润滑剂用量对硬质PVC性能的影响

1、润滑剂用量对硬质PVC性能的影响孔秀丽肖恩琳刘浩许永森(中国石化齐鲁分公司研究院,山东淄博,255400摘要聚乙烯蜡、硬脂酸和石蜡是硬质P VC加工配方中常用的3种润滑剂。调整配方中润滑剂的种类和用量,可以改善配方的塑化性能和热稳定性能。通过试验,考察了聚乙烯蜡、硬脂酸和石蜡这3种润滑剂用量对硬质P VC塑化性能和热稳定性能的影响。关键词聚乙烯蜡硬脂酸石蜡影响中图分类号:T Q3141258文献标识码:B文章编号:1009-9859(200902-0083-03润滑剂可降低物料之间及物料和加工设备表面的摩擦力,减少摩擦热生成1。所以通过调节润滑剂用量,既可改变P VC的塑化时间以适应不同的加工

2、设备和生产工艺,也可延长P VC配方的热稳定时间,改善制品的初期着色性。聚乙烯蜡、硬脂酸和石蜡是常用的几种外润滑剂,本文考察了这3种润滑剂用量对硬质P VC的塑化性能和热稳定性能的影响。1试验部分111试验材料与设备P VC(QS-1050P,中国石化齐鲁分公司氯碱厂;稳定剂和其他助剂,市售;聚乙烯蜡,上海华溢塑料助剂合作公司;硬脂酸,莱阳化工实验厂;石蜡,中国石油天然气股份有限公司大庆炼化分公司;CaCO3,淄博华信化工股份有限公司;SRL-20/25A混合机组,张家港市万塑机械有限公司;B rabender转矩流变仪,德国B ra2 bender公司;SC-80轻便色差仪,北京康光仪器有限

3、公司;I D T-5-37A型压机,日本安田。112试验配方为便于对试验结果进行科学的综合分析,使用正交表进行试验配方设计。11211因子水平表(见表1表1因子水平表因子水平1水平2水平3聚乙烯蜡014017110硬脂酸013017110石蜡01301711011212试验计划选用正交表L9(34,制订试验计划(见表2。表2试验计划试验号列号1(聚乙烯蜡2(硬脂酸3(石蜡 1#1(0141(0131(0132#1(0142(0172(0173#1(0143(1103(1104#2(0171(0132(0175#2(0172(0173(1106#2(0173(1101(0137#3(1101(0

4、133(1108#3(1102(0171(0139#3(1103(1102(017 11213试验配方(见表3表3试验配方份原料试验号1#2#3#4#5#6#7#8#9#P VC100100100100100100100100100稳定剂416416416416416416416416416 CaCO3303030303030303030聚乙烯蜡014014014017017017110110110硬脂酸013017110013017110013017110石蜡013017110017110013110013017其他助剂171717171717171717收稿日期:2009-02-05;修回

5、日期:2009-03-13。作者简介:孔秀丽(1969-,女,工程师。上海石油化工专科学校高分子化工专业,现在中国石化齐鲁分公司研究院从事P VC加工和售后服务工作。电话:0533-*,E-mail: kongxl01261com。研究与开发齐鲁石油化工,2009,37(2:8385Q I L UPET ROCHE M I C ALTECHNOLOGY84113试验工艺及过程(1干混料制备:按配方称取各组分,用SRL -20/25A 混合机组高速混合,升温至110,再低速混合,冷却至40以下出料待用。(2HAAKE 转矩流变仪塑化与热稳定时间测定:温度200,转速60r/m in,加料量67g

6、 。(3初期着色性:用HAAKE 转矩流变仪在113(2工艺条件下塑化2m in;然后用热模压机在温度190下,无压预热2m in,15MPa 压强下保压2m in,制成1mm 后的片材,测其白度。2结果与讨论211试验结果(见表4表4试验结果试验号塑化时间/s 塑化扭矩/N m 热稳定时间/s 白度,%1#43211551369172#52191557271113#63171562371114#63191061371195#56171566171136#43191056371167#64161563971198#61181563171149#6617106917216212结果处理与分析21

7、211润滑剂对塑化时间的影响(见表5表5润滑剂对塑化时间的影响试验号聚乙烯蜡硬脂酸石蜡塑化时间/s1#1(0141(0131(013432#1(0142(0172(017523#1(0143(1103(110634#2(0171(0132(017635#2(0172(0173(110566#2(0173(1101(013437#3(1101(0133(110648#3(1102(0171(013619#3(1103(1102(01766T1535749 T 2545660T 3645761R T11112注: T 1、 T 2、 T 3为因子3个水平的塑化时间的平均值,R T 为3个水平的塑化

8、时间的极差。由表5看出,R T 石蜡>R T 聚乙烯蜡>R T 硬脂酸。因子的极差越大,对结果的影响也越大,说明聚乙烯蜡和石蜡对塑化时间的影响明显大于硬脂酸,其中石蜡对塑化时间的影响最大。21212润滑剂对塑化扭矩的影响(见表6表6润滑剂对塑化扭矩的影响试验号聚乙烯蜡硬脂酸石蜡塑化扭矩/N m1#1(0141(0131(01321152#1(0142(0172(01719153#1(0143(1103(11017154#2(0171(0132(01719105#2(0172(0173(11017156#2(0173(1101(01319107#3(1101(0133(1101615

