专利名称：颗粒状的硬脂酸盐及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及颗粒状的硬脂酸盐及其制备方法。更具体地，本发明涉及粒度和堆积密度更大而加热减量更小的硬脂酸盐及其制备方法，以及该硬脂酸盐在橡塑领域中的应用。
背景技术：
众所周知，金属硬脂酸盐(也称作金属皂)，例如硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸铅等，广泛地用作聚氯乙烯的热稳定剂和多种塑料加工的润滑剂、脱模剂等。然而，现有的硬脂酸盐产品绝大多数为粉末状的，例如化工行业标准HG/T 2424-93规定，轻质硬脂酸钙的细度需达到99%可经过75 μ m的筛子。尽管人们已经认识到，这种粉末状的硬脂酸盐，不仅导致粉尘污染或者粉尘爆炸，而且在应用中会因其流动性而导致加料和计量困难，并引起堵塞、混料不勻和挂壁等，影响塑料产品的质量。针对上述问题，CN 1107168A公开了球形粒状硬脂酸盐的制造方法，该方法包括令融化的硬脂酸与金属氧化物反应，及将所得硬脂酸盐熔体加到乙二醇中，于130°C搅拌均勻，且边搅拌边冷却，但是该专利申请没有具体地定义这种球形粒状的硬脂酸盐。CN1132763A公开了用作塑料添加剂的低粉尘颗粒，该颗粒包含至少10%重量的含水量小于2%的硬脂酸钙，粒径为1 10mm，松密度大于400g/l，流动性小于lk(tR25)。CN 101045681A公开了利用螺杆反应器反应挤出工艺生产重质硬脂酸盐的方法， 该方法利用切粒模头造粒，但是其中并未给出所生产的硬脂酸盐的具体颗粒尺寸。CN 1837176A公开一种金属硬脂酸盐的制备方法，即在常压下，将硬脂酸、金属氢氧化物(或者氧化物或者碳酸盐)和介质水在硬脂酸熔点以下搅拌，然后加热至硬脂酸熔点以上进行反应，反应产物经甩干脱水、分散和干燥，得到金属硬脂酸盐。该方法虽然克服了复分解法和直接法的一些缺点，但是由该方法制得的硬脂酸盐为粉末状，其表观密度小于0. 39g/cm3(参见说明书第8页中的表1)。CN 101353300A公开了一步法合成硬脂酸钙的方法，即在常压下，令硬脂酸和氢氧化钙的悬浊液在稀氨水催化下于水介质中加热反应，由该方法制得的硬脂酸钙可99%通过 200目(75μπι)的筛子，含水量在2. 5%以上(参见说明书第10页的例8和例9)。另外，由于现有硬脂酸盐的粒度很小，控制其吸湿性也十分困难，因而在使用中不可避免地影响塑料主产品的性能。
发明内容
鉴于现有硬脂酸盐的上述问题，本发明人进行了广泛和深入的研究，并意想不到地发现，在加温条件下，通过先将硬脂酸在与欲制备的硬脂酸盐对应的金属盐的水溶液中乳化，随后加入氢氧化钠水溶液，可以制得粒度为150 880 μ m,堆积密度为0. 3 0. 7g/ cm3，及加热减量< 1.5%重量的硬脂酸盐。因此，一方面，本发明提供一种颗粒状的硬脂酸盐，该硬脂酸盐具有150 880 μ m 的粒度，0. 3 0. 7g/cm3的堆积密度，及< 1. 5%重量的加热减量。
在一优选的实施方案中，所述硬脂酸盐的粒度为180 830 μ m。在另一优选的实施方案中，所述硬脂酸盐的堆积密度为0. 4 0. 6g/cm3。在再一优选的实施方案中，所述硬脂酸盐的加热减量< 1. 0%重量。在又一优选的实施方案中，所述硬脂酸盐为选自硬脂酸钙，硬脂酸钡，硬脂酸锌， 硬脂酸镁，硬脂酸镉，硬脂酸铅，硬脂酸锂，硬脂酸铝及硬脂酸亚锡中的一种。另一方面，本发明提供一种制备硬脂酸盐的方法，该方法包括在加温条件下，令硬脂酸在与该硬脂酸盐对应的金属盐的水溶液中乳化，以及随后加入氢氧化钠水溶液并保温反应0. 2 5小时。在一优选的实施方案中，本发明的方法中所述的加温条件是指温度为60 180°C 的反应条件。