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聚乙烯蜡分享PVC配方调整中的润滑剂选用(二)

文章出处:网责任编辑:青岛赛诺作者:青岛赛诺人气:-发表时间:2019-04-09 08:40:00【

  今天聚乙烯蜡小编继续跟大家分享PVC配方调整中的润滑剂选用,本期主要讲述润滑剂的种类、选用、协同应用以及各种润滑剂对PVC塑化快慢的影响对比。

 

聚乙烯蜡

赛诺聚乙烯蜡


四、润滑剂的种类

聚乙烯蜡

聚乙烯蜡

聚乙烯蜡

 

五、润滑剂的选用


润滑剂的种类繁多,每个具体产品又有具体不同的特点,能熟悉每个具体的润滑剂产品性能优缺点、使用方法,有利于我们更好设计出优秀的配方。这需要现场技术人员长期的实践和验证,并不断总结实际应用的经验。


关于如何选用合适的润滑剂,我们在实践探索了一定的方法和根据:


1、润滑剂得分子结构

对使用润滑剂的分子结构的了解,包括官能团、链长、单双键、分支链、异构化等的了解,有助于对润滑剂性能做初步的判定。

但在化学上,同一种类的物质,结构上有微小的不同,可能导致性能上会有天壤之别。比如:同一分子结构的物质有时顺式与反式化学结构的性能和作用,就会很大不同。所以在考察某个润滑剂时,分子结构只能是初步性能的判定,不能过于匆忙武断。


2、润滑剂的极性

如前面介绍,根据相似相溶的原理,PVC是极性材料,润滑剂是极性还是非极性物质,大致可以作为内润滑、外润滑的界定。

极性上须把握“相似”或称为“相近”两字。如果同为极性材料,但与PVC极性相差较大,也不会很好的相溶。


3、润滑剂的耐热性

润滑剂的耐热性一直以来是被大多生产技术人员所忽视的一个重要指标! 润滑剂的耐热性指润滑剂抵抗受热分解或受热材料性能改变的能力。

润滑剂的使用环境是在高温的物料、机器螺杆、螺筒、模具中,如果润滑剂在使用的温度下已经受热分解或材料性能改变了,那将无法起到润滑的作用。同时,受热分解的残留物质分解物还将影响PVC制品的性能和外观。我们常常看到模头焦料、制品表面有拉丝等缺陷,往往与润滑剂耐热不足分解有极大的关系。

所以我们常常看到,如果使用耐热性差的润滑剂,比如硬脂酸、石蜡、熔点低的PE蜡等,加工后期往往润滑不足,造成加工困难,或是制品表面光泽度差等现象,那是因为分解失效了后期润滑不足。如果这时我们再加入耐热好的PE蜡、酯类外滑剂或高品质耐热好的氧PE蜡,就能解决问题。

很多技术员在设计配方时,经常会搭配“前期润滑剂”,“中期润滑剂”,“后期润滑剂”。以经验言之:如此才保证加工的前中后期有完整的润滑体系,使加工顺利。 其实,这是因为大部分的“前期润滑剂”在加工中期就开始分解失效了,大部分“中期润滑剂”在加工后期开始分解失效了。

假如有一种润滑剂,有极好的耐热性,在前期就起外润滑作用,中期、后期都不分解失效,那么这一个润滑剂就同时具备了“前期润滑剂”,“中期润滑剂”,“后期润滑剂”的作用。


如前面我们介绍酯类润滑剂知道:酯类润滑剂熔点低,在45~65℃之间,但酯类润滑剂具有良好的耐热性,一般耐热温度范围从200~320℃, 在PVC加工基本不会失效和分解。所以酯类外润滑剂可以同时具有前期、中期、后期润滑的效果。这也是酯类润滑剂在PVC配方总体添加量要少近一半的原因,因为基本没有消耗掉和分解。

如何测试和知道一个润滑剂的耐热性,规范严格一些的做法是进行热失重测试(TGA测试),但由于TGA测试相对复杂和设备昂贵,一般工厂有条件可以进行烘箱热测试简单的评估。


