PVC润滑剂.doc

润滑剂平衡设计的复杂性
2012-02-29 浏览次数：311
　　润滑平衡的设计是pvc-U配方设计的最关键的一环。
　　一、 润滑剂及润滑作用目前尚没有真正意义的理论及规律
　　对―般PVC-U配方设计而言，相关资深人士认为配方设计的难点及主要内容是内、外润滑剂种类的选择和它们的比例以及加入总量的设计。润滑剂加入总量应适宜，而内、外润滑剂的比例更重要，尽管总量足够，但如果比例失调，也不会连续地生产出合格产品。
　　然而对于PVC-U加工过程至关重要的润滑体系，在目前还没有可称为理论的理论，甚至连可以有效地指导配方实验的规律也没有。唯一的所谓规律是借鉴普通化学中“相似相溶”规律，也就是润滑剂的极性与PVC树脂的极性越相似，其相容性越好，因而其内润滑作用也越好;反之外润滑作用较强，但是这个规律对于配方设计的指导性亦很有限。因为判断润滑剂的极性的根据是润滑剂的化学结构，即润滑剂分子中含有的羟基、酯基、羧基、酰胺基以及醚基、酮基等极性官能团的种类、数量及其与长链烷基的比例。由于润滑剂化学结构复杂、多样，以及相邻官能团的相互影响，使得对润滑剂的极性大小的判断更为困难，这就造成了单凭润滑剂的极性来推断润滑剂的润滑作用与润滑剂实际上所起的润滑作用之间的差异性远远超出人们的想象。
　　二、润滑作用的多变性
　　问题的复杂度更为重要的是润滑剂与树脂的相容性(即润滑作用)还受其他条件的影响，尤其是其他润滑剂与增塑剂等助剂的影响更为显著，这种改变甚至可使内润滑剂变成外润滑剂，也就是说，同一种润滑剂的润滑作用会随着添加量的不同，随着配方中其他助剂组成的不同，随着加工条件的不同而改变。
　　三、内、外润滑平衡的多样性
　　事实上，不同类型的加工设备如双螺杆及单螺杆挤出、注塑、压延等设备，均要求各自不同的润滑平衡。严格地讲，同类设备、不同生产厂家的产品，甚至同一台设备，旧的与新的设备，对润滑平衡均有不同的要求。不同类型的产品，如管材、片材、膜以及异型材，要有各自不同的润滑平衡。如断面复杂的异型材、挤出片材、注塑制品、中空制品、吹塑膜及高透明制品均要求有较高的塑化程度，更好的熔体流动性，因而要求内、外润滑剂，尤其是内润滑剂的加入量要多一些，而管材则对熔体黏度及流动性要求相对不太高，塑化程度以60%～70%为宜，因而外润滑剂相对可以比内润滑剂的用稍多。但是注塑制品则要求尽可能少用非极性外润滑剂，以便尽可能减少外润滑剂对熔接痕强度的影响。
　　上述内容均说明了润滑平衡的多样性。这就造成润滑作用理论的研究较为困难，在实际配方设计时，也极大地增加了润滑剂配方设计的难度。
　　大多数专业人士认为，对于一般PVC-U而言，配方设计的关键是内、外润滑剂种类、比例及加入总量的设计，就是润滑平衡的设计。
　　pvc塑料网讯：PVC润滑剂的作用是在pvc塑料加工中改善树脂的流动性和制品的脱模性，防止在机内或模具内因粘着而无法工作。一般加在模塑料中或涂于模腔表面。常用的pvc润滑剂有脂肪酸及其盐类，长链脂肪烃。
　　中国聚塑润滑剂商城业内人士指出：根据pvc润滑剂作用的机理不同可分为外润滑剂和内润滑剂。
　　(1)外润滑剂：这种润滑剂与模塑用树脂的相容性较差，因此常用在成型加工机械或模具上，它与树脂之间形成一润滑层，便于树脂流动和制品脱模，如石蜡。
　　(2)内润滑剂：此类润滑剂与树脂的相容性好，常掺入树脂之中，降低树脂的熔体粘度，改善其流动性。如硬脂酸丁酯、硬脂酸铅等。硬脂酸盐类既是良好的润滑剂，又是有效的稳定剂。