9、8#3(1102(0171(01318159#3(1103(1102(0171710M 1191519101917 M 2181518151815 M 3171317181712R M212112215注: M 1、 M 2、 M 3为因子3个水平的塑化扭矩的平均值,R M 为3个水平的塑化扭矩的极差。由表6看出,R M 石蜡>R M 聚乙烯蜡>R M 硬脂酸,说明聚乙烯蜡和石蜡对塑化扭矩的影响大于硬脂酸,其中石蜡对塑化扭矩的影响最大。21213润滑剂对热稳定时间的影响(见表7表7润滑剂对热稳定时间的影响试验号聚乙烯蜡硬脂酸石蜡热稳定时间/s1#1(0141(0131(013513

10、2#1(0142(0172(0175723#1(0143(1103(1106234#2(0171(0132(0176135#2(0172(0173(1106616#2(0173(1101(0135637#3(1101(0133(1106398#3(1102(0171(0136319#3(1103(1102(017691t 1569588569 t 2612621625 t 3654626641R t853872注: t 1、 t 2、 t 3为因子3个水平的热稳定时间的平均值,R t 为3个水平的热稳定时间的极差。由表7看出,R t 聚乙烯蜡>R t 石蜡>R t 硬脂酸,说明聚乙

11、烯蜡和石蜡对热稳定时间影响大于硬脂酸,聚乙烯蜡影响最大。齐鲁石油化工第37卷8521214润滑剂对初期着色性的影响(见表8表8润滑剂对初期着色性的影响试验号A (聚乙烯蜡B (硬脂酸C (石蜡白度,%1#1(0141(0131(01369172#1(0142(0172(01771113#1(0143(1103(11071114#2(0171(0132(01771195#2(0172(0173(11071136#2(0173(1101(01371167#3(1101(0133(11071198#3(1102(0171(01371149#3(1103(1102(0177216W 170167112

12、7019 W 2711671137119 W 3721071187114R W 114016110注: W 1、 W 2、 W 3为因子3个水平的白度的平均值,R W 为3个 水平的白度的极差。由表8看出,R W 聚乙烯蜡>R W 石蜡>R W 硬脂酸,说明聚乙烯蜡和石蜡对初期着色性的影响大于硬脂酸,聚乙烯蜡影响最大。213结果讨论由以上试验和分析结果看出,石蜡和聚乙烯蜡对P VC 的外润滑作用,即对塑化时间和塑化扭矩的影响较硬脂酸明显,而且本试验中硬脂酸的用量从013份增至110份对塑化性能和热稳定性影响不大。这是因为:石蜡是非极性饱和烃类润滑剂,与P VC 相容性差,是P VC

13、 的外润滑剂,且熔点较低,只有55左右,所以在塑化初期起即可发挥作用。聚乙烯蜡亦是非极性饱和烃类润滑剂,与P VC 相容性亦较差,但熔融温度较高,100以上,在塑化中、后期起作用,且有一定的内润滑作用,所以其对塑化时间和塑化扭矩的影响不及石蜡。硬脂酸用于P VC,用量少时起内润滑作用,用量大时起外润滑作用;低温时,与P VC 相容性差,主要起外润滑作用,当温度升高后,与P VC 相容性增大,则转变为内润滑作用。所以硬脂酸的润滑性能受加工温度和用量影响较大,在本实验条件下,对塑化时间和塑化扭矩的影响远不及聚乙烯蜡和石蜡2。外润滑剂对硬质P VC 热稳定性和初期着色性的影响,皆因为外润滑作用增强,

14、剪切应力下降,剪切热减少,温度上升慢,所以热稳定时间延长,如图1所示。图1中11#、12#、13#配方中外润滑剂用量依次增大。从图1中可看出,随外润滑剂用量增大,外润滑作用增强,塑化扭矩减小,塑化时间延长,温度上升减缓。图1润滑剂用量对塑化性能的影响3结论聚乙烯蜡和石蜡对塑化时间、塑化扭矩、热稳定时间、初期着色性的影响明显大于硬脂酸,但石蜡对塑化时间、塑化扭矩的影响最大,而聚乙烯蜡对热稳定时间、初期着色性的影响最大。参考文献1R 根和特,H 米勒1塑料添加剂手册1北京:化学工业出版社,2000:3452王广文1塑料配方设计1北京:化学工业出版社,2000:110INFL UENCE O F L

15、 UBR I CANT DO SAGE O N R I G ID PVC PRO PERT IESKong Xiuli,Xiao Enlin,L iu Hao,Xu Yongsen(R esearch Institute of Q ilu B ranch Co 1,S INO PEC,Z ibo,Shandong,255400Abstract PE wax,Stearic acid and wax are three kinds of lubricants often used in thep r ocessing for mulati on of RP VC 1By adjusting category and dosage of the lubricants in the for 2mulati on,the p lasticati on p r operty and heat stability of the for mulati on PVC resin can be i m 2p r oved 1During