第四章橡塑助剂生产工艺

1、LOGO橡塑助剂生产工艺Company L第一节 概述1 1 定义定义v在橡胶和塑料两大合成材料及其制品生产，加工，使用过程中所添加的各种辅助化学品统称为橡塑助剂或橡胶添加剂。v它已形成精细化工中一重要的分支，产量逐年增加。v其中橡塑助剂中的填充剂（包括增强剂）消耗量最大，占总量50%，其次是增塑剂，约占30%。Company L2.橡塑助剂分类（1）稳定化助剂（2）加工助剂(3) 功能性助剂 按功能分Company L3. 橡塑助剂的选择 配伍性耐久性适应性相容性用途性Company L第二节 增塑剂v 1.概念：凡添加到橡塑材料中能使其玻璃化温度降低，塑性增加，更易于加工的助剂即为增塑剂。

2、v 2.特点：它们通常是高沸点,较难挥发液体或低熔点固体，一般不与橡塑材料发生化学反应。 v 3.分类：相溶性主增塑剂辅助增塑剂功能适用型专用型1分子结构单体型聚合型23化学结构酯环氧含氯4Company L4.理想增塑剂的要求v1、增塑剂和聚合物 有良好的相溶性v2、塑化效率高v3、低挥发性v4、耐寒性好v5、耐老化性好v6、耐久性好v7、电结缘性好8、具有难燃性能9、要求尽可能是无色、无臭、无味、无毒10、耐霉菌性好11、配置增塑剂糊的黏度稳定性好12、良好耐化学药品和耐污染性好13、价格低廉Company L5.增塑机理v1.分子间作用力（范德华力和氢健）v2.结晶性v例：邻苯二甲酸二丁

3、酯6.增塑剂杂质对性能的影响v有杂质易使增塑剂变色、发臭、出汗、黏度增加等。使用于塑料或橡胶中给性能带来不良影响。v主要杂质有：水分、酸分、重金属、无机物、着色物质、低沸组分等。Company L7.增塑剂的选择 一般从增塑剂的性能和市场情况（包括商品质量、供求情况、价格）以及制品的性能要求等综合方面来考虑。增塑剂适用场所不适用场所邻苯二甲酸二辛酯（DOP）通用目的配料要求电性能用的配料供接触食品用的配料温度很高或很低防火要求高邻苯二甲酸二异辛酯（DIOP）要求比DOP价格低来取代DOP温度很高或很低防火要求高电性能，耐热性及塑化要求低于DOP邻苯二甲酸二丁酯（DOS）要求高柔韧性和高相容性温

4、度很高或很低防火要求高电性能，耐热性及塑化要求低葵二酸二辛酯挥发度比DBS好DBS应用的配料用于低温电缆价廉产品要求阻燃性环氧化油及其酯类与高分子量增塑剂同，但抗萃取性能要求略低低温性较好要求稳定性很高适宜的加工性能温度很低氯化石蜡价格低的配料要求阻燃性好的配料做主增塑剂Company L8 .增塑剂的主要品种v 1. 苯二甲酸酯类：v 这类是最重要且产量和用量最大的种类，约占增塑剂总量的80%85%，与其他增塑剂相比，这类增塑剂具有相溶性好且适用性广，化学性质稳定，生产工艺简单，原料易得且成本较低的优点。属通用增塑剂，常被用做主增塑剂。v 特点：色泽浅.毒性低.电性能好.发挥性小.气味少.耐

5、低温等特点。v （1） 邻苯二甲酸酯类 主要品种介绍v 邻苯二甲酸酯二辛酯 （DOP）v 邻苯二甲酸酯二丁酯 （DBP）v 邻苯二甲酸酯二庚酯 （DHP）v 邻苯二甲酸酯丁基苄基酯 （BBP）v 邻苯二甲酸酯二异葵酯 (DIDP)v 邻苯二甲酸酯二异壬酯 （DINP） Company L（2）脂肪醇酯类v 特点：多用低温增塑剂.它与聚氯乙烯的相容性较差，故只能用做耐寒的副增塑剂，与邻苯二甲酸酯类并用。v 主要品种：v 己二酸二辛酯(DOA)v 壬二酸二辛酯（DOZ）v 葵二酸二丁酯（DBS）v 葵二酸二辛酯（DOS）v 用酯化法生产DOA的工艺 四吸辛醇 v 己二酸 烧碱液 水 v 旱醇 酯化