润滑剂PE蜡的使用范围
2012-06-29 浏览次数：27
　　氧化聚乙烯蜡(OPE)
　　氧化聚乙烯分子链上带有一定量的羟基，它们与极性树脂的相溶性就得到显著改善，优于聚乙烯蜡。与橡胶、塑料、石蜡等材料有很好的相溶性。对PVC内、外润滑作用比较平衡;在硬质透明pvc配方中添加氧化聚乙烯蜡其润滑性优于其它润滑剂。酸值大于13的可做为乳化型。
　　PE蜡的使用范围：
　　1.PE蜡在色母料加工中做内分散剂
　　2.PE蜡能提高蜡制品的软化点，增加蜡制品的强度使表面光泽度好，蜡烛点燃时，燃烧安全，明亮无黑烟
　　3.PVC异型材、PVC管材、塑胶成型加工过程中作pvc内润滑剂，能提高塑料制品的韧性、使制品表面光滑，合格率高。
　　4.在PVC薄膜生产过程中，PE蜡能提高薄膜的光泽及透明度，能提高薄膜的纵横向韧性
　　5.可做油墨、油漆的分散剂，有良好的防沉作用，使印刷品有好的光泽和立体感
PVC塑料润滑剂选择的原则及实验程序
2012-04-27 浏览次数：402
pvc塑料润滑剂选择的原则及实验程序
　　PVC内、外润滑剂平衡的多样性以及“相容度”影响润滑剂的作用和属性。这些均给配方工作者在选择和应用润滑剂时带来诸多不便。因为选择润滑剂既没有“理论”指导，也没有带有普遍意义的规律可供参考。虽然如此，仍然有一些经验可供参考。
　　选择PVC润滑剂的一般原则
　　如前所述， 要合理兼顾PVC 树脂的流动性、防粘性及塑化速率。也就是一定要使内、外润滑作用平衡，达到能经济、连续生产的目的。
　　研究与实践表明：并不是100 %塑化的制品质量最好，力学性能最高[8 ，9 ]。另外，出于多种原因的考虑，不同的制品对塑化程度均有不同的要求。不完全塑化，不仅质量好，产量高， 能耗低， 并且可以降低热稳定剂用量，有利于降低成本，提高产量。在充分考虑热稳定剂及其他助剂等因素对润滑剂影响的前提下，通过调整内、外润滑剂品种与数量可以调控塑化速率，增加树脂流动性及改善粘附性。
　　选择润滑体系的一般实验程序
　　(1) 标准样
　　用一个加工性能好， 品质优良的同一类设备生产同一类产品的高速搅拌料， 用扭矩流变仪做实验。测试其塑化时间，塑化时扭矩及塑化峰宽度和峰后坡斜率。然后调整内、外润滑剂品种及数量，使其与标准样尽量接近。
　　(2) 首先通过改变内润滑剂品种及用量来改变PVC 熔体流动性即熔体粘度(塑化扭矩值) 。
　　( 3) 在基本调整好熔体粘度(塑化扭矩值) 的前提下，通过改变外润滑剂的品种与数量调整塑化时间(即塑化速率) 。当然，增减外润滑剂的数量或改变其品种时， 对塑化峰值亦有所影响。
　　(4) 防粘性
　　在熔体的流动性、塑化时间(速率)基本满意以后，应考察防粘附性是否足够，如果防粘性仍然不足，可适当按比例增加内、外润滑剂的用量。如果感觉防粘性已经可以(不粘流变仪混合头的转子)，这表明润滑剂总量有可能过量(这是高水平的润滑平衡) ，可适当减少一些内、外润滑剂的用量，直至有轻微的发粘为止。在此基础上适当补加一些内、外润滑剂使它不发粘， 这是较低水平的润滑平衡，也是较接近实际应用水平的润滑平衡。高水平的润滑平均虽然可以改善PVC体系的热稳定性、降低热稳定剂用量、减少配方成本，但外润滑剂的析出现象有可能较严重，对连续产不利。同时，有可能使停机率增加、生产率下降、废品率上升，增大了生产成本，并带来诸多操作不便， 甚至会影响二次加工性能。
