为0．1—1份。

(2)环氧化合物类，与金属皂类有协同作用，与有机锡类稀土稳定剂并用效果好，用量为2-5份，常用的品种为环氧大豆油、环氧脂。

(3)多元醇类，主要有季戊四醇、木糖醇、甘露醇等，可与Ca／Zn复合稳定剂并用。

8、国内外热稳定剂现状及发展

据估计，我国目前有热稳定剂生产能力7万t/a,2000年消费量约为8万t/a。我国铅盐的发展重点是消除粉尘污染，目前已经采取相关措施；有机锡在我国市场消费比例偏低;由于高性能的辅助稳定剂推广工作不力，市场上还缺乏性价比较优的复合金属皂体系；稀土稳定剂是我国热稳定剂发展中的一支生力军。全球热稳定剂的消费已经超过30万t/a，美国代表着世界热稳定剂发展的最新水平，在无铅化方面走在世界的前列;日本的热稳定剂产量约6万～7万t/a，仍以铅盐类为主;西欧热稳定剂消费量约11万t/a。

9、液体稳定剂

液体稳定剂在国内比较流行的有：液体钡锌稳定剂，液体钙锌稳定剂，液体钡镉锌稳定剂，液体钡镉稳定剂，液体钾锌催发泡稳定剂。新世纪人们对环保健康比较重视，镉作为重金属，被人们所诟病，所以应用规模逐渐缩小，现在市场上常用的是液体钡锌和液体钙锌。

液体的稳定性的差别不大，液体稳定剂通常具有较大的溶解度，并且在PVC树脂粉中有良好的分散性，对透明度的影响也远远小于粉体稳定剂。但是液体稳定剂存在析出的风险较大。需要选择适合的溶剂。

液体稳定剂通常适用于柔软性比较好的PVC制品中。参考标准为增塑剂总量大于10~20phr的PVC制品。

综述

金属皂及助剂在溶剂有较大的溶解度；低挥发性、高闪点、低黏度、无色或浅色、无异味、无毒或低毒。例如液体石蜡、白油、柴油、锭子油等矿物油作溶剂。值得注意的是，部分溶剂存在多环芳烃，根据《德国食品和商品法（LMBG）》第30节的相关规定，PAH 总量的最大允许限量是10mg/kg（10PPM），BaP苯并（a）芘的最大允许限量是1mg/kg（1PPM），欧盟一些国家也准备采用此标准。辅助稳定剂本身并不具备热稳定功能，但是它能改善稳定效率，因为没有镉单组分辅助，主要的亚磷酸酯类、环氧化合物和酚类抗氧化剂、β-二酮等辅助物质就显的尤为重要。