塑料潤滑劑作用機理與主要應用種類的介紹
潤滑劑的作用機理
潤滑劑是能夠改善塑料加工流動性能的一種添加劑,其結(jié)構(gòu)一般具有非極性長鏈和極性基團兩部分,除改善熔體流動性外,其還具有促進熔融、便于脫模、防止靜電、防止粘連等作用,按作用機理可分為外潤滑劑和內(nèi)潤滑劑兩種。
(1)外潤滑劑作用機理。
改善塑料熔體與成型加工設(shè)備金屬表面的摩擦狀況,減少兩者之間的摩擦力,使塑件容易脫模。外潤滑劑與塑料的相容性較差,容易從熔體中向外遷移,從而在熔體與模具間形成一層很薄的隔離膜,避免塑料熔體粘在機筒或模具表面。
(2)內(nèi)潤滑劑作用機理。
內(nèi)潤滑劑與塑料有良好的相容性,它在塑料熔體內(nèi)部起著降低分子間內(nèi)聚力的作用,可以減少塑料熔體的內(nèi)摩擦,增加塑料的熔融速率和熔體變形性,降低熔體黏度及改善塑化性能。
大多數(shù)潤滑劑均兼具內(nèi)、外潤滑劑的功能,但有的側(cè)重內(nèi)潤滑,有的側(cè)重外潤滑,并且同一種潤滑劑在不同的塑料中或在不同的加工條件下會表現(xiàn)出不同的潤滑作用,通常認為,與塑料相容性好、極性基團極性大的潤滑劑多用作內(nèi)潤滑劑;反之,則用作外潤滑劑。其中,如果塑料的流動性已可滿足成型工藝的需要,則主要考慮外潤滑劑是否滿足工藝要求,是否便于脫模,以保證內(nèi)外平衡。選用外潤滑劑時,應注意其熔點要與成型溫度相接近,但要有10~30℃的差異,這樣才能在塑料表面形成完整隔離膜。

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優(yōu)良潤滑劑應具有的性能
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必須具有優(yōu)異的、效能持久的潤滑性能。
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與塑料的相容性大小適中,內(nèi)部、外部潤滑作用要平衡,不影響塑料的透明性,不起霜、不易結(jié)垢,不與其它助劑反應。
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黏度小,表面張力小,在界面處擴展性好,易形成界面層。
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熱穩(wěn)定性能優(yōu)良,在加工成型過程中不分解、不揮發(fā)、不降低塑料的各種優(yōu)良性能,不影響制品第二次加工性能。
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無毒,無污染,不腐蝕設(shè)備,價格便宜。
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潤滑劑的主要種類介紹
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脂肪酸酰胺類潤滑劑 |
(1)硬脂酸酰胺:白色或淡黃褐色粉末,相對密度0.96,分子量283,熔點98~103℃,不溶于水,溶于熱乙醇、氯仿、乙醚。具有優(yōu)良的外部潤滑效果和脫膜性、透明性、分散性、光澤性、電絕緣性,無毒,是PVC,PS,脲醛等樹脂加工潤滑劑,還可作為聚烯烴的爽滑劑和抗粘連劑。一般用量為0.1%~2.0%。
(2)乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS):白色或乳白色粉末或粒狀物。相對密度0.98,分子量593,熔點142℃,不溶于水,溶于熱的氯代烴類和芳烴類溶劑。廣泛用于爽滑劑、抗粘連劑、潤滑劑和抗靜電劑。無毒,適用于PE,PP,PS,ABS樹脂及熱固性塑料的內(nèi)部和外部潤滑劑。一般用量為0.2%~2.0%。
(3)油酸酰胺:白色粉末狀、碎片狀或珠粒狀物。相對密度0.90,分子量281,熔點68~79℃,不溶于水,溶于乙醇等許多溶劑。無毒,可作為PE,PP,PA等塑料的爽滑劑、防黏劑,改善加工成型性能,還具有抗靜電效果,可減少灰塵在制品表面的附著,在PVC加工成型中其是良好的內(nèi)部潤滑劑。
(4)芥酸酰胺:形狀、性能及用途與油酸酰胺相似,比油酸酰胺更佳。
(5)硬脂酸正丁酯(BS):淡黃色液體,相對密度0.855~0.862,溶于大多數(shù)有機溶劑,微溶于甘油、乙二醇和某些胺類,與乙基纖維素相容,與硝酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、氯化橡膠等部分相容。BS無毒,作為樹脂加工時的內(nèi)部潤滑劑,具有防水性和較好的熱穩(wěn)定性,可用于涂料。雖與PVC不相容,但可作為PVC透明片擠出、注塑、壓延的潤滑劑、脫膜劑。一般用量為0.5%~1.0%。