　　(5) 放大实验
　　把上述初步确定的配方在生产中进行放大试验，发现有何不足处，再有针对性调整体系，如此反复几次即可设计出一组较满意的润滑平衡体系，达到经济、连续生产优质产品的目的。
　　如果没有标准配方， 可以向热稳定剂或润滑剂的生产商索要参考配方，按参考配方试生产一次，找出存在问题，并按参考配方做Brabender 流变实验， 参照流变实验结果按上述试验程序进行改进，或用便宜的产品对原参考配方中润滑剂进行取代。
　　实验数据对实际生产的影响
　　由于实验物料量与大生产的物料量比例过于悬殊、实验设备与实际生产设备差别太大、实验中的物料与大生产中的物料所受的热及剪切力的经历差别也太大等原因，从扭矩流变仪上所得到的实验数据有微小的差异均有可能对大生产造成严重影响。下面列举了三个配方的实验结果及在生产中情况， 以供参考。
　　1 #配方是山东某厂用平行双螺杆正常生产管材的混合料测得数据。2 #配方是外国某生产热稳定剂公司推荐配方，据称在美国已经广泛地用于锥形双螺杆挤出有机锡热稳定剂的管材，但是在平行双螺杆挤出时，只能在远低于正常转速时才能生产出合格管材，主机转速稍一提高，
　　即会因主机扭矩太大而自动报警， 不能正常生产。分析一下上面的实验数据: 2 #配方较1 #配方塑化时间短了12s ， 即短了414%的时间; 虽然2 #配方的塑化扭矩只比1 #配方大了2 %。但在用于实际生产时差别却非常之大。
　　3 #配方是笔者在2 #配方基础上改进的配方， 塑化时间3 #比1 #延长20s ， 延长7 %;塑化扭矩3 #比1 #小013N·m， 小了018 %。结果3 #配方可以正常地使用平行双螺杆挤出合格管材。
PVC润滑剂在硬聚氯乙烯加工中的平衡应用
2012-04-27 浏览次数：317
pvc润滑剂在硬聚氯乙烯加工中的平衡应用
　　PVC内、外润滑平衡的多样性
　　事实上不同类型的加工设备，如挤出(又分单、双螺杆) 、注塑、压延， 均要求有不同的润滑平衡。严格地讲，同类设备，不同生产厂家的产品，甚至同一个设备新的与旧的对润滑平衡均有不同的要求。不同类型的产品，如管、膜、片以及型材， 也有各自不同的润滑平衡。例如，生产异型材、挤出片材、注塑制品、中空制品、吹塑膜及高透明制品均要有较高的塑化程度，较高的流动性，因而要求较高的塑化速率，所以内润滑剂要多一些;而对于管材的生产而言，它的塑化程度以60 %～70 %为宜[8 ，9 ] ， 因而要求塑化速率低一些， 外润滑剂应相对多一点;对于压延工艺，为了熔融的PVC易于剥离压延辊， 外润滑剂亦应多一些;而注塑工艺则要尽可能少用外润滑剂，尽可能地减少外润滑对熔接痕强度下降的影响。
　　实验室中如何评价内、外润滑平衡
　　内、外润滑剂用量均不足
　　其特点是塑化扭矩较大， 熔体粘附性较严重，有可能提前热分解。
　　内、外润滑剂用量均过量
　　其特点是析出较严重， 制品力学性能下降(如试样较脆) ，二次加工性能较差，但其他实验数据均与内、外润滑平衡时相似。
　　内润滑剂较少，外润滑剂较多
　　其特点是塑化时间较长，塑化扭矩较大，有可能出现析出现象(外润滑剂过量) 。
　　内润滑剂较多，外润滑剂较少
　　其特点：塑化时间较短，有较重的粘附现象，有可能热稳定性变差。总之外润滑剂用量不足则有粘附现象，塑化时间短;过量则力学性能下降，有可能有析出现象。内润滑剂用量不足，则塑化扭矩较大， 塑化时间较长; 过量则塑化时间较短，塑化扭矩较小，热稳定性有可能变差。
