廣州市博亞化工有限公司 PVC 潤(rùn) 滑 劑 G32 1高分子復(fù)合脂應(yīng)用與對(duì)比 第一章 潤(rùn)滑劑應(yīng)用機(jī)理 粉狀聚氯乙烯的顆粒是許多直徑為1 m的初級(jí)粒子的附聚物，而這些初級(jí)粒子則是由尺寸為30nm的原纖維糾結(jié)而成的。因此，在聚氯乙烯的顆粒中存在著一些微小的空穴。在混料時(shí)，潤(rùn)滑劑由于熔點(diǎn)較低，在130℃以下即被融化，融化了的潤(rùn)滑劑部分?jǐn)U散到聚氯乙烯內(nèi)顆粒內(nèi)的空穴中，部分則存在于聚氯乙烯顆粒的間隙中。在這種粉狀流動(dòng)操作過(guò)程中，潤(rùn)滑劑的熔點(diǎn)、潤(rùn)滑特性和粘度是影響粉狀流動(dòng)的主要參數(shù)。當(dāng)溫度升至130～160℃的時(shí)候，聚氯乙烯的顆粒被粉碎，初級(jí)粒子成為最大的結(jié)構(gòu)單位，這時(shí)，分子結(jié)構(gòu)對(duì)潤(rùn)滑劑性能的影響便表現(xiàn)出來(lái)了。那些在分子中同時(shí)具有極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)的潤(rùn)滑劑，由于偶極作用，被吸附在初級(jí)粒子的表面或進(jìn)入初級(jí)粒子間的空穴中；不具極性基團(tuán)的潤(rùn)滑劑，由于與熔體不相容，也存在于初級(jí)粒子的表面。當(dāng)溫度達(dá)到190℃時(shí)，初級(jí)粒子開(kāi)始融化，極性大的潤(rùn)滑劑，因與聚氯乙烯相容性較好，大部分融入聚氯乙烯熔體中，對(duì)熔體起內(nèi)增塑作用。而非極性的潤(rùn)滑劑溶液由于與聚氯乙烯熔體相容性甚小，大部分被擠壓到加工設(shè)備的表面和熔體間的界面上，這時(shí)，運(yùn)動(dòng)的熔體不是與金屬直接接觸，而是與粘度小的靜止的潤(rùn)滑劑液體層接觸，故摩擦系數(shù)要比與金屬直接接觸是要小得多，這就是這些潤(rùn)滑劑起到外潤(rùn)滑作用的原因。 為了進(jìn)一步說(shuō)明在塑料加工過(guò)程的各個(gè)階段對(duì)潤(rùn)滑劑的不同要求，現(xiàn)以擠出加工聚氯乙烯為例：對(duì)內(nèi)、外潤(rùn)滑劑在加工機(jī)械各部分所起的主要作用加以說(shuō)明。 ?初期潤(rùn)滑劑效果。這是從加料段到壓縮段時(shí)間的區(qū)域。聚氯乙烯在這個(gè)區(qū)域進(jìn)行混合并開(kāi)始塑化。在這里要求潤(rùn)滑劑能增加塑料的流動(dòng)性，保證加料流暢。因此，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)主要是內(nèi)潤(rùn)滑在起作用。 中期潤(rùn)滑劑效果區(qū)。這是壓縮段到計(jì)量段的區(qū)域，聚氯乙烯粉狀在這里完成塑化，在這個(gè)過(guò)程中，要求潤(rùn)滑劑能降低塑料流動(dòng)過(guò)程中的摩擦力，保證熔體流動(dòng)。因此，在這個(gè)區(qū)域主要是外潤(rùn)滑在起作用，但內(nèi)潤(rùn)滑劑可以降低熔體流動(dòng)，也是不可缺少的。 后期潤(rùn)滑效果。這是從計(jì)量段到金屬模具的區(qū)域。在這里熔體被加壓并送入模具中成型。在這個(gè)區(qū)域，要求潤(rùn)滑劑能降低熔體與金屬模具表面間的附著力，便于脫模，故仍是外潤(rùn)滑劑在其主要作用。 由于加工過(guò)程的不可分割，一般采用內(nèi)、外潤(rùn)滑作用兼?zhèn)涞臐?rùn)滑劑或復(fù)配潤(rùn)滑劑。 第二章 潤(rùn)滑劑的作用 1、降低熔體粘度 一般來(lái)講，熔體粘度低、流動(dòng)性好，易于加工成型。