塑料和橡胶的降解有两种可预见的方式:高温熔融加工时的热氧化,以及随后在热、光和氧气作用下的长期缓慢老化。两条路径都遵循同一化学机理——聚合物主链的自由基链式氧化。抗氧剂并非凭“魔力”阻止氧化,而是在特定步骤中断反应。选对稳定剂,就是把抗氧剂机理与失效模式对应起来,而且几乎总是要多种类型协同使用。

两项任务:消灭自由基,分解氢过氧化物

热氧化从自由基(R·)开始,与氧反应生成过氧自由基(ROO·),再从聚合物主链上夺取氢,生成氢过氧化物(ROOH)并产生新的碳自由基。氢过氧化物才是真正的“定时炸弹”:一旦分解,会生成两个新自由基,急剧加速降解。

  • 主抗氧剂向 ROO· 提供氢原子,将其转化为无害的氢过氧化物,同时生成稳定、不传播链式反应的酚氧自由基。它们阻断链式反应。受阻酚是主流。
  • 辅助抗氧剂在氢过氧化物裂解产生自由基之前,将其分解为稳定产物。亚磷酸酯和硫代酯是两大类;它们延长主抗氧剂寿命,并在加工阶段保护聚合物。

实际应用中,耐老化配方几乎总是把受阻酚主抗氧剂与亚磷酸酯(加工保护)和/或硫代酯(长期热老化)搭配使用,三类之间存在真正的协同再生效应。

受阻酚类主抗氧剂

酚类抗氧剂的差异主要在于分子量、挥发性、相容性与耐抽出性。分子量越高,加工时挥发损失越小、服役寿命越长,但在聚合物基体中的迁移性可能降低。

BHT(二丁基羟基甲苯,CAS 128-37-0)

抗氧剂 BHT是小分子参比级产品。价格低廉、全球普遍批准用于食品接触,并广泛用于润滑油脂、蜡和低应力塑料。其弱点是挥发性和迁移性:在聚烯烃常规加工温度下可能从熔体升华或迁移到表面,因此很少用于长期热老化或薄壁制品。它适合成本优先、使用温度温和的场景:胶黏剂、密封剂、部分橡胶制品及间接食品接触应用。典型用量:0.05–0.5%。

抗氧剂 1010(CAS 6683-19-8)

抗氧剂 1010是应用最广的高分子量受阻酚——季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]。四个酚羟基集中在紧凑骨架上,挥发性极低、耐抽出性优异、法规认可广泛。它是 PP、PE、EVA、ABS、POM、聚酯、弹性体及胶黏剂长期热稳定化的默认选择。典型用量:单独使用 0.1–0.5%,或与亚磷酸酯联用时 0.05–0.3%。

抗氧剂 1076(CAS 2082-79-3)

抗氧剂 1076是 3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸的长链十八烷基酯。单酚结构使其单位克活性低于 1010,但 C18 长链提升了与聚烯烃的相容性,并在厚壁制品、电线电缆绝缘及土工膜中具有出色的耐抽出性。常用于热水或热油环境中的制品。典型用量:0.1–0.5%,通常与亚磷酸酯并用。

亚磷酸酯类辅助抗氧剂

亚磷酸酯与氢过氧化物反应生成磷酸酯和醇,避免主抗氧剂被 ROOH 消耗。在挤出和注塑等氢过氧化物浓度瞬间升高的加工环节,它们不可或缺。

抗氧剂 168(CAS 31570-04-4)

抗氧剂 168——三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯——是聚合物工业最常用的加工稳定剂。不着色、低挥发、在熔融加工中保护聚合物的效果突出。它几乎从不单独使用;经典搭配是与 1010 或 1076 用于聚烯烃、苯乙烯类及工程塑料。典型用量:0.1–0.5%,通常按重量与主抗氧剂约 1:1 至 2:1 并用。

抗氧剂 626(CAS 26741-53-7)

抗氧剂 626是双亚磷酸酯(双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯),单位克磷含量高于 168。这意味着在更低添加量下即可实现更强的氢过氧化物分解效率,并改善聚烯烃在燃烧气体或 NOx 环境中的气熏变色抵抗。广泛用于 PC、PA、苯乙烯类、PVC 及涂料。典型用量:0.05–0.3%。

硫代酯类长期热老化增效剂

硫代酯通过硫介导的氧化还原循环分解氢过氧化物,每个硫代酯分子可消耗多个 ROOH 分子。它们是聚烯烃和润滑油脂在高温下实现长期热稳定的标准方案。

抗氧剂 DLTP(CAS 123-28-4)

抗氧剂 DLTP(硫代二丙酸二月桂酯)是经济性硫代酯。不着色,适用于白色和浅色制品。较短的烷基链使其迁移性略高、耐抽出性略低于长链同类 DSTP。典型用量:0.2–1.0%,通常与 1010 或 1076 并用。

抗氧剂 DSTP(CAS 693-36-7)

抗氧剂 DSTP(硫代二丙酸双十八烷基酯)具有更长的 C18 烷基链,挥发性更低、与聚烯烃相容性更好、耐抽出性优于 DLTP。是高温长期服役及 FDA 食品接触应用的首选硫代酯。典型用量:0.2–1.0%。