　　关于从流变仪得到数据的分析
　　熔体的流动性与粘度成反比，粘度又与扭矩成正比。所以，熔体流动性越好，扭矩越低。在扭矩流变仪的结果中给出三种扭矩值，即最小扭矩，最大扭矩(塑化扭矩)及平衡扭矩。笔者认为，塑化扭矩是评价润滑剂改善PVC 树脂流动性的最重要指标。当然，最小扭矩及平衡扭矩也有一定的参考意义，
　　但它们均与塑化扭矩有很好的对应关系， 一般塑化扭矩大，最小扭矩及平衡扭矩也较大，反之亦然。笔者还认为，塑化扭矩对实际加工设备转动装置能量消耗的影响远大于平衡扭矩的影响。原因有二: ①在一般接近实用硬PVC配方中均有ACR 加工助剂，在这种情况下，不同的润滑体系的塑化扭矩值的变化较大，而平衡扭矩值变化却很不显着[8 ] ;②由于多种原因(如尽量避免热分解，提高生产率等)，加工者希望熔融物料在平衡扭矩所对应的时间尽可能地短一些，即达到预期塑化程度后，塑料熔体尽早离开加工设备。虽然塑化扭矩只是一个峰值，但整个塑化峰所对应的时间的积分面积(能量消耗) 却远大于平衡扭矩所对应的时间的积分面积(能量消耗)。事实亦证明:塑化扭矩只大百分之几，因它积分面很大，所以消耗的能量亦很大，加工设备因不堪重负，而有可能“报警”[10 ]。
　　对于塑化峰的峰值(塑化扭矩， 塑化时间) 常见于报道中， 但对塑化峰的形状(即半峰宽度及半坡斜率) 却少见评论， 事实上，半峰宽度及后半坡斜率亦是润滑体系影响树脂熔化特性一个重要标志。
　　相对而言， 能耗较少， 较充分地利用了摩擦热，进一步促进了树脂塑化，减少树脂在设备中停留时间，有利树脂的热稳定化，并为进一步提高生产效率提供了可能性。
润滑剂在聚氯乙烯成型加工中使用的原则
2012-03-10 浏览次数：366
　　聚氯乙烯成型加工中使用润滑剂的原则：
　　(1)在压延加工中以外润滑为重点，在挤压、注射等加工中以内润滑重点。
　　(2)采用共聚树脂，需比纯聚氯乙烯树脂增加外润滑剂。
　　(3)配方应注意下列几点：
　　①硬质比软质的润滑剂用量多。
　　②要注意稳定剂的固有滑性。
　　③填充剂用量多时，使用多量的内润滑剂 ;
　　④注意内润滑性与外润滑性的平衡。
　　⑤制品性能要求，如表面外观、热压及机械性能等。
　　举例如下:
　　(1)吹塑成形中润滑剂用量过少会引起粘模和薄膜层间粘合，造成加工困难;用量过多，由于压力降低而使从口模挤出的薄膜经吹胀后在接缝时开裂。适当加入内润滑剂如硬脂酸单甘油脂是有利的，用量一般不超过1%。
　　(2)加工容易有析出物的配方应考虑使用与金属结合力较强的润滑剂，似形成一层润滑剂膜(如石蜡)。
　　(3)电缆用塑料制品，一般电性能及质量稳定性要求较高，一般只使用硬脂酸皂类为润滑剂。因为硬脂酸对金属导线有腐蚀作用，所以一般不用。
　　(4)金属皂类可作润滑剂，但不能用量过多，因皂类与HCl作用后游离脂肪酸增多能导致喷霜现象。另外应注意硬脂酸铅润滑作用强，用量过多时塑料难塑化，硬脂酸钙在高温时反而粘锟。
　　pvc润滑剂的概念：
　　什么是润滑剂呢?东莞市丽海塑胶原料有限公司业内人士介绍：高聚物的在熔融之后通常具有较高的粘度，在加工过程中，熔融的高聚物在通过窄缝、浇口等流道时，聚合物熔体必定要与加工机械表面产生摩擦，有些摩擦在对聚合物的加工是很不利的，这些摩擦使熔体流动性降低，同时严重的摩擦会使薄膜表面变得粗糙，缺乏光泽或出现流纹。为此，需要加入以提高润滑性、减少摩擦、降低界面粘附性能为目的。这就是PVC润滑剂。pvc润滑剂除了改进流动性外，还可以起熔融促进剂、防粘连和防静电剂、爽滑剂等作用。
