潤(rùn)滑劑在PVC異型材配方中的重要作用

劉艷 （新疆天業(yè)塑料制品總廠 新疆 石河子 832000）

22.9%的PVC樹(shù)脂消耗量都是PVC異型材，PVC異型材是一種主要的PVC硬制品品種，年增長(zhǎng)速度能夠達(dá)到7%以上。我國(guó)目前有390多家PVC異型材生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)能力近2800 k t,目前年產(chǎn)量能夠達(dá)到2000kt。PVC異型材屬于一種高質(zhì)量要求的PVC硬制品產(chǎn)品，主要用于室內(nèi)外門(mén)窗。而保證PVC型材品質(zhì)的主要因素是各種助劑的選取及PVC配方體系的設(shè)定。PVC異型材配方中除了改性體系和穩(wěn)定體系外，PVC異型材的各項(xiàng)物性指標(biāo)和加工性能都會(huì)受到潤(rùn)滑體系較大的影響，但是由于潤(rùn)滑劑用量少，故往往會(huì)忽略潤(rùn)滑劑在PVC異型材配方中的重要作用。

一、潤(rùn)滑劑的分類和作用機(jī)理

基于潤(rùn)滑劑的作用機(jī)理來(lái)看，潤(rùn)滑劑可以被分為兩類，分別是外潤(rùn)滑劑和內(nèi)潤(rùn)滑劑。由于影響潤(rùn)滑劑作用的因素極為復(fù)雜，且因素較多，本文僅能夠進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

1.內(nèi)部潤(rùn)滑——軟化機(jī)理或塑化機(jī)理

對(duì)于PVC異型材而言，增塑劑和潤(rùn)滑劑通常可被視為同一類物質(zhì)，但是由于潤(rùn)滑劑的碳鏈較長(zhǎng)、極性較低，故PVC異型材與潤(rùn)滑劑之間的相容性會(huì)出現(xiàn)較為明顯的降低，只有很少一部分潤(rùn)滑劑分子能夠穿入聚合物的分子鏈之間，使得分子鏈間相互引力進(jìn)一步削弱，也會(huì)使得分子鏈相互之間的聚合物更易旋轉(zhuǎn)和滑動(dòng)。

2.界面潤(rùn)滑機(jī)理

潤(rùn)滑劑會(huì)附在模具、加工機(jī)械的表面，或者熔融樹(shù)脂的表面而形成一層薄薄的潤(rùn)滑劑分子層，進(jìn)而形成潤(rùn)滑界而膜，結(jié)果就會(huì)造成加工機(jī)械與樹(shù)脂之間的摩擦力大幅度降低。通常而言，潤(rùn)滑劑的加工溫度和熔點(diǎn)會(huì)直接影響到潤(rùn)滑界面膜的潤(rùn)滑效率和粘度于。分子碳鏈長(zhǎng)的潤(rùn)滑劑會(huì)具有更大的潤(rùn)滑效果，主要原因能夠讓摩擦面相互遠(yuǎn)離。

二、PVC異型材配方中潤(rùn)滑劑常用體系和品種

由于穩(wěn)定體系的不同，不同的PVC異型材配方也會(huì)選擇不同的潤(rùn)滑劑，在有機(jī)錫配方中，可選用氧化聚乙烯蠟、石蠟、硬脂酸鈣等作潤(rùn)滑劑；在無(wú)毒的稀土復(fù)合穩(wěn)定體系和鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定體系中，可選用硬脂酸鈣、聚乙烯蠟、硬脂酸、石蠟、硬脂酸丁醋等作潤(rùn)滑劑;在鉛鹽穩(wěn)定體系中，可選用聚乙烯蠟、硬脂酸甘油醋、硬脂酸等作潤(rùn)滑劑;

常用的潤(rùn)滑劑有以下一些性能：

（1）石蠟

屬典型的外潤(rùn)滑劑，不含極性基團(tuán)，熔點(diǎn)57-63℃。由于石蠟熔體粘度小、易蒸發(fā)、熔點(diǎn)低，只適用于單、雙螺桿擠出機(jī)擠出之類的較窄范圍內(nèi)進(jìn)行潤(rùn)滑，本品易泛白、透明度差，用量通常為0.1-0.8份。