(6)甘油三羥硬脂酸酯:粉末狀物,熔點85~87℃,無毒,具有優(yōu)良的耐熱性和流動性?勺鳛镻VC,ABS,MBS的潤滑劑和爽滑劑及合成橡膠的脫膜劑。一般用量為0.25%~1.5%。
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烴類潤滑劑 |
(1)微晶石蠟:白色或微黃色鱗片狀或粒狀物,固體相對密度0.89~0.94,液體相對密度0.78~0.81,熔點70~90℃,溶于非極性溶劑,不溶于極性溶劑。熱穩(wěn)定性、潤滑性優(yōu)于石蠟,但會降低凝膠化速度,故用量不宜過大。無毒,常與硬脂酸丁酯或高級脂肪酸并用,用于塑料潤滑劑。一般用量為0.1%~0.2%。
(2)液體石蠟:無色透明液體,相對密度0.89,凝固點-35~-15℃,溶于苯、乙醚、二硫化碳,微溶于醇類,在熱穩(wěn)定及潤滑性均良好。用于PVC,PS等樹脂加工時,作為內(nèi)潤滑劑,與樹脂相容性差。添加量一般為0.3%~0.5%,過多時,反而使加工性能變壞。
(3)固體石蠟:白色固體,相對密度0.9,熔點57~60℃,不溶于水,溶于汽油、氯仿、二硫化碳、二甲苯、乙醚等有機溶劑,微溶于醇類。屬于外潤滑劑,可改善制品表面光澤,為非極性直鏈烴,不能潤濕金屬表面,也就是不能阻止PVC黏金屬壁,只有與硬脂酸鈣并用時,才能發(fā)揮協(xié)同效應,但其相容性、分散性和熱穩(wěn)定性均比較差。本品無毒,用于PVC,PE,PP,PS,ABS,PBT,PET及纖維素等塑料。
(4)氯化石蠟:石蠟經(jīng)氯化而制得。無臭透明液體,含氯量有42%,52%,70%等多種,與PVC相容性好,還起增塑劑、阻燃劑的作用,但透明度差,用量在0.3%以下,與其它增塑劑并用效果較好。
(5)聚乙烯蠟:又稱低分子量聚乙烯,白色粉末或片狀物,為乙烯的低度聚合產(chǎn)品。相對密度為0.9~0.93,分子量1000~5000,軟化點100~115℃,具有良好的中期及后期潤滑性,能起防黏劑作用,在色母粒加工中作顏料分散劑,在PVC-U中作潤滑劑,在PVC,PE,PP,ABS,PET,PBT塑料成型中作潤滑劑和脫模劑。一般用量為0.1%~0.5%。
(6)氧化聚乙烯蠟:白色粉末或珠粒狀固體,為含羧酸的低分子量聚乙烯,并含有醇、酮及酯類化合物,由于氧化使烷烴鏈上生成一定數(shù)量的羧基等極性基團,故提高了它在PVC的相容性,使其同時兼有良好的內(nèi)、外潤滑性能,并賦予制品良好的透明性和光澤性,與高級脂肪或脂肪酸進行部分酯化,或用氫氧化鈣進行部分皂化,得到的衍生物均具優(yōu)異的內(nèi)、外潤滑性能。主要應用于PVC,PE,PP,ABS,PBT,PET等。用量為0.1%~1.0%。
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硅氧烷潤滑劑 |
硅氧烷系作為脫模劑、防粘連劑和潤滑劑廣泛應用于酚醛、環(huán)氧、聚酯等塑料的加工與成型上。常用的品種有聚硅氧烷、合成蠟、硅油、二氧化硅和硅藻土等。
(1)甲基硅油:即聚二甲基硅氧烷,無色、無味,透明、黏稠液體,分子量為5000-10000,溶于乙醚、苯、甲苯,部分溶于丙酮、乙醇、丁醇,不溶于甲醇、環(huán)已醇、石蠟油、植物油?稍-50~200℃范圍內(nèi)使用。具有優(yōu)良的耐高、低溫性能,透光性、電性能、增水性和化學穩(wěn)定性均良好。用作為脫模潤滑劑。
(2)苯甲基硅油:即聚甲基苯基硅氧烷,性能同甲基硅油。
(3)乙基硅油:即聚二乙基硅氧烷,無色或淺黃色透明液體,平均分子量300-10000.溶于乙醚、氯仿、甲苯?膳c石油產(chǎn)品任意混合,使用溫度-70~150℃,具有優(yōu)良的潤滑性和電絕緣性,表面張力較小,防水、耐化學腐蝕性能好?梢宰鳛槊撃┖蜐櫥瑒⿷糜谒芰、橡膠加工中。
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常用樹脂適用的
潤滑劑種類
1聚氯乙烯:液體石蠟、固體石蠟、高熔點石蠟、聚乙烯蠟、乙撐雙硬脂酰胺、酯蠟硬脂酸丁酯、單硬脂酸甘油酯、金屬皂、硬脂酸、硬脂醇。2聚乙烯、聚丙烯:乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、高沸點石蠟、微晶石蠟、脂肪酸。3聚苯乙烯:硬脂酸鋅、乙撐雙硬脂酰胺、高熔點石蠟、硬脂酸丁酯。4ABS:硬脂酸鋅等金屬皂、脂肪酰胺、乙撐雙硬脂酰胺、高熔點石蠟。5聚酰胺:油酸酰胺、硬脂酰胺、乙撐雙硬酯酰胺。6PBT/PET:硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、脂肪酰胺、高熔點石蠟、聚乙烯蠟。7酚醛、氨基樹脂:硬脂酸鋅等金屬皂、脂肪酰胺、乙撐雙硬脂硬酰胺、高熔點石蠟。
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