PVC用潤滑劑
pvc,作為一種大量使用的常規高聚物,其加工中不能缺少潤滑劑。PVC對潤滑劑的需求量最大,大約占塑料全部需求量的80%。硬質PVC一般需要大約1%的潤滑劑(一些特殊情形下可能達到4%),而軟質PVC中潤滑劑的最大用量為。0.5%或者更少。5.4節中提到的潤滑劑順序大致反映了潤滑劑與硬質PVC4:相容性降低的情況。
隨PVC的加工方法不同,特別是采用的熱穩定劑的種類不同,PVC中應加人的潤滑劑量和種類也不同。對每一種可能的加工方法(擠出、壓延、吹塑、注塑),配方必須適應特有的剪切速率范圍和其他所需的效果,如流動促進性,抗粘接性或者塑化時間。在每個加工過程中,都應該注意添加劑的最佳比例以獲得合適的性能。
鉛穩定劑有強的內潤滑作用,在這種情況下只需加人少量附加的潤滑劑(如蠟)即可。對以混合金屬體系(如Ca/Zn)穩定的PVC,需加人較多量的潤滑劑和其他聚合物加工助劑。PVC中添加劑的組成稍有改變,PVC的性能就有大的變動,所以調整添加劑配方時必須小心。穩定劑傾向于黏附在加工機械的金屬表面上,因此,配方中應同時含外潤滑劑及一定量的內潤滑劑。
對于基本的潤滑劑來說,建議采用用途廣泛的產品,如褐煤蠟。加人低分子量的脂肪酸酯可提高流動性,加人氧化PE蠟可增加表面潤滑性,加入烴蠟則具抗塑化作用。
在實際應用中,選擇PVG用潤滑劑首先應考慮其他穩定體系和加工方法。
堿式鉛鹽通常用于擠出硬質PVC,加人中性及二堿式硬脂酸鉛和鈣可以改善其作用效果。這些金屬皂常常提供良好的流動性。加人硬脂酸〔在堿式鉛鹽的表面發生反應)和烴蠟,則可避免塑化過程太快。同時,這些產品可以確保擠出機頭和口模的金屬壁具有良好的滑移性。
如果需要較高的流動性,比如薄壁管,可加入脂肪醇或低分子量的脂肪酸酯。在型材擠出時,通常使用部分皂化的褐煤酸酩而非脂肪的衍生物,否則熔體強度受影響。
添加內潤滑劑在注塑中更為重要。硬質PVC.泡沫板也需要專門調整潤滑劑。如果需要高的維卡軟化點,可以加人脂肪酸酯,但濃度要低。
對含Ca一Zn穩定劑體系的PVC加入大量的脂肪酸酯可以減少PVC復合物的摩擦熱。
在制造PVC飲料瓶時,可采用部分皂化的褐煤蠟,褐煤酸的甘油三酯或者脂肪酸混合酯。
加人氧化PE蠟可獲得額外的脫模作用。
采用含有大量硬脂酸鈣(可導致快速塑化)的錫化合物來穩定的PVC管材復合物,需加入大量的脂肪烴類潤滑劑。一般采用石蠟/微晶石蠟的復合物。有機錫化合物在美國常用來作為PVC'的協效穩定劑,這時添加氧化PE蠟可改善PVC的高黏度傾向。
有機錫穩定劑主要用于制造透明、硬質PVG制品(薄膜、瓶子和型材)。使用它們應充分考慮到控制硫醇錫作為熔體穩定劑時所產生的高黏度趨勢,并應保證熔體具有足夠強度的同時還具有良好的流動性。因此,壓延加工時,褐煤蠟常和低聚合度的脂肪酸酯一起使用。用于薄膜最重要的內潤滑劑是甘油二油酸酯(GDO)和甘油單油酸醋(GMO)。當它們與酰胺蠟混合使用時,可得到極好的表面效果。
透明PVC的抗沖改性劑,對起脫模作用的潤滑劑具溶劑化作用。所以它們會顯著增加潤滑劑的使用量,但也會肪止濁化現象的產生。否則,在這種濃度下,塑料會產生濁化現象。
在軟PVC中,塑化劑,特別是輔助塑化劑,會產生良好的流動性。含金屬皂的穩定劑可提供部分所需的脫模作用。硬脂酸和氧化PE蠟在濃度為0.2~0.5%時協同作用,可作輔助脫模劑。電纜配合物中,大量應用石蠟和PE蠟。在要求很嚴格的情況下,如高速擠出薄壁電線絕緣物時,加入褐煤酸酯。酰胺蠟在塑化pvc薄膜中常用作防粘劑。
還需在表5. 3列出一些推薦使用在PVC中的潤滑劑配方。當然,要得到額外的穩定作用,還需在表中所列配方中加入合適的其他添加劑。