（2）硬脂酸

硬脂酸通常用于硬PVC加工的外潤(rùn)滑劑，熔點(diǎn)70-71℃，呈微黃色顆粒或者白色顆粒，其對(duì)于層析結(jié)垢的預(yù)防效果較佳，用量通常為0.2-0.5份，如果用量過(guò)大，很容易出現(xiàn)噴霜的情況。

（3）硬脂酸鈣

無(wú)硫化污染，有優(yōu)良的加工和性潤(rùn)滑性，熔點(diǎn)148-155℃，用量通常為0.1-0.4份，。屬于一種無(wú)毒的白色粉末，在與堿式鉛皂和堿式鉛鹽并用時(shí)，能夠使得凝膠化速度提高。

（4）硬脂酸甘油酯

可增加填充劑用量，流動(dòng)性和耐熱性都較為優(yōu)良，熔點(diǎn)85-87℃，用量通常為0.2-0.6份，粉末狀物，硬脂酸甘油酯與蠟類并用，能夠把對(duì)PVC-U熱穩(wěn)定性進(jìn)行有效地改善，還能夠促進(jìn)塑化。

（5）氧化聚乙烯蠟

能夠?qū)χ珓┑姆稚⑿赃M(jìn)行改善，還可提高擠出效率及金屬與聚合物間的潤(rùn)滑性，潤(rùn)滑效率較高，呈現(xiàn)出淡黃色或者白色的顆粒或粉末，用量通常為0.1-0.5份。

（6）聚乙烯蠟

聚乙烯蠟適用于硬PVC單、雙螺桿擠出，軟化點(diǎn)約為100-117℃，白色粉末，用量通常為0.1-0.5份。由于聚乙烯蠟具有較大的相對(duì)分子質(zhì)量及低揮發(fā)性、高熔點(diǎn)，故潤(rùn)滑效果即便在較高的剪切速率和溫度下也能夠顯示明顯。

通常合用兩種或兩種以上潤(rùn)滑劑能夠有效地提高應(yīng)用效果，所以，復(fù)配方式常在PVC異型材配方中應(yīng)用。常用潤(rùn)滑劑配合體系及特點(diǎn)如下：

（1）石蠟(聚乙烯蠟)-硬脂酸鈣潤(rùn)滑體系

配方中若單獨(dú)采用石蠟，那么會(huì)無(wú)脫模作用、表現(xiàn)出降低轉(zhuǎn)矩、延遲塑化；配方中若單獨(dú)采用硬脂酸鈣，那么會(huì)增大轉(zhuǎn)矩、提高熔體粘度、加速塑化。而若采用石蠟(聚乙烯蠟)-硬脂酸鈣潤(rùn)滑體系，那么能夠?qū)?rùn)滑劑的分散情況進(jìn)行有效地改善，協(xié)同效應(yīng)會(huì)表現(xiàn)地較強(qiáng)，還能夠使?jié)櫥饔脧?qiáng)化，效果較佳。

（2）石蠟(聚乙烯蠟)-硬脂酸潤(rùn)滑體系

石蠟(聚乙烯蠟)-硬脂酸潤(rùn)滑體系與石蠟(聚乙烯蠟)-硬脂酸鈣潤(rùn)滑體系有著相同的作用機(jī)理，都能夠提高配方的流動(dòng)性及熱穩(wěn)定性，降低收縮率。

（3）硬脂酸鈣-酯類-氧化聚乙烯蠟潤(rùn)滑體系

硬脂酸鈣-酯類-聚乙烯蠟并用時(shí)，會(huì)明顯延長(zhǎng)塑化時(shí)間，增加聚乙烯蠟用量，而采用硬脂酸鈣-酯類-氧化聚乙烯蠟潤(rùn)滑體系時(shí)，會(huì)隨著氧化聚乙烯蠟用量增加，塑化時(shí)間會(huì)呈現(xiàn)出較為明顯的協(xié)同效果。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在PVC異型材配方中潤(rùn)滑劑往往會(huì)起到極為重要的作用，為了讓PVC異型材品質(zhì)日益完美，應(yīng)該給予更多的重視和更多的關(guān)注。

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