塑料加工用润滑剂_彭少贤

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
润滑 剂 的 用 途 很 广 , 硬 质 PVC、聚 烯 烃 、聚 苯 乙烯、ABS、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、醋酸纤维素、 不饱和聚酯、聚酰胺以及橡胶等在加工时都使用 一些润滑剂。但润滑剂的主要用途仍然是在硬质 PVC 方面, 所以在评价润滑剂的性能时人们往往 以硬质 PVC 为中心。润滑剂的用量随树脂的种类 而异, 但一般 100 份树脂中用 1 ̄2 份润滑剂就能 得到良好的润滑效果。
2 PVC 润滑剂
PVC 异 型 材 是 我 国 PVC 硬 制 品 的 主 要 品 种 之一。占 PVC 树脂总消耗量的 22.9%, 并以每年平 均 7%以上的速度增长。我国有一定规模的型材生 产厂家共有 390 多家, 生产能力近 2 800 kt, 2003 年产量 l 500 kt, 销 量 超 过 1 300 kt, 预 计 2006 年 市场需求将达到 1 500~1 600 kt。PVC 配方体系的 设定和各种助剂的选取是保证 PVC 型材品质的重 要因素, 配方中除稳定体系和改性体系外, 润滑体 系对型材的加工性能及制品的外观和各项物理性 能指标都有很大影响。因用量少, 其重要作用却往 往易被人们所 忽 视 , PVC 异 型 材 的 加 工 过 程 和 成 品的很多缺陷, 都与润滑剂的选取和配比有着密 切关系。因此, 润滑剂在 PVC 异型材配方中具有十 分重要的作用。
3 其他塑料润滑剂
ABS 树脂是目前产量最大、应用最广的热塑 性工程塑料。它将 PS、PBR 和 PAN 的各种性能有 机地统一起来, 不仅具有韧、硬、刚相均 衡 的 优 良 力学性能, 而且具有较好的耐化学药品性、尺寸稳 定性、表面光泽度、耐低温特性、着色性 能 和 加 工 流动性能等优点
ABS 润滑剂的共同特征是它们与树脂间具有 一定的相容性。润滑作用首先取决于两者相容程 度的大小, 而相容性则取决于官能团的极性与碳 氢链长度的平衡关系, 因此化学结构是决定润滑 剂属于外润滑还是内润滑作用的首要因素 [1]。在 ABS 体系中起内润滑作用的有: 乙撑双硬脂酰胺 (EBA)、液 体 石 蜡 、聚 醚 硅 油 、羟 基 硅 油 、聚 乙 烯 蜡 等, 起外润滑作用的有: 机油、硬脂酸丁酯、甲基苯 基硅油等。ABS 是极性聚合物, 极性较大的内润滑 剂与 ABS 有较好的相容性, 如乙撑双硬脂酰胺、羟 基硅油等; 而熔融流动助剂、机油等极性 较 小 , 与 ABS 相容性较差, 在体系中起降低 ABS 与加工机 械之间的摩擦作用, 起外润滑作用。
1 润滑机理
在塑料工业的加工成型中, 根据物质与物质 间界面的不同, 把润滑剂分为内润滑剂和外润滑 剂。内润滑与外润滑的性能是相对的, 对于任一塑 料加工中本质上都兼有两方面的性能, 只不过是 哪种性能更强些而已。内润滑剂与聚合物具有一 定的亲合力, 其润滑作用主要是降低聚合物分子 间的相互摩擦, 或降低像 PVC、ABS 等极性聚合物 分子间的作用力。外润滑剂极性小, 但却具有很长 的碳链, 其润滑作用主要是降低聚合物和加工机
热塑性工程塑料 , 如 聚 酰 胺 类 、聚 碳 酸 酯 类 、 聚酯类、聚氨酯类等一般均为注塑制品。它们使用 温度及压力一般均较高, 其流动性亦较差, 加工温 度一般也较高, 因而挥发度较高的润滑剂亦不宜 使用。树脂本身一般易水解或对酸、碱敏感, 所以 一般不宜用金属皂类润滑剂。通常还要求添加剂 具有极低的渗出或浸出性、透明性, 因而不宜使用 相容度小或相对分子质量较小的润滑剂, 此外, PC (聚碳酸酯)光盘对金属离子杂质有极高的要求。这 些因素很大地限制了润滑剂的选择范围和加入 量。由于上述这些热塑性工程塑料均为极性较强 的聚合物, 一般均使用相对分子质量较大的内、外 润滑剂, 如高质量的季戊四醇硬脂酸酯或褐煤蜡 类润滑剂。