　　pvc润滑剂的分类：
　　pvc润滑剂可分为外润滑剂和内润滑剂两种,外润滑剂的作用主要是改善聚合物熔体与加工设备的热金属表面的摩擦。它与聚合物相容性较差，容易从熔体内往外迁移，所以能在塑料熔体与金属的交界面形成润滑的薄层。内润滑剂与聚合物有良好的相容性，它在聚合物内部起到降低聚合物分子间内聚力的作用，从而改善塑料熔体的内摩擦生热和熔体的流动性。常用的外润滑剂是硬脂酸及其盐类;内润滑剂是低分子量的聚合物。有的润滑剂还有其他的功用。实际每一种润滑剂都有可以实现某一要求的作用，总是内外润滑共同作用，只是在某一方面更突出一些。同一种润滑剂在不同的聚合物中或不同的加工条件下会表现出不同的润滑作用，如高温、高压下，内润滑剂会被挤压出来而成为外润滑剂。
　　丽海塑胶原料专业人士说，在pvc塑料薄膜的生产中，我们还会遇到一些粘连现象，比如在pvc塑料薄膜生产中，两层膜不易分开，这给自动高速包装带来困难。为了克服它，可向树脂中加入少量增加表面润滑性的助剂，以增加外部润滑性，一般称作抗粘连剂或爽滑剂。一般润滑剂的分子结构中，都会有长链的非极性基和极性基两部分，它们在不同的聚合物中的相容性是不一样的，从而显示不同的内外润滑的作用。按照化学组分，常用的pvc润滑剂可分为如下几类：脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、金属皂、烃类、有机硅化合物等。
　　润滑剂在塑料的实际加工中具有多种效能，例如在混炼、压延加工时，能防止聚合物粘着料筒，抑制摩擦生热，减小混炼转矩和负荷，从而防止聚合物材料的热劣化。在挤出成型时，可提高流动性，改善聚合物料与料筒和模具的黏附性，防止并减少滞留物。另外还能改善薄膜的外观和光泽。
（1）硬脂酸钙：
　　白色粉末，熔点148-155℃，无毒，有优良的润滑性和加工性，无硫化污染，与碱式铅盐和铅皂并用，可提高凝胶化速度，用量一般为0.1-0.4PHR。
　　(2)氧化聚乙烯蜡
　　白色或淡黄色粉末或颗粒，氧化聚乙烯蜡虽含有少量极性基团，仍与PVC不相容，但润滑效率较高，可提高聚合物与金属间的润滑性，提高挤出效率，改善着色剂的分散性，赋予制品良好的透明性和光泽。用量0.1-0.5PHR。
　　（3）硬脂酸
　　白色或微黄色颗粒，熔点70-71℃。在90-100℃下缓慢挥发，在硬PVC加工中作外润滑剂，用量一般为0.2-0.5PHR，并有防止层析结垢的效果，但用量过大易喷霜。
　　(4)硬脂酸甘油酯
　　粉末状物，熔点85-87℃，具有优良的耐热性和流动性，可增加填充剂用量，并可促进塑化。与蜡类并用，可改善PVC-U热稳定性。一般用量为0.2-0.6PHR。
　　在实践中人们发现，两种或两种以上润滑剂配合使用时，出现了与单独使用时不同的效果。在异型材配方中，大多采用复配方式
　　（5）石蜡
　　熔点57-63℃，不含极性基团，属典型的外润滑剂。由于它熔点低，易蒸发，熔体粘度小，只能在较窄范围内起润滑作用，适用于单、双螺杆挤出机挤出，一般用量为0.1-0.8PHR。本品透明度差，易泛白。
　　(6)聚乙烯蜡
　　白色粉末，软化点约在100-117℃，由于其相对分子质量较大，熔点高，挥发性低因而在较高温度和剪切速率下，也显示明显润滑效果。适用于硬PVC单、双螺杆挤出，常用量为0.1-0.5PHR。