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PVC配方潤滑劑選用心得/PE蠟廠家

       潤滑劑的種類繁多,每個具體產品又有具體不同的特點,能熟悉每個具體的潤滑劑產品性能優缺點、使用方法,有利于我們更好設計出優秀的配方。這需要現場技術人員長期的實踐和驗證,并不斷總結實際應用的經驗。

關于如何選用合適的潤滑劑,我們在實踐探索了一定的方法和根據:

1、潤滑劑得分子結構

對使用潤滑劑的分子結構的了解,包括官能團、鏈長、單雙鍵、分支鏈、異構化等的了解,有助于對潤滑劑性能做初步的判定。

但在化學上,同一種類的物質,結構上有微小的不同,可能導致性能上會有天壤之別。比如:同一分子結構的物質有時順式與反式化學結構的性能和作用,就會很大不同。所以在考察某個潤滑劑時,分子結構只能是初步性能的判定,不能過于匆忙武斷。

2、潤滑劑的極性

如前面介紹,根據相似相溶的原理,PVC是極性材料,潤滑劑是極性還是非極性物質,大致可以作為內潤滑、外潤滑的界定。

極性上須把握“相似”或稱為“相近”兩字。如果同為極性材料,但與PVC極性相差較大,也不會很好的相溶。

3、潤滑劑的耐熱性

潤滑劑的耐熱性一直以來是被大多生產技術人員所忽視的一個重要指標! 潤滑劑的耐熱性指潤滑劑抵抗受熱分解或受熱材料性能改變的能力。

潤滑劑的使用環境是在高溫的物料、機器螺桿、螺筒、模具中,如果潤滑劑在使用的溫度下已經受熱分解或材料性能改變了,那將無法起到潤滑的作用。同時,受熱分解的殘留物質分解物還將影響PVC制品的性能和外觀。我們常?吹侥n^焦料、制品表面有拉絲等缺陷,往往與潤滑劑耐熱不足分解有極大的關系。

所以我們常?吹,如果使用耐熱性差的潤滑劑,比如硬脂酸、石蠟、熔點低的PE蠟等,加工后期往往潤滑不足,造成加工困難,或是制品表面光澤度差等現象,那是因為分解失效了后期潤滑不足。如果這時我們再加入耐熱好的PE蠟、酯類外滑劑或高品質耐熱好的氧PE蠟,就能解決問題。

很多技術員在設計配方時,經常會搭配“前期潤滑劑”,“中期潤滑劑”,“后期潤滑劑”。以經驗言之:如此才保證加工的前中后期有完整的潤滑體系,使加工順利。 其實,這是因為大部分的“前期潤滑劑”在加工中期就開始分解失效了,大部分“中期潤滑劑”在加工后期開始分解失效了。

假如有一種潤滑劑,有極好的耐熱性,在前期就起外潤滑作用,中期、后期都不分解失效,那么這一個潤滑劑就同時具備了“前期潤滑劑”,“中期潤滑劑”,“后期潤滑劑”的作用。

如前面我們介紹酯類潤滑劑知道:酯類潤滑劑熔點低,在45~65℃之間,但酯類潤滑劑具有良好的耐熱性,一般耐熱溫度范圍從200~320℃, 在PVC加工基本不會失效和分解。所以酯類外潤滑劑可以同時具有前期、中期、后期潤滑的效果。這也是酯類潤滑劑在PVC配方總體添加量要少近一半的原因,因為基本沒有消耗掉和分解。

如何測試和知道一個潤滑劑的耐熱性,規范嚴格一些的做法是進行熱失重測試(TGA測試),但由于TGA測試相對復雜和設備昂貴,一般工廠有條件可以進行烘箱熱測試簡單的評估。