塑料加工用润滑剂的消耗量很大, 品种主要 有乙撑双硬脂酸酰胺 (EBS)、乙撑双油酸酰胺(E- BO)、脂肪酰胺、硬脂酸、多元醇酯、油酰胺等。我国 塑料管材、门窗、异型材的生产 量 逐 年 上 升 , 对 润 滑剂的需求量也逐年增大, 需重视开发适用于高 速、高温加工的复合型润滑剂。
高 效 、特 效 、无 毒 、无 公 害 、复 配 多 功 能 化 是 全 球塑料助剂的发展总趋势, 润滑剂当然不例外。
彭少贤, 等. 塑料加工用润滑剂
49
年 52.6 kt, 2004 年 65.8 kt, 估 计 2005 年 为 79.6
国内硬脂酸、石 蜡 、聚 乙 烯 蜡 、硬 脂 醇 等 通 用
kt, 年均增长超过 21%。
型品种消耗比例较高, 但高效的脂肪酸酯(尤其是
百度文库
国外在 PVC 用润滑剂方面研究较多, 如: 德国 复合酯)、脂肪双酰胺等增长幅度较大。由于硬脂酸
2006 年第 3 期( 总第 57 期)
塑料助剂
47
塑料加工用润滑剂
彭少贤 张传吉 张 燕
( 湖北工业大学, 武汉, 430068)
塑料加工中使用的润滑剂是为了改善塑料, 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。润滑剂的主要作用是在 加工过程中降低塑料材料与加工机械之间以及和 塑料材料内部分子之间的相互摩擦, 从而改善塑 料的加工性能, 并提高制品的性能。
性达到改变制品外观和性能的目的, 而 PP 使用的 成核剂也可以改变流动性, 起到润滑剂的作用。
在聚烯烃塑料加工时, 润滑剂的润滑作用与 在 PVC 中截然相反, 主要是作为促进聚烯烃树脂 在成型加工过程中的平滑剂, 防止粘辊, 便于脱 模, 同时起到防水和使色料分散的作用。石蜡与 PE 蜡的分子结构与聚烯烃相似, 极性均很弱, 相 容度较大, 所以起内润滑作用。而酸胺类极性较 大, 与聚烯烃类相容度小, 而起外润滑作用, 与 UPVC 使用外润滑剂的情况相似, 因其相容性小, 用量大时会有喷霜和渗出现象。常用的品种有: 石 蜡 、硬 脂 酸 盐 类 、有 机 硅 类 等 。 聚 烯 烃 高 温 流 动 性 远优于聚氯乙烯, 使用润滑剂有限, 有时完全不用 润滑剂亦可加工成型。
聚苯乙烯因苯乙烯中有苯环存在, 并且比例 亦较大, 相对聚乙烯而言, 聚苯乙烯的极性要大一 些 , 对内、外润滑剂有一定的相容度, 配 方 弹 性 要 好一些。聚苯乙烯均是以颗粒料的形式提供给用 户, 其中已包含了各种助剂, 一般使用的增加流动 性润滑剂为硬脂酸酯及液体石蜡, 加人少量的硬 脂酸锌或酸胺蜡以改善脱模性[2]。
其他添加剂产品的混合物。
我国的润滑剂生产厂家多生产常用的单一的
美国杜邦特性润滑剂公司成功开发出一种新 传统润滑剂, 创新较少。受科技含量低、市场不够
型有机氟添加剂。据报道, 这种新型油状含氟化合 规范等因素的制约, 目前, 企业生产经营普遍陷入
物是一种无色、无味、惰性的聚合物添加 剂 , 把 它 了困境。因此, 可以借鉴国外经验, 多开发复合的
粒状, 可根据需要混入树脂中。
足厂家对于高性能润滑剂的需求。华东地质学院
Reedy Internatonal 公 司 生 产 的 Safoam PVC- 应化系研究了以硬脂酸和乙二胺为原料, 分别以
SD 是一种 PVC 和 TPE 的外部和内部用润滑剂的 苯 磺 酸 、 杂 多 酸 为 载 体 的 超 强 酸 为 催 化 剂 合 成
混合物。PVC- SD 是一次性包装的用于泡沫和其他 EBS 的生产工艺, 使 EBS 的产率达 99.5%。
用途的润滑剂, 发泡剂可以加入其中, PVC- SD50 和 PVC- SDA50 含 50%的发泡剂。这种添加剂会产
5 结语
生均质的熔化, 可促进加工助剂和填料的分散, 允
塑料加工用润滑剂消耗量较大, 国外每年消
加入到聚合物中, 能改善热塑性及热固性聚合物 润滑剂体系, 并利用新技术提升产品附加值。
的耐磨性, 延长制品的使用寿命, 而且不会影响制
参考文献
品化学性能。此外, 该产品可消除热塑性聚氨酯等 聚合物表面的擦痕及划痕, 还能改善聚合物熔融 流动性及脱模性能, 加快挤出速率, 这种添加剂具 有耐 300 ℃的热稳定性, 可与使用常规操作设备 的许多聚合物结合 , 应用范围包括齿轮、磁 管 、汽 车的挡风雨条、密封件、聚合物薄膜等。
