潤滑劑的種類與選用原則

聚合物中加入潤滑劑的作用是降低物料之間、物料與加工設(shè)備之間摩擦力，從而降低熔體的流動阻力、降低熔體黏度、提高熔體流動性、提高表面光潔度。除了具有良好自潤滑性能的POM、PA、F4外，對于沒有自潤滑性的聚合物品種，在成型加工中往往都需要加入潤滑劑。在不同的加工方法中潤滑劑所起作用的側(cè)重點不同：壓延成型主要起到防止熔料包輥，注塑成型主要起到加速流動和提高脫模性，擠出成型主要起到加速流動和提高口模分離性，壓制成型主要起到提高脫模性。潤滑劑的種類以PVC為例，其所用潤滑劑的分類如下：(1)、按潤滑劑的結(jié)構(gòu)分類可以分成為飽和烴和鹵代烴類、脂肪酸類、脂肪酸酯類、脂肪族酰胺類、金屬皂類、脂肪醇類和多元醇類等。①飽和烴類。按其極性大小可分為：非極性烴如聚乙烯蠟和聚丙烯蠟等，極性烴如氯化石蠟和氧化聚乙烯蠟等。按相對分子質(zhì)量大小可分為：液體石蠟(C16-C21)，固體石蠟(C26-C32)，微晶石蠟(C32-C70)和低分子聚乙烯蠟(相對分子質(zhì)量1000-10000)，主要用于PVC外潤滑。②金屬皂類。金屬皂類既是優(yōu)良的熱穩(wěn)定劑，又是一種潤滑劑。作為潤滑劑的金屬皂類兼有內(nèi)、外潤滑作用，不同品種的側(cè)重略有不同。常用金屬皂類潤滑劑的品種及加入量為:CaSt:0.2-1.5份，ZnSt:0.15份，BaSt:0.2-1.0份。③脂肪族酰胺類。包括單脂肪族酰胺和雙脂肪族酰胺兩大類，單脂肪族酰胺呈內(nèi)潤滑作用，主要品種有硬脂酸酰胺、芥酸酰胺和蓖麻油酰胺等；雙脂肪族酰胺呈外潤滑作用，主要品種有N,N'-亞乙基雙硬脂酰胺和N,N'-亞乙基雙蓖麻醇酸酰胺等。⑤脂肪醇類。主要包括硬脂醇、季戊四醇和季戊四醇硬脂酸脂。季戊四醇硬脂酸脂簡稱PETS，屬于耐高溫潤滑劑，在高溫下具有良好的熱穩(wěn)定性和低揮發(fā)性，良好的脫模和流動性能，對部分結(jié)晶的塑料有極好的成核作用，可用于透明產(chǎn)品。推薦用于PC(聚碳酸酯)、尼龍(PA)、熱塑性聚酯(PET、PBT等)、PPO、PPS及其他的熱塑性工程塑料。(2)按潤滑劑的作用分類按在樹脂的內(nèi)部或表面作用，可以將潤滑劑分成內(nèi)、外潤滑劑，內(nèi)、外潤滑劑的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)為其與樹脂的相容性大小。內(nèi)潤滑劑與樹脂的親和力大，其作用為降低樹脂內(nèi)分子間的作用力；外潤滑劑與樹脂的親和力小，其作用為降低樹脂與加工設(shè)備之間的黏附力。內(nèi)、外潤滑劑的劃分是相對的，兩者之間并無嚴(yán)格的劃分標(biāo)準(zhǔn)。例如，在極性不同的樹脂中，內(nèi)、外潤滑劑的作用會發(fā)生變化。如對極性樹脂如PVC、PA而言，硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯及硬脂酸單甘油酯等起內(nèi)潤滑作用，而對PE、PP等非極性樹脂，則起外潤滑作用。相反，高分子石蠟與極性樹脂的相容性差，在PVC中只能做外潤滑劑，而在PE、PP等非極性樹脂中則為內(nèi)潤滑劑。另外，在不同加工溫度下，內(nèi)、外潤滑劑的作用也會發(fā)生變化。如硬脂酸和硬脂醇兩個潤滑劑，在PVC壓延成型初期，由于加工溫度低，與PVC的相容性差，主要起外潤滑作用，當(dāng)溫度升高后，其與PVC樹脂的相容性提高，則轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕饍?nèi)潤滑作用。潤滑劑的選用原則(1)按PVC的加工方法選用①壓延成型。目的為防止粘輥和降低熔體黏度。潤滑劑以內(nèi)、外潤滑劑配合使用，以金屬皂類為主，并配以硬脂酸。②擠出、注塑。目的降低黏度、提高流動性、易于脫模。潤滑劑以內(nèi)潤滑劑為主，以酯、蠟配合使用。③模壓、層壓。以外潤滑劑為主，常用蠟類潤滑劑。④搪塑。潤滑劑用量少，以內(nèi)潤滑劑為主，并常用液體類。(2)按PVC制品不同選用①軟制品。因配方中含有大量增塑劑，本身具有一定的潤滑性，所以潤滑劑用量小。在透明膜配方中，選用金屬皂類和液體復(fù)合穩(wěn)定劑，配合硬脂酸。在電纜料配方中，如有填料加入，可選用高熔點蠟。②硬制品。因增塑劑的加入量小或者沒有增塑劑，需加大潤滑劑的用量。對無毒透明制品如吹塑瓶、透明片等，常用OP蠟及E蠟等，加入量為0.3~0.5份。對不透明制品如板材、管材等，常用金屬皇類、石蠟、硬脂酸并用，其中金屬皂為1~2份、石蠟和硬脂酸為0.3~0.5份。(3)按PVC中共混樹脂品種的選用對于共混其他樹脂的PVC配方，所用潤滑劑與純PVC配方不同，具體如下:在PVC中加入ABS、CPE、ACR、MBS等抗沖擊改性劑的配方，由于共混樹脂與潤滑劑的相容性大，應(yīng)增加其加入量。為改善PVC制品的光澤，常加入氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，也需要增加潤滑劑的加入量。(4)不同潤滑劑的并用在一個具體PVC加工配方中，一般不單用一種潤滑劑，而是內(nèi)、外潤滑劑兼用，并且內(nèi)、外潤滑劑也選用幾個品種復(fù)合使用。(5)潤滑劑與其他助劑的關(guān)系①與穩(wěn)定劑的關(guān)系。PVC配方中加入的穩(wěn)定劑大都具有一定的潤滑性，不同熱穩(wěn)定劑的潤滑性大小為金屬皂類>液體金屬復(fù)合皂類>稀土類>有機銻類>鉛鹽類>月桂酸