润滑剂是PVC加工中必不可少的助剂。在PVC中添加适量润滑剂,可以降低PVC熔融前粒子之间和PVC熔体中大分子间的相互摩擦;降低PVC熔体与塑料机械接触面之间的相互摩擦。适量润滑剂可改善PVC熔体流动性,提高生产效率,并防止摩擦生热而引起PVC降解,提高制品外观质量。 按功能可分为外润滑剂和内润滑剂。外润滑剂与PVC相容性较差,易从树脂熔体内部迁移至表面,形成润滑剂界面层,从而降低PVC熔融前粒子之间和PVC熔体与塑料机械接触面之间的相互摩擦。内润滑剂含有极性基团,与PVC有较好的相容性,能减少PVC分子间作用力,降低熔体粘度,改善熔融流动性。
内外润滑剂之分只是相对而言,并无严格划分标准。在极性不同的树脂中,内外润滑剂的作用有可能发生变化。例如硬脂酸醇、硬脂酸胺、硬脂酸丁酯及硬脂酸单甘油酯对极性树脂(如PVC及PA)而言,起内润滑作用,但对于非极性树脂(如PE、PP)而言,则显示外润滑作用。相反,高分子石蜡等与极性树脂相容性差,如在极性PVC中用作外润滑剂,而在PE、PP等非极性树脂中则为内润滑剂。在不同加工温度下,内、外润滑剂的作用会发生变化,如硬脂酸和硬脂醇用于PVC压延成型初期,由于加工温度低,与PVC相容性差,主要起外润滑作用,当温度升高后,与PVC相容性增大,则转变为内润滑剂作用。
润滑剂 | 内润滑比例(%) | 外润滑比例(%) |
脂肪醇 | 100 | 0 |
脂肪酸酯 | 100 | 0 |
CaSt | 100 | 0 |
PbSt | 50 | 50 |
亚乙基双硬脂酰胺 | 80 | 20 |
硬脂酸 | 20 | 80 |
煤酸酯 | 50 | 50 |
石蜡 | 0 | 100 |
PE蜡(轻度氧化) | 20 | 80 |
PE蜡(为氧化) | 20 | 80 |
润滑剂品种较多。通常用两种或两种以上润滑剂组成PVC润滑体系,以降低其向制品表面迁移能力;改善润滑剂分散性,使内外润滑剂作用平衡。
按润滑剂的组成可分为:饱和烃类,金属皂类、脂肪族酰胺、脂肪酸类、脂肪酸酯类及脂肪醇类。
按极性可分为非极性烃(如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡)、极性烃(如氯化石蜡、氧化聚乙烯等)。按分子量大小可分为:液体石蜡(C16~ C21)、固体石蜡(C26~ C32)、微晶石蜡(C32~ C70)及低分子量聚乙烯(分子量1000~10000)等,主要用于PVC无毒外润滑剂。
既是优良的热稳定剂,又是一种润滑剂,内外润滑作用兼有,不同品种侧重稍有不同。
包括单脂肪酸酰胺和双脂肪酰胺两大类,单脂肪酰胺主要呈内润滑作用,主要品种有硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、蓖麻油酸酰胺等;双脂肪酸酰胺主要呈外润滑作用,主要品种有N,N’-亚乙基双硬脂酰胺、N,N’-亚乙基蓖麻醇酸酰胺等。
(1)硬脂酸,是仅次于金属皂类而广泛应用的润滑剂,在PVC中用量少时,起内润滑作用;用量大时,起外润滑作用。一般硬脂酸的加入量低于0.5份。
(2)羟基硬脂酸,与PVC相容性好,显示内润滑作用,但热稳定性差。
(1)硬脂酸丁酯,外观为无色或淡黄色油状液体,在PVC中以内润滑为主兼具有外润滑作用,用量0.5~1.5份。
(2)单硬脂酸甘油酯,代号GMS,外观为白色蜡状固体,为PVC优良内润滑剂,对透明性影响小,加入量低于1.5份,可与硬脂酸并用。
(3)酯蜡和皂化蜡,主要指以褐煤蜡为主要原料,经漂白等工序制成的后序产品。漂白蜡有S蜡和L蜡,酯化蜡有E蜡和EG蜡,皂化蜡有O蜡和OP蜡。主要用于硬PVC,用量0.1~0.3份。
(1)硬脂醇,外观为白色细珠状物,起内润滑作用,透明好。在PVC中用量0.2~0.5份。
(2),PVC高温润滑剂,用量0.2~0.5份。
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