常用的 PVC 润滑剂主要有: 脂肪酰胺、硬脂酸 钙 、硬 脂 酸 、石 蜡 、聚 乙 烯 蜡 、醇 类 、氧 化 聚 乙 烯 蜡 、 硬脂酸甘油酯等。
48
塑料助剂
2006 年第 3 期( 总第 57 期)
复合润滑剂主要是由几类主要润滑剂相互搭 配调制而成。复合润滑剂是目前发展最快, 商品牌 号最多的一类润滑剂。每一种复合润滑剂都有一 个主要的使用对象, 因此简化了塑料加工时润滑 体系的配方。这类润滑剂不仅使用方便, 配方简 单, 节约原料, 而且润滑性能良好, 内、外润滑比较 平衡, 且在挤出加工中, 初、中和后期润滑效果也 比较平衡。在异型材配方中, 大多采用复配方式。 常用润滑剂配合体系有: 硬脂酸钙- 石蜡(聚乙烯 蜡)润滑体系, 硬脂酸- 石蜡(聚乙烯蜡)润滑体系, 氧化聚乙烯蜡- 酯类- 硬脂酸钙、脂肪酰胺与其他 润滑剂复合物、热稳定剂与润滑剂复合物等。
该产品可兼作内润滑剂和加工助剂, 适用于 160~ 品种的产能进一步扩大。此外, 北京市化学工业研
370 ℃高温下工程树脂的加工。据介绍, 它可提高 究院的 LC 系列 PVC 专用润滑剂产品, 具有润滑
树脂流动性及 TiO2 等助剂的分散性。产品有粉状、 效果优良、对薄膜的表面性能影响小等优点, 可满
4 国内外润滑剂现状
1985 年 化 工 部 将 PVC 加 工 润 滑 剂 列 为 国 家 科委攻关项目, 2004 年我国润滑剂生产企业超过 70 家, 主要分布在东南沿海经济发达地区, 江苏 省、浙江省、山东省和福建省发展最快。
2002 我国润滑剂表观消费量为 43.5 kt, 2003
第3期
收稿日期: 2005- 12- 02
械之间的摩擦。由于外润滑的作用, 可提高长期运 转性、尺寸稳定性、防止结垢, 增加生产能力。
内润滑剂的作用有以下三个方面: ( 1) 使树脂稳定地塑化, 防止塑化时转矩急 剧升高; ( 2) 降低树脂熔融粘度, 增加流动性, 使螺杆 转矩下降, 增加挤出量和生产量; ( 3) 提高加工能力, 减少设备负荷, 提高能量 效率。 外润滑剂的作用有以下五个方面: ( 1) 防止由于树脂与成型机金属表面摩擦热 所引起的树脂分解及着色; ( 2) 防止在成型加工机械表面烧结; ( 3) 提高滚筒表面的剥离性能; ( 4) 提高脱模性; ( 5) 提高成品表面的光滑性。
硬脂酸镁和硬脂酸铝。硬脂酸钙有两种可流动的 种润滑剂 170 kt 左右。随着塑料管材、门窗、异型
粉末和一种可流动的颗粒形式产品。硬脂酸锌有 材生产的发展, 对润滑剂的需求量日益增长, 预计
细粉、粒状和珠状形式。Dover 将供应 Doverlube 和 到 2010 年将会增加到 350 kt 左右。
许低加工温度, 提高了挤出率。
费 约 3 500 kt, 其 中 美 国 消 费 量 为 1 500 kt, 西 欧
Dover Chemical 公司通过 Doverlube 硬脂酸钙 800 kt, 日本 600 kt。我国硬质 PVC 树脂加工能力
和硬脂酸锌的推出扩大了其添加剂范围, 生产出 为 35 000 kt/a, 按 0.5%的润滑剂添加量计算, 需各
汉高公司的 G60、G70S 等产品性能优异, 可用于 丁酯、GMS 以及类似德国汉高公司同类产品结构
高档 PVC 薄膜的生产。美国 AXEL 塑料研究试验 的 Gl6、G60、G70、G70s、G74 脂肪酸酯类润滑剂均
室最近成功发明了一种新工程 树 脂 用 内 润 滑 剂 , 已大量上市, 脂肪双酰胺类润滑剂 EBS 及其改性
聚丙烯(PP)作为通用型热塑性树脂, 具有密度 小、耐热性优良、耐腐蚀性和电绝缘性优 良 、易 加 工、热变形温度高、价廉等特点, 其应用 领 域 不 断 扩大, 特别是近年来所兴起的通用塑料工程塑料 化技术中, 聚丙烯作为首选材料不断地引起了人 们的重视。
PP 的光亮润滑剂一般使用石蜡、聚乙烯蜡等 蜡类润滑剂与硬酯酸钙的复合体系, 硬脂酰胺与 硬酯酸钙的复合体系等复合化润滑剂来改变流动
相关文档
最新文档