4、润滑剂的耐挥发性

同样的,润滑剂的耐挥发性一直以来也被大多生产技术人员所忽视。耐挥发性指在一定温度下材料抵抗由固态或液态变为气体的能力。

如果一个润滑剂,有良好的润滑效果,同时也有良好的耐热性, 但是在加工中大部分气化挥发掉了,那么这个润滑剂也不是一个好的润滑剂。比如十六十八醇,硬脂酸等。

判定或测试润滑剂的挥发度,一般可以参考一个指标:闪点。闪点越高,一般耐挥发性越好。

特别也提到下,酯类润滑剂都有比较好的耐挥发性,闪点大致都在210~240度,甚至更高。一般在PVC加工温度下极少有挥发。

实际生产中,如果抽真空口析出严重,一般是由润滑剂挥发造成的。


5、润滑剂的熔点

润滑剂的熔点,常常被很多技术人员作为对润滑剂的唯一评判标准,其实这是一个认识的误区。熔点作为润滑剂的各种评价中的一个指标,其有一定的局限性和不准确性。

熔点只能作为润滑剂起效的一个判定指标,而不能作为起润滑效果温度范围的判定。如上面两小节讲,起润滑效果加工温度范围更重要的指标是润滑剂的耐热性和耐挥发性。

很多技术人员形成一个模糊不准确的概念:低熔点的润滑剂对应“前期润滑”,中等熔点的润滑剂对应“中期润滑”,高熔点的润滑剂对应“后期润滑”。其实准确的说法应该是:低耐热性和低耐挥发性的润滑剂对应“前期润滑”,高耐热耐挥发的润滑剂对应“后期润滑”。

我们从化学物质中知道,物质熔点高低与物质的耐热性耐挥发性高低并没有相对应的关系。只能在某一品类的物质可能有如此对应的关系。比如:同是裂解法的PE蜡,熔点高些,分子量会较高,耐热也较好些。但是如果同样是PE蜡,低熔点的聚合法PE蜡有可能会比高熔点的PE蜡耐热性更好,后期润滑更好


六、润滑剂的协同应用


润滑剂熔点不同,内外润滑效果不同,跟PVC相容性不同。因此一个完美的PVC配方中往往需要多种润滑剂配合使用,以达到理想的效果。

熔点低的润滑剂初期效果较好,这类润滑剂有石蜡、硬脂酸丁酯、硬脂醇、多元醇酯类、硬脂酸等。

熔点高的润滑剂一般作为后期润滑使用,这类润滑剂有硬脂酸钙、硬脂酸钡、316等。

配方中单独使用硬脂酸钙,可加速塑化,提高熔体粘度,增大转矩,并具有一定脱模效果,而单独使用石蜡,表现出延迟塑化,降低转矩,无脱模作用。将硬脂酸钙和石蜡(聚乙烯蜡)按一定比例混合使用时,表现出了良好的效果,物料转矩值可降低很多,这是由于石蜡渗入硬脂酸钙分子间,强化了润滑作用,表现出很强的协同效果。相同作用的还有硬脂酸与石蜡。

在PVC配方中使用多种润滑剂,互相渗透,弥补温差,不仅可以减少润滑剂的使用总量,还能使PVC配方料的加工范围变宽,提高PVC熔体结构的均匀性,提高材料的力学性能和外观质量,保证物料挤出过程的润滑平衡。


七、各种润滑剂对PVC塑化快慢的影响对比

硬脂酸钙塑化最快,单甘脂次之,60再次之,再次是硬脂酸铅、氧化聚乙烯蜡,硬脂酸,PE蜡,石蜡塑化最慢。增塑剂环氧大豆油对于改善熔体流动性的作用比较明显。

润滑剂一般同时具有内润滑跟外润滑的特性,而不能绝对来说具有单一性能。从使用效果来说,极性越大,跟PVC相容性越好,增加PVC分子间流动性效果越明显,内润滑性占主导,相反,非极性越突出,外润滑性占主导。

实际应用中,硬脂酸钙、单甘脂、PETS、60等的内润滑性比较突出;PE蜡、石蜡、74等的外润滑性比较突出。硬脂酸、316系列氧化聚乙烯蜡,内外润滑性均沾,316系列脱模性比较好。


聚乙烯蜡
赛诺PE蜡
 

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