硬脂酸锌
发布日期:2018/10/31 11:56:10
背景及概述[1][2]
硬脂酸锌亦称“十八酸锌”，外观为白色细微粉末，熔点118 ℃～125 ℃，相对密度1.095，具特殊气味。不溶于水，溶于热的乙醇、苯、甲苯和松节油等有机溶剂。在有机溶剂中加热溶解后经冷却成为胶状物。遇强酸分解为硬脂酸和相应的锌盐。在干燥的条件下有火险性，自燃点900 ℃。其粉尘与空气混合物的最低爆炸极限为11.6 g/m3。有吸潮倾向。无毒，可用于与食品接触的制品，毒性系数T=1 000。
一般为硬脂酸锌和软脂酸锌的混合物，通常还含有稍过量(13.5%～15%)的氧化锌。可用作聚氯乙烯塑料的稳定剂，苯乙烯塑料、酚醛塑料和氨基塑料的增强剂，油漆、涂料的催干剂，珐琅的平光剂、干燥剂、砂磨剂，纺织品的打光剂，塑料成形脱模剂，防水剂，化妆品中润肤剂，医药上用于制药物粉剂、片剂、软膏等。
结构
质量标准[1]
制备[1][3]
方法1：将硬脂酸溶于20倍质量的热水中，加入质量浓度为1 074 kg/m3的烧碱溶液，于75 ℃左右进行皂化反应，生成稀的硬脂酸钠溶液。将质量浓度为1074 kg/m3的硫酸锌溶液加入到硬脂酸钠溶液中，于60 ℃左右进行复分解反应，产物硬脂酸锌以沉淀析出。经过滤、水洗，于90 ℃左右干燥，即得成品。反应式如下：
方法2：一种硬脂酸锌的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a、将液体状态的硬脂酸通过输送泵输送到反应釜中进行搅拌加热，搅拌时间为 20-28min，加热温度为120-150℃；
b、将氧化锌分三次加入到反应釜中，在温度160-180℃，压强0.18-0.24Mpa下进行 反应，反应时间为40-50min；
c、将反应好的硬脂酸锌输送到压片机中进行压片；
d、将压片好的硬脂酸锌通过普通的粉碎机进行粗粉碎；
e、将粗粉碎好的硬脂酸锌通过气流粉碎系统进行细粉碎，制得硬脂酸锌。
用途[1][4]
硬脂酸锌是主金属皂类热稳定剂的代表性品种之一，能够吸收HCl，取代活泼氯原子，但生成的氯化锌对脱氯化氢反应有催化作用，添加量过大，容易发生突然降解，即“锌烧”现象，导致初期着色等危害。一般不单独使用，常与钡皂、钙皂等辅助金属皂热稳定剂配合使用。亚磷酸酯、β-二酮、2-苯基吲哚等非金属辅助稳定剂对氯化锌有螯合作用，因此也是钡/锌、钙/锌复合热稳定剂的重要组分。硬脂酸锌是无毒金属皂热稳定剂的主要成分之一。除作为热稳定剂应用外，本品还是硬质PVC、PS、ABS以及酚醛树脂、氨基树脂等热塑性和热固性塑料加工的润滑剂和脱模剂。
硬脂酸锌是用在很多聚合物中的一类具有多种功能的添加剂，基于它独特而多样 化的理化特性，已在塑料、涂料、润滑脂、纺织、建筑、造纸、颜料等诸多重要领域获得广泛而重要的应用，并且不断地有新的应用途径被开发出来，其主要应用领域是涂料、塑料和橡胶工业；如可在树脂领域用作热稳定剂、润滑剂、润滑脂、促进剂或增稠剂等，通常作为PVC树 脂热稳定剂。PVC(聚氯乙烯)是目前世界上仅次于聚乙烯用量、用途最广的塑料之一， 并以其阻燃、绝缘、耐磨损等性能赢得了广阔的市场。PVC树脂及其制品由于自身的结构缺陷，存在着容易热降解和老化的缺点，其加工温度160℃以上比分解温度120℃还高；因此，要将PVC将变成制品，就必须在加工成型过程中添加热稳定剂，以延缓或阻止PVC树脂的热 降解，而聚氯乙烯热老化的主要原因就是受热分解脱去小分子，硬脂酸锌一方面可以捕获 脱落下来的氯化氢，另一方面还能置换中存在的烯丙基氯中的氯原子，生成比较稳定的酯，从而消除了聚合材料中脱氯化氢的引发源。因此，领域内通常选择硬脂酸锌作为PVC塑料的 热稳定剂和润滑剂。
鉴于硬脂酸锌的重要用途，行业内一直对硬脂酸锌进行进一步的改性，从而提高其性能或拓展其应用领域，而且硬脂酸锌的制备工艺也是限制其继续发展的瓶颈，硬脂酸锌的生产工艺主要分为复分解法和熔融法两种，在国内的生产厂家中通常采用复分解工艺。这种方法所用到的原料有硬脂酸、硫酸锌、烧碱等原料，经过复分解反应后，水洗，甩干，烘干等一些列的工艺最后得到成品。
虽然其反应条件温和，通过控制反应温度、等工艺条件，可以获得色泽好、纯度较高的金属皂产品，但其自身有着不可避免的缺陷--产能低且能耗高，如反应物料液-固比高，生产效率低；需要耗用大量水进行洗涤，并排放大量含盐并夹 带有机物的废水；干燥能耗大，且产品表观密度小，粉尘飞扬严重；更重要的是复分解法生 产的硬脂酸锌在涂料中表现很差的透明度，无法得到广泛应用。
因此，如何得到一种具有更好性能的改性硬脂酸锌材料，尤其是还能够解决传统 制备方法上的缺陷，已成为行业内诸多一线生产研发人员和业内厂商亟待解决的重要问题。有研究提供了一种硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料，包括硬脂酸锌和复合在硬脂酸锌表面的氧化石墨烯。将硬脂酸锌与氧化石墨烯进行复合，得到了微米级别的片状硬脂酸锌复合材料，大小均一，形貌规整，氧化石墨烯通过化学键作用包覆在硬脂酸锌表面，形成氧化石墨烯包覆硬脂酸锌片的包覆结构，或是“硬脂酸锌-石墨烯-硬脂酸锌”的层状叠加结构，提供的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料具有更好的热稳定性和润滑性。
主要参考资料
[1] 实用化学品配方手册
[2] 化合物词典
[3] 林晓丽；陈晔.一种硬脂酸锌的制作方法. CN201610669950.2，申请日20160815
[4] 赵永彬；张在忠；李凯；奚洪亮；刘海波；程金杰.一种硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料及其制备方法CN201710020152.1，申请日 20170111