6、 中和 水洗 减压脱醇 压滤 v 硫酸 Company Lv用途：DOA的耐寒性和塑化效率优于DOPv 可赋予制品优良的低温柔软性，并具有一定的光热稳定性和耐水性。DOA无毒，可用于食品包装材料。DOA多于主增塑剂并用于耐寒的农业用薄膜、电线、薄板、人造革、户外用水管和冷冻食品的包装薄膜。 Company L（3）多元醇酯类：v 主要是指由二元醇、多溶二元醇、三元醇、四元醇与饱和脂肪酸或苯酸所生成的酯类。v按化学结构可分为：v 二元醇脂肪酸酯：具有优良的低温性能。v 双季戊四醇酯：具有优良的耐热、耐老化和耐抽出性能。v 二元醇（或多缩二远醇）苯甲酸酯，具有良好的抗污染性能。v 甘油三乙酸酯，无

7、毒性。 Company Lv 例：一缩二乙二醇79酸酯生产工艺流程：v 一缩二乙二醇 回收79酸及单酯 次氯酸钠 v 79酸 v 磷酸 减压酯化 脱酸 过滤 中和脱色 水洗v 活性类 v 成品 过滤 脱水 Company L（4）磷酸酯类v 它与大多数树脂都有良好的相容性并且有显著的阻燃性作用，即是增塑剂，又是阻燃剂，而且其挥发性较低，耐久性较好，但有毒且价格较贵。v 按化学结构分四类： 磷酸三烷基酯v 磷酸三芳基酯v 磷酸烷基芳基酯v 含氯磷酸酯v 特点：芳香族磷酸酯的低温性能差，而脂肪族磷酸酯的低温性能好，但热稳定性较差，而抽出性不如芳香族磷酸酯。 Company Lv 主要品种： 磷酸三

8、苯甲酯（TCP）v 磷酸三苯酯（TPP）v 磷酸三丁酯（TBP、v 磷酸三辛酯（TOP）v 磷酸二苯一辛酯（DPOP）v 生产方法有两种： v 热法（POCl3法），脂肪醇和三氯氧磷在低温液相进行酯化，用铝、镁、钛或锡的氧化物作为催化剂。v 冷法（PCl3法），苯酚或烷基酚与三氯化磷于低温下酯化。其中冷却的生产成本更低。 Company Lv 例：磷酸三（2-乙基己）酯（OP）生产工艺流程。v v 四氯化钛 氮气v 三氯氧磷 v 酯化 减压酯化 置换 冷却v 2-乙基己酯 v 氯化氢 v 成品 减压蒸馏 水洗 中和 分解催化剂 氯化钠 Company L（5）环氧化物类v它主要是含三元环氧基的

9、化合物，主要添加于PVC材料中，它既能吸收PVC在分解时放出的氯化氧，又能与PVC相容，所以它是增塑剂又是稳定剂，若于金属盐稳定性同时使用，则其稳定作用更加突出。v特点：耐候性.耐寒性较好，毒性较小，但耐挥发、耐溶剂、抽出性等较差，除环氧化油以外的其它环氧增塑剂的抗迁移性较差。v常用三类： 环氧化油，环氧脂肪酸单酯v环氧四氢邻苯二甲酸酯 Company L（6）聚酯类v 主要指分子量在8008000之间的饱和二元酸与二元醇的缩聚产物，按所用的饱和二元酸又分为戊二酸类、已二酸类、壬二酸类等。v 特点：一般塑化效率都较低，黏度大，加工性和低温性都不好，但挥发性低，迁移性小，耐油和耐肥皂水抽出，因此

10、是很好的耐久性增塑剂。v 通常需要同邻苯二甲酸、酯类主增塑剂并用。 Company L（7）其它增塑剂v除了上述之外，常用还有含氯化合物类、石油酯类、柠檬酸类、偏苯三酸酯类等。 Company L二、稳定剂v加稳定剂的目的是防止材料老化。v 老化是指塑料材料在成型加工、贮存和使用过程中，因各种因素导致其结构变化、性能变化，逐渐失去使用价值的现象。v引起老化影响最大的因素是光、氧和热。v所以抑制或延缓其影响的最重要方式是添加光、氧和热稳定剂。 Company L1、抗氧剂v作用：由于高聚物氧化是一种游离基连锁反应。抗氧剂可以捕获活性自由基，生成非活性自由基，从而是连锁反应终止，它还能分解氧化过程

11、中产生的聚合物氢过氧化物，生成非自由基产物，从而中断连锁反应。v在橡胶工业中称为防老剂。v典型产品：抗氧剂264（BHT264）v 2.6-二叔丁基-4-甲酚v 抗氧剂2246v 特点：安全、稳定、便宜、可用食品包装、塑料和橡胶 Company Lv 生产工艺：v 2.4-酚、甲醛、硫酸、石油苯酸钠和#200溶剂油缩合酸碱中和过滤水洗干燥成品v特点：挥发性小、不着色、不污染、不喷霜等优点。v可作工程塑料的抗氧剂以及天然合成橡胶的防老剂。 Company L2、热稳定剂v 塑料材料在成型加工中因摩擦、剪切等生热作用以及使用过程中因光照射而受热等外界条件作用而发生降解，从而使制品性能变坏甚至失去使