提高溫度，可以增加分子熱運(yùn)動(dòng)的能量，相對(duì)的減少了分子間的作用力，熔體粘度有所降低，流動(dòng)性增加。聚氯乙烯樹(shù)脂其分解溫度在130～140℃左右，遠(yuǎn)低于硬質(zhì)聚氯乙烯的加工溫度（185～205℃），所以靠提高溫度來(lái)降低樹(shù)脂熔體的粘度是有限的。因此，提高溫度還意味著增加能耗，同時(shí)延長(zhǎng)制品的冷卻時(shí)間，降低了生產(chǎn)效率。降低樹(shù)脂的分子量，也可以降低樹(shù)脂粘度，同時(shí)也降低維卡軟化點(diǎn)和其他力學(xué)性能。加入潤(rùn)滑劑，其目的就是有效降低樹(shù)脂熔體的粘度，提高高聚物的流動(dòng)性。 2、 促進(jìn)塑化作用 內(nèi)潤(rùn)滑劑由于帶有極性，在樹(shù)脂塑化前被樹(shù)脂微粒間的空隙形成的毛細(xì)管吸附（化學(xué)吸附），到樹(shù)脂微粒間及分子之鏈段間。通過(guò)潤(rùn)滑劑的相性基團(tuán)與樹(shù)脂的極性結(jié)點(diǎn)成洛合鏈，從而減弱了樹(shù)脂微粒間及分子內(nèi)鏈斷間的作用力。這時(shí)，樹(shù)枝受到熱及剪切力作用力，樹(shù)脂原本相互纏結(jié)的分子鏈段可以容易地伸展，相互擴(kuò)展、滲透，樹(shù)脂微粒間的界線逐漸消失，從而促進(jìn)了塑化。 3、 減少摩擦熱、摩擦力 通常熱塑性材料，生產(chǎn)工藝要求樹(shù)脂熔體有足夠的熔體強(qiáng)度，才能生產(chǎn)。 例①壓延工藝生產(chǎn) 壓板生產(chǎn)。要求熔體的樹(shù)脂在剝落延輥時(shí)，要有適當(dāng)?shù)娜垠w強(qiáng)度。 例②吹塑工藝生產(chǎn) 吹瓶生產(chǎn)。要求熔體有足夠的熔體強(qiáng)度，以保證成塑時(shí)，不會(huì)因熔體強(qiáng)度不夠而增加熔體的自然下垂，造成制品厚薄不均。 熔體強(qiáng)度及熔體粘度的大小均取決于樹(shù)脂內(nèi)分子鏈段間的作用力的大小。所以在一般情況下，樹(shù)脂熔體強(qiáng)度與熔體粘度都是樹(shù)脂內(nèi)分子間作用的不同情況使得不同表達(dá)。 熔體強(qiáng)度時(shí)在一般情況下與熔體粘度成正比：熔體強(qiáng)度越大，熔體粘度也越大。 樹(shù)脂的熔體粘度越大，加工成型的剪切力也越大。剪切力越大，摩擦也越大。這個(gè)原理對(duì)于聚氯乙烯的極易分解的特性極為不利，會(huì)造成樹(shù)脂內(nèi)局部過(guò)熱分解。優(yōu)質(zhì)的內(nèi)外潤(rùn)滑劑兼?zhèn)涞臐?rùn)滑劑，外潤(rùn)滑部分能降低硬聚氯乙烯的摩擦熱。內(nèi)潤(rùn)滑部同時(shí)也降低了樹(shù)脂熔體的粘度和強(qiáng)度。 因此，減少樹(shù)脂熔體的粘度，減少內(nèi)摩擦熱、摩擦力，就必須減少樹(shù)脂內(nèi)分子間的作用力。而樹(shù)脂熔體分之間作用的減少，造成樹(shù)脂熔體的強(qiáng)度下降。 G32 1復(fù)合脂強(qiáng)極性官能團(tuán)是降低聚氯乙烯樹(shù)脂的粘度，促進(jìn)塑化的關(guān)鍵。增加非極性烷基與極性聚氯乙烯的潤(rùn)滑界面，增大聚氯乙烯鏈段位移或運(yùn)動(dòng)的只有空間，增加基潤(rùn)滑性，減少因鏈段位移或運(yùn)動(dòng)而造成的內(nèi)摩擦力及摩擦熱的產(chǎn)生。 4、 粘附 極性樹(shù)脂混合物對(duì)熱加工設(shè)備金屬表面的粘附十分重要。進(jìn)料初期，加工設(shè)備溫度低，樹(shù)脂混合物對(duì)金屬的粘附，如在擠出工藝對(duì)螺桿和機(jī)筒的適當(dāng)粘附。如在壓延工藝中樹(shù)脂雙輥的適當(dāng)粘輥，都能有效地進(jìn)行熱及機(jī)械能的傳導(dǎo)促進(jìn)塑化。