在另一优选的实施方案中，本发明的方法中所述的加温条件是指温度为60 160°C的反应条件。在另一优选的实施方案中，本发明的方法还包括在所述乳化步骤中加入数量为硬脂酸重量0 15%的乳化剂。在又一优选的实施方案中，本发明的方法还包括在反应完成之后，将反应产物冷却、离心分离和干燥的步骤。再一方面，本发明提供上述硬脂酸盐作为橡塑助剂的应用。在再一方面，本发明提供上述硬脂酸盐与抗氧剂168和抗氧剂1010的混合物作为橡塑助剂的应用；还提供下列包含本发明的硬脂酸盐的复合稳定剂钙锌复合稳定剂，钡锌复合稳定剂，钡镉复合稳定剂，镉铅复合稳定剂，或者钡镉锌铅复合稳定剂。此外，还提供根据本发明的方法制备的硬脂酸盐，该硬脂酸盐具有150 880μπι的粒度，0. 3 0. 7g/cm3的堆积密度，及< 1. 5%重量的加热减量，并且为选自硬脂酸钙，硬脂酸钡，硬脂酸锌，硬脂酸镁，硬脂酸镉，及硬脂酸铅，硬脂酸锂，硬脂酸铝及硬脂酸亚锡中的一种。由于本发明的硬脂酸盐为颗粒状，这不仅避免了粉尘污染或者爆炸，使得该产品对环境友好，而且克服了常规粉状硬脂酸盐的加料和计量困难以及堵塞、混料不勻和挂壁等缺点，进而显著地提高了橡塑主产品的生产效率和质量。此外，由于本发明的硬脂酸盐颗粒大，产品自身的吸湿性小，而且加热减量也较常规的粉状硬脂酸盐低，故可以进一步地提高橡塑主产品的质量。现将说明本发明的下列有关实施方案，以使本领域的技术人员更加明了本发明的其它目的及具体的优点。
图1是制备本发明的硬脂酸盐的工艺流程图。
具体实施例方式下面将参照附图，结合本发明的优选实施方案，更具体地说明本发明的硬脂酸盐及其制备方法，以及该硬脂酸盐在橡塑领域中的应用。如文中所述，本发明中所使用的术语“与该硬脂酸盐对应的金属盐”是指该硬脂酸盐的金属离子的氯化物、硫酸盐、醋酸盐、硝酸盐等，例如当该硬脂酸盐为硬脂酸钙时，“与该硬脂酸盐对应的金属盐”可以为氯化钙等。需要指出的是，在本发明中，“与该硬脂酸盐对应的金属盐”可以为钙盐，钡盐，锌盐，镁盐，镉盐，铅盐，锂盐，铝盐和锡盐，特别优选能够溶解于水中的钙盐，钡盐，锌盐，镁盐，镉盐，铅盐，锂盐，铝盐和锡盐。如文中所述，本发明中所使用的术语“加热减量”是指在常压和105士3°C温度下， 将样品加热2小时之后，样品重量损失的百分数；“粒度”是指用振筛法测得的物料粒度； “堆积密度”是指按HG/TMM-93中4. 7条款规定的方法测得的物料的堆积密度。另外，本发明中所使用的“粒度”、“堆积密度”、“乳化剂”、“离心分离”等术语具有与现有技术中相同的含义。在本发明中，所使用的乳化剂通常为选自阿拉伯胶，十二烷基苯磺酸钠，十二烷基磺酸钠，十八烷醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚及双苯乙基酚聚乙烯醚中的一种或多种。 按硬脂酸的重量计，乳化剂的用量一般为0 15%。在本发明中，所使用的硬脂酸、金属盐、氢氧化钠和乳化剂等原料是本领域技术人员熟知的化工原料，并且均可从商业上购得。如图1中所示，首先在搅拌下于密闭反应器中，将硬脂酸在与硬脂酸盐对应的金属盐的水溶液中乳化，然后升温至60 180°C，接着加入氢氧化钠的水溶液，并保温反应 0. 2 5小时。待反应完成之后，将反应混合物冷却，离心分离，必要时对产物进行洗涤，最后将产物干燥。在乳化步骤中，必要时可以使用乳化剂，这不仅可以提高乳化之后的溶液的稳定性，还可以提高硬脂酸在与硬脂酸盐对应的金属盐的水溶液中的分散度，进而提高产物硬脂酸盐的颗粒均勻性，使得本发明的硬脂酸盐更适合于橡塑加工，如聚乙烯、聚丙烯的造粒。在保温反应步骤中，本领域的技术人员可根据具体的需要选择保温反应的时间。 而且，本领域的技术人员对常规的离心分离和干燥也是熟知的。