12、用价值，为了抑制这些作用须添加热稳定剂。v 主要用于：PVC、氯乙烯共聚物v 有五类：金属皂类、铅盐类、有机锡类、有机辅助热稳定剂和液体复合稳定剂。v 功能：1.终止脱氯化氢反应2. 抑制脱氯化氢反应3. 消除与减缓制品变色4.防止氧化5. 清除杂志Company L3、光稳定剂v光老化中最主要的是紫外线。v光稳定剂应具备条件：v（1）能强烈吸收290400nm波长范围的紫外光v（2）与橡塑材料及其添加剂的相容性好v（3）具有良好的光稳定剂v（4）化学稳定性好v（5） 热稳定性良好v（6） 不污染制品 Company Lv（7）无毒或低毒v（8） 耐抽出、耐水解性能优良、价格低廉v品种按作用机

13、理有：光屏蔽剂、紫外线吸收剂、淬灭剂、自由基捕获剂，最重要是紫外线吸收剂。v 如：UV-327 苯并三唑类紫外线吸收剂v 2-（2-羟基-3，5-二叔丁基苯基）-5-氯苯并三唑 Company L三、硫化体系助剂v将线型高分子（如塑料橡胶）转变成体型高分子（如弹性橡胶）的过程称为“硫化”或“交联”，凡能使高分子化合物发生交联的助剂统称为硫化剂或交联剂。v有：（1）硫化剂（交联剂）v （2）促进剂加快硫化发应速率v （3）活性剂可增加促进剂的活性，从而减少促进剂的用量或缩短硫化时间，同时可提高硫化胶的交联度。分为两类：无机活化剂，有机活化剂 Company L四、防焦剂v 是指能防止橡塑材料（主

14、要是橡胶）在加工过程中产生“焦烧”，同时又不影响促进剂在硫化温度下正常发挥作用的助剂。v 常用产品有N-（环已基硫代）邻苯二甲酰亚胺（防焦剂CTP） v 防焦剂特性防焦剂特性1. 延长焦烧时间2. 不延长总硫化时间3. 不影响硫化胶料的物理性能4. 无交联作用5. 5.易分散Company L五、增粘剂v 添加于橡塑材料或胶粘剂中，时被粘物体具有润湿能力，通过表面扩散或内部扩散，能够在一定温度、压力、时间下产生粘合性的物质称增粘剂。v常用产品多为热塑性树脂状物，分子量约为2001500。玻璃化温度和软化点均低，软化点范围在515度之间，常温下呈半液态或固态。v有松香类、古马隆类、酚醛类和石油类

15、等。 Company L六、阻燃剂v能够增加塑料等高分子材料制品耐燃性的物质即阻燃剂。v阻燃剂主要含磷、卤素、硼、锑、钛、氮的有机物和无机物。v有反应型和添加型两类。v如：十溴二苯醚等 Company L作用机理作用机理12345转移效应吸热效应覆盖隔离效应稀释效应抑制，协同效应Company L七、润湿剂v是为了改善塑料，特别是热塑性塑料，在加工成型时的流动性和脱模性而添加的一种配合剂。v目的：减少摩擦v 一般有五种：脂肪酸及其金属皂类，酯类，酰胺类，烃类，有机碱类。Company L八、 抗静电剂 是添加在树脂或涂附在塑料制品和合成纤维表面以防止高分子材料的静电危害的一类助剂。抗静电剂大多

16、属表面活性剂，如聚醚、季铵盐、磺酸、甜菜碱等高分子型永久抗静电剂。Company L九、 着色剂v有无机颜料和有机颜料，各有优缺点。v无机颜料：金属氧化物、硫化物、硫酸盐、钼酸盐等盐类以及碳黑，其共同特点是有较好的耐热性、耐光性以及无迁移性，遮盖力较强。缺点：透明性、色泽鲜艳性和着色力较差。v 有机颜料：优点色泽鲜艳性、透明性好、着色力强、分散性好和耐迁移性好。常有的品种有：酞青蓝、偶氮类、喹丫啶酮类等。Company L着色剂的基本性能要有八方面：v着色力大、遮盖力强、分散性好、耐热性好、耐候性好、无迁移性、化学性质稳定、毒性低。v制法：橡塑材料中大多采用色母粒着色 工艺，各种着色剂均可制成色母粒。v色母粒的生产工艺主要有二种：干混-熔体剪切法和液体介质-熔体剪切法Company L十、发泡剂v是一类能使处于一定黏度范围内的液态和塑料状态的橡胶、塑料形成微孔结构的物质，它们可以是固体、液体或气体。v在发泡过程中根据气孔产生的方式不同