如果物料過(guò)度粘附，使聚合物局部停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成局部物料過(guò)熱，熱性能下降，影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和外觀。如果僅靠如：PE蠟、石蠟、硬脂酸等非極性物料將 打滑 ，不利于快速生產(chǎn)。加入適量G32 1高分子復(fù)合脂來(lái)平衡潤(rùn)滑劑在聚合物中合理平衡機(jī)制是關(guān)鍵。 5、 延遲塑化 聚氯乙烯樹(shù)脂在混料時(shí)，融化了PE蠟、石蠟、硬脂酸等非極性物質(zhì)，對(duì)樹(shù)脂固體微粒進(jìn)行潤(rùn)濕，形成固 液界面，包復(fù)在樹(shù)脂微粒表面，構(gòu)成外潤(rùn)滑作用，使微粒易于相互滑動(dòng)或滾動(dòng)，減少樹(shù)脂微粒間摩擦熱，阻礙了微粒鏈段之間相互擴(kuò)散、粘連，使粒子識(shí)別特征消失緩慢，從而延遲了塑化。 所以應(yīng)該指出： 內(nèi)潤(rùn)滑作用 促進(jìn)塑化作用 外潤(rùn)滑作用 延遲塑化作用 第三章 產(chǎn)品對(duì)比表 高分子復(fù)合脂 硬脂酸、PE蠟 G32 1高分子復(fù)合脂 由于分子機(jī)構(gòu)及其分子量較為合理，將多元醇、二元羧酸、高級(jí)脂肪酸經(jīng)酯化縮合、皂化過(guò)程。是一種內(nèi)潤(rùn)滑作用較強(qiáng)，同時(shí)外潤(rùn)滑作用較強(qiáng)的多功能潤(rùn)滑劑。 內(nèi)外潤(rùn)滑不足，特點(diǎn)是熔體粘度較大，塑化扭矩較大，熔體粘壁現(xiàn)象嚴(yán)重。表現(xiàn)在轉(zhuǎn)子上熔體試驗(yàn)料不好清理，嚴(yán)重時(shí)可以產(chǎn)生提前熱分解，表面光滑性較差，制品力學(xué)性能較低。如果內(nèi)、外潤(rùn)滑平衡，則熔融的材料易下來(lái)，轉(zhuǎn)子表面基本不粘熔體材料。 G32 1高分子復(fù)合脂 不僅具有潤(rùn)滑作用強(qiáng)、潤(rùn)滑劑用少，內(nèi)、外潤(rùn)滑平衡的優(yōu)良性質(zhì)，還具有較寬的操作彈性。如出現(xiàn)配料小的微小差異，工藝條件的波動(dòng)。如：溫度，主機(jī)轉(zhuǎn)速變化等情況時(shí)，生產(chǎn)廠家希望潤(rùn)滑體系仍然處于平衡狀態(tài)。因材料采用極性基團(tuán)，又有超長(zhǎng)烷基化合物，如脂肪酸等。使高分子復(fù)合脂能在不同程度上自動(dòng)調(diào)節(jié)潤(rùn)滑平衡功能。 添加硬脂酸醇類(lèi)、PE蠟等，造成塑化扭轉(zhuǎn)較小，材料光滑度很好，但力學(xué)性能較底。嚴(yán)重時(shí)，用手擦拭時(shí)有油樣感覺(jué)，并有折出現(xiàn)象。 G32 1高分子復(fù)合脂 與樹(shù)脂相容性強(qiáng)，從而減少樹(shù)脂分子間的摩擦。配方中的材料成分，可以降低樹(shù)脂與螺筒壁、螺桿的摩擦。 添加硬脂酸醇類(lèi)、PE蠟等，沒(méi)有內(nèi)潤(rùn)滑作用，外潤(rùn)滑較多。塑化時(shí)間明顯延長(zhǎng)，塑化扭矩有所增大，材料表面涂油的感覺(jué)，材料變脆。 G32 1高分子復(fù)合脂 能提高聚氯乙烯熔體流動(dòng)性，促進(jìn)熔體均勻塑化。能降低塑化溫度5～10℃。能提高擠出速度10%左右。 PE蠟或非極性的石蠟材料與聚氯乙烯相容性小，因而可以與樹(shù)脂構(gòu)成界面。