下面通过实施例进一步地说明本发明。应当理解，这些实施例仅用于更具体地说明本发明，而不是对本发明的范围的限制。实施例1 硬脂酸钙的合成在3L密闭反应器中加入900mL水；加入300g硬脂酸；加入62氯化钙(以干基计)； 在搅拌条件下，再加入22. 5g十二烷基苯磺酸钠。将反应釜温度加热至125士5°C，使硬脂酸在氯化钙的水溶液中充分乳化。然后加入用48g氢氧化钠配制的碱液，加完之后，使反应混合物保温反应2小时。反应完成后，冷却、离心分离和干燥，得到粒度为180 830μπκ堆积密度为0. 48g/cm3和加热减量为1. 0%的颗粒状硬脂酸钙。实施例2 硬脂酸钙的合成在3L密闭反应器中加入900mL水；加入300g硬脂酸；加入62氯化钙(以干基计)；在搅拌条件下，将反应釜温度加热至125士5°C，使硬脂酸在氯化钙的水溶液中充分乳化。然后加入用48g氢氧化钠配制的碱液，加完之后，使反应混合物保温反应2小时。反应完成后，冷却、离心分离和干燥，得到粒度为600 880 μ m、堆积密度为0. 50g/cm3和加热减量1. 0%重量的颗粒状硬脂酸钙。
实施例3 硬脂酸钙的合成在3L密闭反应器中加入900mL水；加入300g硬脂酸；加入62氯化钙(以干基计)； 在搅拌条件下，再加入22. 5g十二烷基苯磺酸钠。将反应釜温度加热至110士5°C，使硬脂酸在氯化钙的水溶液中充分乳化。然后加入用48g氢氧化钠配制的碱液，加完之后，使反应混合物保温反应2小时。反应完成后，冷却、离心分离和干燥，得到粒度为150 180μπκ堆积密度为0. 32g/cm3和加热减量1. 5%重量的颗粒状硬脂酸钙。实施例4 硬脂酸钙的合成在3L密闭反应器中加入900mL水；加入300g硬脂酸；加入62氯化钙(以干基计)； 在搅拌条件下，再加入22. 5g十二烷基苯磺酸钠。将反应釜温度加热至125士5°C，使硬脂酸在氯化钙的水溶液中充分乳化。然后加入用48g氢氧化钠配制的碱液，加完之后，使反应混合物保温反应2小时。反应完成后，冷却、离心分离和干燥，得到粒度为180 830μπκ堆积密度为0. 49g/cm3和加热减量1. 重量的颗粒状硬脂酸钙。实施例5 硬脂酸钙的合成在3L密闭反应器中加入900mL水；加入300g硬脂酸；加入62氯化钙(以干基计)；在搅拌条件下，将反应釜温度加热至Iio士5°C，使硬脂酸在氯化钙的水溶液中充分乳化。然后加入用48g氢氧化钠配制的碱液，加完之后，使反应混合物保温反应2小时。反应完成后，冷却、离心分离和干燥，得到粒度为150 880 μ m、堆积密度为0. 38g/cm3和加热减量1. 4%重量的颗粒状硬脂酸钙。实施例6 硬脂酸钙的合成在3L密闭反应器中加入900mL水；加入300g硬脂酸；加入62氯化钙(以干基计)； 在搅拌条件下，再加入22. 5g十二烷基苯磺酸钠。将反应釜温度加热至125士5°C，使硬脂酸在氯化钙的水溶液中充分乳化。然后加入用48g氢氧化钠配制的碱液，加完之后，使反应混合物保温反应1.5小时。反应完成后，冷却、离心分离和干燥，得到粒度为150 700 μ m、堆积密度为0. 42g/cm3和加热减量1. 3%重量的颗粒状硬脂酸钙。将实施例1 6中所得的硬脂酸钙的粒度、堆积密度和加热减量总结于下面的表 1中。表 1
粒度(ym)堆积密度(g/cm3)加热减量(％)实施例1180-8300. 481. 0实施例2600-8800. 501. 0实施例3150-1800. 321. 5实施例4180-8300. 491. 1实施例5150-8800. 381. 4实施例6150-7000. 421. 3