4、潤滑劑的耐揮發性

同樣的,潤滑劑的耐揮發性一直以來也被大多生產技術人員所忽視。耐揮發性指在一定溫度下材料抵抗由固態或液態變為氣體的能力。

如果一個潤滑劑,有良好的潤滑效果,同時也有良好的耐熱性, 但是在加工中大部分氣化揮發掉了,那么這個潤滑劑也不是一個好的潤滑劑。比如十六十八醇,硬脂酸等。

判定或測試潤滑劑的揮發度,一般可以參考一個指標:閃點。閃點越高,一般耐揮發性越好。

特別也提到下,酯類潤滑劑都有比較好的耐揮發性,閃點大致都在210~240度,甚至更高。一般在PVC加工溫度下極少有揮發。

實際生產中,如果抽真空口析出嚴重,一般是由潤滑劑揮發造成的。

5、潤滑劑的熔點

潤滑劑的熔點,常常被很多技術人員作為對潤滑劑的唯一評判標準,其實這是一個認識的誤區。熔點作為潤滑劑的各種評價中的一個指標,其有一定的局限性和不準確性。

熔點只能作為潤滑劑起效的一個判定指標,而不能作為起潤滑效果溫度范圍的判定。如上面兩小節講,起潤滑效果加工溫度范圍更重要的指標是潤滑劑的耐熱性和耐揮發性。

很多技術人員形成一個模糊不準確的概念:低熔點的潤滑劑對應“前期潤滑”,中等熔點的潤滑劑對應“中期潤滑”,高熔點的潤滑劑對應“后期潤滑”。其實準確的說法應該是:低耐熱性和低耐揮發性的潤滑劑對應“前期潤滑”,高耐熱耐揮發的潤滑劑對應“后期潤滑”。

我們從化學物質中知道,物質熔點高低與物質的耐熱性耐揮發性高低并沒有相對應的關系。只能在某一品類的物質可能有如此對應的關系。比如:同是裂解法的PE蠟,熔點高些,分子量會較高,耐熱也較好些。但是如果同樣是PE蠟,低熔點的聚合法PE蠟有可能會比高熔點的PE蠟耐熱性更好,后期潤滑更好

潤滑劑的協同應用

潤滑劑熔點不同,內外潤滑效果不同,跟PVC相容性不同。因此一個完美的PVC配方中往往需要多種潤滑劑配合使用,以達到理想的效果。

熔點低的潤滑劑初期效果較好,這類潤滑劑有石蠟、硬脂酸丁酯、硬脂醇、多元醇酯類、硬脂酸等。

熔點高的潤滑劑一般作為后期潤滑使用,這類潤滑劑有硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、316等。

配方中單獨使用硬脂酸鈣,可加速塑化,提高熔體粘度,增大轉矩,并具有一定脫模效果,而單獨使用石蠟,表現出延遲塑化,降低轉矩,無脫模作用。將硬脂酸鈣和石蠟(聚乙烯蠟)按一定比例混合使用時,表現出了良好的效果,物料轉矩值可降低很多,這是由于石蠟滲入硬脂酸鈣分子間,強化了潤滑作用,表現出很強的協同效果。相同作用的還有硬脂酸與石蠟。

在PVC配方中使用多種潤滑劑,互相滲透,彌補溫差,不僅可以減少潤滑劑的使用總量,還能使PVC配方料的加工范圍變寬,提高PVC熔體結構的均勻性,提高材料的力學性能和外觀質量,保證物料擠出過程的潤滑平衡。

各種潤滑劑對PVC塑化快慢的影響對比

硬脂酸鈣塑化最快,單甘脂次之,60再次之,再次是硬脂酸鉛、氧化聚乙烯蠟,硬脂酸,PE蠟,石蠟塑化最慢。增塑劑環氧大豆油對于改善熔體流動性的作用比較明顯。

潤滑劑一般同時具有內潤滑跟外潤滑的特性,而不能絕對來說具有單一性能。從使用效果來說,極性越大,跟PVC相容性越好,增加PVC分子間流動性效果越明顯,內潤滑性占主導,相反,非極性越突出,外潤滑性占主導。

實際應用中,硬脂酸鈣、單甘脂、PETS、60等的內潤滑性比較突出;PE蠟、石蠟、74等的外潤滑性比較突出。硬脂酸、316系列氧化聚乙烯蠟,內外潤滑性均沾,316系列脫模性比較好。


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