抗氧剂 1035(CAS 41484-35-9)

抗氧剂 1035是含硫受阻酚,兼具主/辅助双重作用。在 XLPE 电线电缆绝缘、炭黑填充体系及过氧化物交联体系中尤为宝贵——常规亚磷酸酯可能夺取过氧化物引发剂产生的自由基,而 1035 不会干扰交联化学。它在 PU 软泡和合成弹性体中同样表现优异。典型用量:0.1–0.5%。

现成复配:B215 与 B225

复配产品简化了称量、改善了分散,并为通用聚烯烃提供了均衡的酚/磷比例。

  • 抗氧剂 B215(CAS 6683-19-8;31570-04-4)是 1010 与 168 的 1:2 混合物。更高的亚磷酸酯含量有利于加工稳定性,是 PP、PE、EVA 高剪切混炼的首选。
  • 抗氧剂 B225(CAS 6683-19-8;31570-04-4)是 1010 与 168 的 1:1 混合物。更高的酚含量带来更优的长期热老化性能,适合持续高温服役的制品。

两种复配产品典型用量均为 0.1–0.5%。若长期老化条件苛刻,可再补充 DSTP 等硫代酯。

并排对比

产品CAS 号类别主要作用最适用场景典型用量
BHT128-37-0受阻酚低成本主抗氧剂蜡、胶黏剂、润滑油脂、低热负荷塑料0.05–0.5%
抗氧剂 10106683-19-8受阻酚长期主抗氧剂PP、PE、ABS、POM、弹性体、胶黏剂0.1–0.5%
抗氧剂 10762082-79-3受阻酚长期主抗氧剂、耐抽出电线电缆、厚壁件、热水/油环境0.1–0.5%
抗氧剂 16831570-04-4亚磷酸酯加工稳定剂聚烯烃、苯乙烯类、工程塑料0.1–0.5%
抗氧剂 62626741-53-7双亚磷酸酯加工稳定 + 抗气熏变色PC、PA、苯乙烯类、PVC、涂料0.05–0.3%
抗氧剂 DLTP123-28-4硫代酯长期热稳定增效剂白色/浅色 PE、PP、ABS、PVC0.2–1.0%
抗氧剂 DSTP693-36-7硫代酯长期热稳定增效剂、耐抽出聚烯烃、橡胶、润滑油脂、食品接触0.2–1.0%
抗氧剂 103541484-35-9含硫受阻酚主/辅助双重作用XLPE 电缆、炭黑填充体系、PU 软泡、弹性体0.1–0.5%
抗氧剂 B2156683-19-8;31570-04-4复配酚/磷复配,偏加工稳定通用聚烯烃混炼0.1–0.5%
抗氧剂 B2256683-19-8;31570-04-4复配酚/磷复配,偏长期老化通用聚烯烃混炼0.1–0.5%

实用配方方案

  • 通用 PP/PE 注塑:0.1% 1010 + 0.2% 168,或 0.2–0.3% B215。可承受多次回用料带来的热历史。
  • PP/PE 管材或土工膜(50 °C 服役):0.2% 1076 + 0.2% 168 + 0.3% DSTP。硫代酯是通过长期氧化诱导期(OIT)测试的关键。
  • 白色家电 ABS/HIPS:0.15% 1010 + 0.15% 626 + 0.3% DLTP。626 降低气熏黄变;DLTP 在非抽出应用中控制成本。
  • XLPE 过氧化物交联电缆:0.2–0.4% 1035,不加常规亚磷酸酯,避免其清除过氧化物引发剂产生的自由基。炭黑本身也提供额外稳定化。
  • 电线电缆油/水浸泡环境:0.2% 1076 + 0.2% 168 + 0.3% DSTP。1076 与 DSTP 的 C18 长链有助于在制品中保持留存。

采购时需核对的规格

  • 含量/纯度 — 高端规格一般 ≥ 98%;含量偏低意味着稀释剂或杂质,会影响色泽与加工表现。
  • 熔程或倾点 — 对硫代酯和液态抗氧剂体系至关重要;异常熔点暗示污染或链长错误。
  • 磷含量(亚磷酸酯) — 确认有效成分与分子身份;可与理论值对照。
  • 水解稳定性(亚磷酸酯) — 亚磷酸酯储存期间可能水解产生酸性物质;要求提供酸值和水分含量,并保持容器密封。
  • 色泽(APHA 或 Gardner) — 标称白色的抗氧剂颜色过深,是白色或透明制品后期黄变的预警信号。
  • 重金属与灰分 — 对电气级和食品接触级制品尤为重要。

上海倍特尔供应上述全系列聚合物抗氧剂——抗氧剂 BHT抗氧剂 1010抗氧剂 1076抗氧剂 168抗氧剂 626抗氧剂 DLTP抗氧剂 DSTP抗氧剂 1035抗氧剂 B215抗氧剂 B225——中国产地,可按需提供 TDS/COA/MSDS。请告诉我们您的聚合物、加工温度与使用环境,我们将推荐稳定化方案并报价。