復合塑料潤滑劑的制備及應用

塑料加工中潤滑劑是一個重要的加工助劑，其作用是賦予塑料潤滑性，以減少有害摩擦并防止制品界面粘附。對于PVC和其它熱塑性樹脂而言，潤滑劑依其功能可分為內(nèi)潤滑劑和外潤滑劑，目前市場上產(chǎn)品多為單一性能的潤滑劑，其功能受到限制，研制一種既有內(nèi)潤滑性又有外潤滑性的產(chǎn)品無疑是有意義的。

　　1配方設計塑料潤滑劑的內(nèi)、外潤滑性在嚴格意義上說沒有明顯的界限，但單一組分的物質(zhì)要同時滿足塑料加工中的外潤滑性和內(nèi)潤滑性是困難的，我們選取脂肪酰胺類作為外潤滑組分，它的熔點高，具有特殊的界面潤滑作用，酰胺化合物有一定的表面活性，能使填料、顏料等分散性提高，并有抗靜電功能。采用脂肪酸酯類物質(zhì)作為內(nèi)潤滑組分，由于脂肪酸酯類物質(zhì)的酯基和未酯化的羥基的存在而使得極性較大，與PVC極性樹脂的相容性較好，具有強親和性。選取乙撐雙硬脂酰胺（EBS）為外潤滑組分，硬脂酸單甘酯（GMS）為內(nèi)潤滑組分。

　　2乙撐雙硬脂釀胺（EBS）的合成EBS的通常合成方法有：（1）硬脂酸與胺類化合物反應；（2）硬脂酸酯與胺類化合物反應；（3）硬脂酰氯與胺類反應；（4）腈化合物水解。以上4種合成方法，以第1種最為簡單，反應條件不苛刻，且制備過程無污染。故選硬脂酸與胺類化合物反應。胺類選用乙二胺，一步合成EBS.采用一步法合成EBS，其實質(zhì)過程是兩個過再經(jīng)加熱過程，使胺鹽分解，脫去二分子水，得到EBS，反應式為：成鹽的過程是一個放熱反應，應控制反應溫度，如溫度過高，會導致胺解反應，使胺鹽色澤加深，從而最終影響產(chǎn)品顏色，適合的溫度為100 ~120*Q不能高于120 *C.胺鹽的分解是可逆過程，在提高物料溫度，達到分解溫度時，應迅速地將水移出反應系統(tǒng)，才能使胺解過程進行到底，溫度控制在150~230C需要指出的是，在成鹽階段，雖然過程很容易進行，但該過程是放熱反應，乙二胺容易揮發(fā)而使投料比不準確，影響反應，故應使乙二胺適當過量。在胺解階段，其過程所需I丨2002―08― I丨王立新，男，工程師，1983年畢業(yè)于貴州工學院化工系，一直從事技術(shù)工作。

　　王立新：復合塑料潤滑劑的制備及應用助劑的時間與脫水速度有直接關(guān)系。

　　3單硬脂酸甘油酯（GMS）的合成單硬脂酸甘油酯的合成方法主要有：甘油酯化法、酯交換法、縮水甘油法、化學基因保護法及油脂水解法等。甘油酯化法與其它方法相比，工藝成熟并且簡單，其特點是單脂的含量占60%~ 70%，有30%~40%的雙脂，還有少量的三脂以及硬脂酸和甘油。如要提高單脂含量，需經(jīng)分餾法處理，其成本會大大增加而且工藝復雜，要求的真空度為1 ~1.5Pa設備條件難以達到要求。而GMS作為塑料潤滑劑在混有二脂的狀況下內(nèi)潤滑性能會有下降，但從經(jīng)濟成本考慮，采用甘油酯化法是可以接受的O其反應式為：CH2OC——R CH2OH配比：n（硬脂酸）：n（甘油）=1：1.5，催化劑采用堿性固體催化劑（如NaOH），用量為硬脂酸的0.1%，反應溫度為180~200時間為3~4h. 4復合塑料潤滑劑的制備將乙撐雙硬脂酰胺和單硬脂酸甘油酯分別粉碎，經(jīng)適當?shù)谋壤浞只旌暇鶆?，?jīng)造粒機擠出即得到具有塑料內(nèi)潤滑性和外潤滑性的一包裝的潤滑劑。

　　5復合潤滑體系對PVC塑料加工應用的影響5.1擠出試驗設備：Y20單螺桿擠出機。擠出條件：溫度C；轉(zhuǎn)速，40r/min.擠出實驗結(jié)果列于表1.表1擠出試驗結(jié)果編號硬脂酸/石蠟擠出量/（擠出表面從表1數(shù)據(jù)可知，GMS/EBS潤滑體系比硬脂酸/石蠟潤滑體系的擠出量要高，特別在GMS、EBS各占50%時擠出量比硬脂酸/石蠟潤滑體系高25.13%，但在8皿3占30%，瓦83占70%時的擠出表面光潔度下降，外觀較差。

　　5.2沖擊試驗試驗方法依據(jù)GB1043―93；試驗設備：SK―160B，雙輥簡塑煉機；XCT*500，沖擊試驗機；潤滑劑用量：1為硬脂酸/石蠟（1：1），1份；2為GMS/EBS（1：1），1份。沖擊試驗結(jié)果列于表2.表2沖擊試驗結(jié)果樣品平均值從表2可知，GMS/EBS潤滑體系的沖擊性能優(yōu)于硬脂酸/石蠟潤滑體系。

　　5.3電性能試驗試驗結(jié)果列于表3.表3電性能測試結(jié)果樣品平均值從表3可知，以GMS/EBS作為復合潤滑體系，體積電阻率增高，對于PVC電纜料較為有利。6結(jié)語GMS/EBS體系復合塑料潤滑劑用在PVC塑料中，潤滑效果較好，對于制品的物理性能也有改善，但其最佳用量還需作進一步的研究。