一文读懂塑料润滑剂

浮亦

润滑剂是一类用来改善塑料，橡胶等聚合物的加工性能和表观性能的助剂。除一般意义上的减少磨擦，提高树脂或胶料加工过程中的流动性和脱模性作用外，润滑剂的功能还可延伸到增加制品的表面光洁性，防止制品之间相互粘连等界面性能方面。


就加工改性作用而言，润滑剂在聚合物加工过程主要降低树脂或胶料与加工设备之间和聚合物分子之间的相互磨擦，进而达到降低扭矩，节约能耗，促进流动和提高质量的目的。


润滑剂可分为内、外润滑剂两种，内、外润滑剂的区分主要依其与树脂的相容性大小。


内润滑剂与树脂的亲和力大，其作用是降低大分子间的作用力；


外润滑剂与树脂的亲和力小，其作用是降低树与加工机械之间的摩擦。


内、外润滑剂之分只是相对而言，并无严格划分标准。在极性不同的树脂中，内、外润滑剂的作用有可能发生变化。


一、润滑剂的作用


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金属表面摩擦热所引起树脂的分解及着色；




（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。


二、润滑剂的种类


饱和烃类——饱和烃类按极性可分为非极性烃（如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡）、极性烃（如氯化石蜡及氧化聚乙烯等）。主要用于PVC无毒外润滑剂。


液体石蜡——俗称白油，为无色透明液体，可用作PVC的透明性内润滑剂，用量为 0.5 份左右。在挤出工艺中，液体石蜡的初期润滑性较好，且不影响热稳定性；


固体石蜡——又称为天然石蜡，白色固体，可用作PVC的外润滑剂，用量 0.1~1.0 份，用量太大会影响透明度；


微晶石蜡——又称为高熔点石蜡，外观为白色或淡黄色固体，因结晶微细而称为微晶石蜡。润滑效果和热稳定性好于其它石蜡。在PVC中用量较小，一般为 0.1~0.2 份；


低分子量聚乙烯——又称聚乙烯蜡，外观为自色或淡黄色固体，透明性差。可用于PVC挤出和压延加工，用量一般为 0.5 份以下；


氧化聚乙烯蜡——为聚乙烯蜡部分氧化的产物，外观为白色粉末；具有优良的内、外润滑作用，透明性好，价格低；用量为 0.1~1.0 份；


氯化石蜡——同PVC相容性好，透明性差，与其它润滑剂并用效果好。用量 0.3 以下为宜。


金属皂类——既是优良的热稳定剂，又是一种润滑剂，其内、外润滑作用兼有，不同品种侧重稍有不同。


常用的金属皂类用于润滑剂时加入量如：PbSt——0.2~1.0份；LiSt——0.6份；CaSt——0.2~1.5份；ZnSt——0.15；BaSt——0.2~1.0份。


脂肪酸酯类
硬脂酸丁脂——外观为无色或淡黄色油状液体，在PVC中以内润滑为主兼外润滑作用，用量0.5~1.5份；


单硬脂酸甘油酯——代号GMS，外观为白色蜡状固体，为PVC的优良内润滑剂。对透明性影响小，加入量低于1.5份，可与硬脂酸并用。


脂肪醇类
硬脂醇——外观为白色细珠状物，起内润滑作用，透明好，在PVC中用量0.2~0.5份，此外，还可用于PS中；


季戊四醇 ——PVC高温润滑剂，用量0.2~0.5份。


三、润滑剂的选用准则


1、依不同加工方法选择
a、压延成型——目的是防止粘辊、降低熔体粘度及提高流动性。润滑剂应用内润滑剂和外润滑剂配合使用，常用品种以金属皂为主，并适当配以硬脂酸；


b、挤出及注塑成型——目的是降低粘度、提高流动性及易于脱模。润滑剂一般以内润滑剂为主，主润滑剂一般以酯、蜡配合使用；


c、模压及层压成型——以外润滑剂为主，常用品种为蜡类润滑剂；


d、糊制品的成型——润滑剂用量较少，以内润滑剂为主，并以液体润滑剂为宜。


2、依不同制品选用


软制品 （软制品中因含有大里增塑剂，而增塑剂大都兼其有优良的润滑性，所以润滑剂的用量较少。）


a、在透明膜配方中，选用金属皂类和液体复合稳定剂，配合使硬脂酸（用量小于0.5份）；


b、对于吹塑膜，为防止粘连，可选用硬脂酸单甘油酯；


c、在电缆料配方中，如加入填料，可采用高熔点蜡0.3~0.5份为润滑剂。


硬制品（润滑剂的使用量大于软制品，对润滑性能要求较高。）


a、透明无毒制品，如吹塑瓶及透明片材等，常用的有OP蜡及 E蜡等，加入量为 0.3~0.5 份，也可与 0.5 份硬脂酸正丁酯或 0.5 份硬脂酸配合。


b、不透明制品如板材及管材等，常用金属皂、石蜡及硬脂酸并用。金属皂加入量为 1~2 份，石蜡及硬脂酸加入壁为 0.3~0.5 份。


3、共混树脂的影响


a、为改善PVC的冲击性能，常共混ABS、CPE及MBS等树脂；但由于这些共混树脂与润滑剂相容性大，故需相应增加润滑剂使用量。
b、为改善PVC的表面光泽，常加入氯乙烯—乙酸乙烯酯共聚物，也需要相应增加润滑剂用量。


4、润滑剂与其它助剂的关系


a、PVC中的热稳定剂有一定的润滑作用，不同热稳定剂的润滑性大小如下：金属皂>液体复合金属皂类>铅盐>月桂酸锡>马来酸锡、硫醇有机锡。


因此，对于热稳定剂润滑作用大的，在其配方中可相应减少润滑剂的用量。有机硫醇锡类热稳定剂缺乏外润滑性，配方中需适当加入外润滑剂；而二丁基锡羧酸酯热稳定剂的外润滑作用突出，配方中可适当减少外润滑剂的用量。


b、加工助剂大都兼有外润滑功能，可相应减少润滑剂的加入量。


c、配方中含有大量非润滑填料时，应相应增加内、外润滑剂的加入量。


5、润滑剂的用量
在一个配方中，一般应选用内、外润滑剂并用。润滑剂的用量随加工方法不同而异。




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