石蠟和PE蠟雖然也能潤(rùn)滑聚氯乙烯等極性熔體，但石蠟幾乎無(wú)極性，表面張力較小，分子間的作用力也很小，潤(rùn)滑膜強(qiáng)度差，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)粘輥現(xiàn)象，產(chǎn)品折出泛白。所以PE蠟和石蠟起不到內(nèi)潤(rùn)滑作用。作為潤(rùn)滑劑的效果也不十分理想。 G32 1高分子復(fù)合脂 材料采用極性基團(tuán)，高級(jí)脂肪酸類(lèi)化合物，具有良好的熱穩(wěn)定性能?？梢圆糠执嫒}基硫酸鉛、二鹽基磷酸鉛、硬脂酸鈣等熱穩(wěn)定劑，降低了生產(chǎn)成本。 非極性石蠟、硬脂酸、PE蠟等揮發(fā)性強(qiáng)，長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)易凝聚在?？诨蚨ㄐ脱b置中。在整個(gè)加工過(guò)程中、后期因溫度等工藝參數(shù)波動(dòng)而影響了它的揮發(fā)程度，會(huì)造成平衡系統(tǒng)失衡。 G32-1高分子復(fù)合脂是我司借鑒德國(guó)漢高（HenKel）公司的潤(rùn)滑劑系列產(chǎn)品的化學(xué)結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)方法，將多元醇、二元羧酸、脂肪酸等化合物經(jīng)脂化、縮合、皂化過(guò)程，生產(chǎn)出全新的一類(lèi)集較強(qiáng)內(nèi)、外潤(rùn)滑性能及較強(qiáng)穩(wěn)定性能作用于一體的G32-1高分子復(fù)合脂。產(chǎn)品經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)多家大型生產(chǎn)廠家的使用，證明適用于PVC管材、型材、管件、PVC造粒、壓延吹塑、PVC電線電纜、各種熱穩(wěn)定劑的高效潤(rùn)滑劑。各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求性能數(shù)據(jù)經(jīng)廣州高分子研究所檢測(cè)，性能符合GB/T8815、2002標(biāo)準(zhǔn)。 ①G32-1高分子復(fù)合脂含兩個(gè)游離的羥基，極性特強(qiáng)，與PVC樹(shù)脂相容度好，配方中引用氫鍵結(jié)構(gòu)，從而減少PVC樹(shù)脂分子間的摩擦和螺筒、螺桿的摩擦力。發(fā)揮加工初、中、后期的潤(rùn)滑作用與熱穩(wěn)定劑的初、中、后期熱穩(wěn)定作用始終平衡。保證產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到具有內(nèi)外潤(rùn)滑熱穩(wěn)定性能。 ②G32-1高分子復(fù)合脂能有效降低PVC熔體黏度，增加熔體的流動(dòng)性，促進(jìn)熔體塑化，降低塑化溫度5～10℃，提高擠出速度12％速度。 ③G32-1高分子復(fù)合脂具有良好的熱穩(wěn)定性能，可部分代替三鹽基亞硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛、硬脂酸鈣等熱穩(wěn)定劑，適當(dāng)降低產(chǎn)品的成本。 ④G32-1高分子復(fù)合脂與其它相溶劑有良好相溶性，具有增光作用。 ⑤每公斤PVC樹(shù)脂添加0.5～1.2公斤G32-1高分子復(fù)合脂。 ⑥本品為固體片狀；包裝：20kg/包。 ⑦產(chǎn)品通過(guò)SGS認(rèn)證 G32-1高分子復(fù)合脂質(zhì)量指標(biāo) 項(xiàng) 目 單 位 指 標(biāo) 外 觀 白色（微黃）固體片狀 熔 點(diǎn) ℃ 50～52 閃點(diǎn)（開(kāi)口） ℃ ﹥240 粘度（20℃） Mpa.s 90～100 折光率（80℃） 1.4462～1.4539 酸 值 MgKOH/g 1