从表1中可以看出，根据本发明的方法制备的硬脂酸盐呈颗粒状，其粒度远大于现有的硬脂酸盐，这不仅避免了粉尘污染或者爆炸，使得该产品对环境友好，而且克服了常规粉状硬脂酸盐的加料和计量困难以及堵塞、混料不勻和挂壁等缺点，进而显著地提高了橡塑主产品的生产效率和质量。此外，由于本发明的硬脂酸盐颗粒大，产品自身的吸湿性小，而且加热减量也较常规的粉状硬脂酸盐低，故可以进一步地提高橡塑主产品的质量。尽管已经参考其示例性的实施方案具体地说明和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式和内容上对本发明作出各种改变和替换，而不脱离如权利要求书中所限定的本发明的构思和范围。
权利要求
1.一种颗粒状的硬脂酸盐，其中该硬脂酸盐具有150 880 μ m的粒度，0. 3 0. 7g/ cm3的堆积密度，及< 1. 5%重量的加热减量。
2.根据权利要求1的硬脂酸盐，其中所述粒度为180 830μ m。
3.根据权利要求1或2的硬脂酸盐，其中所述堆积密度为0.4 0. 6g/cm3。
4.根据权利要求1 3中任一项的硬脂酸盐，其中所述加热减量<1. 0%重量。
5.根据权利要求4的硬脂酸盐，其中所述加热减量<0. 8%重量。
6.根据权利要求1 5中任一项的硬脂酸盐，其中所述硬脂酸盐为选自硬脂酸钙，硬脂酸钡，硬脂酸锌，硬脂酸镁，硬脂酸镉，硬脂酸铅，硬脂酸锂，硬脂酸铝及硬脂酸亚锡中的一种。
7.一种制备硬脂酸盐的方法，该方法包括在加温条件下，令硬脂酸在与该硬脂酸盐对应的金属盐的水溶液中乳化，以及随后加入氢氧化钠水溶液并保温反应0. 2 5小时。
8.根据权利要求7的方法，其中所述硬脂酸盐为选自硬脂酸钙，硬脂酸钡，硬脂酸锌， 硬脂酸镁，硬脂酸镉，硬脂酸铅，硬脂酸锂，硬脂酸铝及硬脂酸亚锡中的一种。
9.根据权利要求7的方法，其中所述加温是指温度为60 180°C的反应条件。
10.根据权利要求9的方法，其中所述加温是指温度为60 160°C的反应条件。
11.根据权利要求7的方法，其中所述与该硬脂酸盐对应的金属盐为能够溶解于水中的氯化钙，氯化钡，氯化锌，硫酸镁，氯化镉或硫酸镉，醋酸铅或硝酸铅，氯化锂，硫酸铝，或者氯化亚锡。
12.根据权利要求7的方法，还包括在所述乳化步骤中加入数量为硬脂酸重量0 15%的乳化剂。
13.根据权利要求12的方法，其中所述乳化剂为选自阿拉伯胶，十二烷基苯磺酸钠， 十二烷基磺酸钠，十八烷醇聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚及双苯乙基酚聚乙烯醚中的一种或多种。
14.根据权利要求7的方法，还包括在反应完成之后，将反应产物冷却、离心分离和干燥的步骤。
15.根据权利要求7 14中任一项的方法制备的硬脂酸盐作为橡塑助剂的应用。
16.根据权利要求15的应用，其中该硬脂酸盐与抗氧剂168、抗氧剂1010配合使用。
17.根据权利要求15的应用，其中该硬脂酸盐可以形成下列复合稳定剂钙锌复合稳定剂，钡锌复合稳定剂，钡镉复合稳定剂，镉铅复合稳定剂，或者钡镉锌铅复合稳定剂。
全文摘要
本发明涉及颗粒状的硬脂酸盐及其制备方法，以及该硬脂酸盐在橡塑领域中的应用。本发明的硬脂酸盐具有150～880μm的粒度，0.3～0.7g/cm3的堆积密度，及≤1.5％重量的加热减量。本发明的方法包括在加温条件下令硬脂酸在与该硬脂酸盐对应的金属盐的水溶液中乳化，以及随后加入氢氧化钠水溶液。本发明的硬脂酸盐为颗粒状，无粉尘、环境友好，当其作为橡塑助剂使用时，不仅便于添加和计量，而且显著地提高橡塑主产品的生产效率和质量。
文档编号C08L21/00GK102336645SQ20101023129
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者佟立新 申请人:辽宁嘉凯精化有限公司