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聚乙烯蜡小编分析润滑剂在PVC异型材中的作用(二)

返回列表 来源: 发布日期: 2018.09.18

润滑剂是PVC中常用的助剂,对生产起到润滑、脱模等作用,对PVC日常生产加工有着很重要的作用,下面青岛赛诺聚乙烯蜡小编为您分析润滑剂在PVC异型材中的作用。本文分为两部分,本篇是第二部分。

3.润滑剂的选用原则及应用中需注意的问题

在塑料制品生产中,很多因素会影响润滑作用,如聚合物的种类、聚合方法、成型方法、加工机械、加工条件、各种添加剂之间的相互影响等。选用润滑剂时应综合考虑,同时还要考虑制品所要求的性能。

PVC塑料

对于PVC异型材配方,润滑剂投入量虽然较少,但对型材的加工和内在性能影响很大。因此如何充分发挥润滑体系的作用,较大程度上依赖于润滑体系的选择与匹配,选用润滑剂应遵循如下原则:

(1) 要注意配方体系润滑的内外平衡,适应前期、中期、后期各段对物料润滑性的要求,达到润滑平衡的一致性和长期性。外滑多,挤出速度快,但物料易生,塑化不好;内滑多,挤出量大,物料塑化较好。初期润滑不好,会使挤出扭矩偏大。后期润滑不足,会导致螺杆均化段、压缩段、口模段润滑不足,物料剪切剧烈,影响型材的表面质量及内在性能,严重的还会造成分解。一般根据润滑剂的熔点和加工温度结合来判定润滑剂在配方中初期、中期和后期的润滑性。

(2)润滑剂的浓度应维持在最小限度用量内,虽然润滑剂在配方中具有和稳定剂同样重要的地位,但并不是用量越大越好,我们所讲的润滑内外平衡,是在一定限度内的平衡,因为润滑剂与PVC树脂的不相容性,过多地加入会对PVC共混体系产生不良影响。许多出现的加工以及和热稳定性有关的问题,以及制品的许多缺陷,究其根源都可能是润滑剂用量过大造成的。

(3)选用润滑性时要注意配方中稳定剂、加工助剂、改性剂、填料等对润滑作用的贡献和影响。润滑体系的平衡,不是润滑剂之间的简单平衡,而且整个配方体系的润滑平衡。不同稳定体系的配方,对润滑剂的要求不同,润滑剂在配方中发挥的润滑作用也不尽相同,如在铅盐稳定体系的PVC混合配方中,润滑剂的极性愈大,与PVC相容性愈好,而在有机锡稳定体系中则变化不大,因有机锡本身具有增塑作用。据有关文献报道,稀土稳定剂因其稀土元素的特殊结构,使其和润滑剂的协调效应更明显,易使PVC凝胶化,可减少塑化时间,提高熔体流动性。

另外,在PVC异型材配方设计和调整过程中,润滑剂选用时还应注意:

(1)注意加工温度对润滑剂润滑作用的影响。起外部润滑作用的润滑界面膜的粘度和它的润滑效率取决于润滑剂的熔点和加工温度,如果润滑剂的熔点接近于加工温度时,则由于润滑剂的粘度太大而会妨碍界面膜的形成,反之如果润滑剂的熔点太低,则又会由于润滑剂过于稀薄而使界面膜破坏,导致润滑效果不好。随着加工温度的升高,润滑剂与树脂的相容性增加,润滑剂的挥发损失也增大,通过补加外润滑剂和选用正常加工温度下相容性较低的润滑剂而得到解决。

(2)注意润滑剂的分散性,如分散不均,会造成局部润滑,所以在应用时必须充分混合,必要时添加改善分散性的组份或者将润滑剂载于粉碎的惰性载体上(如硅酸盐)。在低用量或中等用量时起内润滑作用的润滑剂,当用量接近相容性极限时,外润滑作用逐渐增强。

(3)注意润滑剂对制品要求性能的影响,如外观上要考虑喷霜、颜色漂移、迁移性等;表面性能上应考虑印刷性、粘合性、光泽性、疏水性等,机械性能上应考虑强度、层间剥离性等。   

(4)润滑剂应配合使用,对于塑料配方体系,单用一种润滑剂很难达到理想的润滑效果,一般均采用几种润滑剂复合使用的方式,以期达到加工和制品性能的要求,同时也可通过复配提高润滑剂的效率,减少润滑剂的总体用量。因为几种润滑剂配合使用后,难熔与易熔润滑剂会相互渗透,且易熔润滑剂的增稠和表面迁移能力降低,使加工范围变宽,提高熔体结构的均匀性并能提高制品的力学性能和外观质量,充分保证挤出过程中物料润滑平衡。

4.润滑剂在PVC异型材配方中常用品种和体系

在异型材配方中,由于稳定体系的不同,所选用的润滑剂也有差别,在铅盐稳定体系中,可选用硬脂酸、硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡等作润滑剂,在无毒的钙、锌复合稳定体系及稀土复合稳定体系中,可选用硬脂酸、硬脂酸丁脂、石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸钙等作润滑剂,在有机锡配方中,可选用硬脂酸钙、石蜡、氧化聚乙烯蜡等作润滑剂,常用润滑剂主要性能如下:

(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).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。

(3).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。

(4)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。

(5)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。

(6)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。常用润滑剂配合体系及特点汇总如下:

(1).硬脂酸钙—石蜡(聚乙烯蜡)润滑体系:

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,改善了润滑剂的分散情况。

(2).硬脂酸—石蜡(聚乙烯蜡)润滑体系

和硬脂酸钙—石蜡(聚乙烯蜡)体系的作用机理相同,可提高配方的热稳定性,降低收缩,提高流动性,使脱模方便。

(3).氧化聚乙烯蜡—酯类—硬脂酸钙

聚乙烯蜡—酯类—硬脂酸钙并用时,随聚乙烯蜡用量增加,塑化时间明显延长,而氧化聚乙烯蜡—石蜡—酯类—硬脂酸钙并用时,随氧化聚乙烯蜡用量增加,塑化时间却有先升高后降低的趋势,呈明显的协同效果。

总之,在研究PVC异型配方时,不仅需单个了解每种润滑剂的特点和作用,还需明白其之间的协同效果,此外,PVC异型材配方还需随加工设备和模具的差异有所调整和改变。

5、结论:

一个良好的润滑体系,可避免PVC-U物料塑化后粘附金属表面,降低加工设备的载荷,降低加工能耗,改善加工熔体的流动性,避免剪切过热造成PVC分解,同时也促进熔融,提高制品产量,而又不形成熔体缺陷和熔体破裂,而且由于加工流动性的提高,还能改善色泽,增加光泽,增加制品韧性等,对配方体系有极大的贡献。

因为影响润滑剂润滑效果的因素很多,其中主要有:塑料中的其他组份,PVC的结构形式和聚合方式、所用的加工设备和工艺条件,最终制品应具有的性能等。因此在PVC异型材生产配方的设计和变更时,应综合分析和认真对待润滑剂的选取和用量。因为许多出现的加工问题和热稳定性问题,以及制品的许多缺陷,究其根源都与润滑剂有关,甚至是其使用不当所至,因此把润滑剂放到与稳定剂同等重要的位置看待,可以在实际生产中少走弯路,避免不必要的损失和浪费。

总之,润滑剂在PVC异型材配方中具有重要作用,我们应该给予更大的关注和重视,以使我们异型材质量更趋完美。


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作者:赛诺新材             来源:www.pewax88.com。

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