PVC润滑剂机理、应用原则作用及品种分类

季戊四醇硬脂酸酯PETS，高温下具有良好的热稳定性和低挥发性、良好的脱模和流动性能

一、润滑剂的作用机理

润滑剂是能够改善塑料加工流动性能的一种添加剂，其结构一般具有非极性长链和极性基团两部分，除改善熔体流动性外，其还具有促进熔融、便于脱模、防止静电、防止粘连等作用，按作用机理可分为外润滑剂和内润滑剂两种。

（1）外润滑剂作用机理。

改善塑料熔体与成型加工设备金属表面的摩擦状况，减少两者之间的摩擦力，使塑件容易脱模。外润滑剂与塑料的相容性较差，容易从熔体中向外迁移，从而在熔体与模具间形成一层很薄的隔离膜，避免塑料熔体粘在机筒或模具表面。

（2）内润滑剂作用机理。

内润滑剂与塑料有良好的相容性，它在塑料熔体内部起着降低分子间内聚力的作用，可以减少塑料熔体的内摩擦，增加塑料的熔融速率和熔体变形性，降低熔体黏度及改善塑化性能。

大多数润滑剂均兼具内、外润滑剂的功能，但有的侧重内润滑，有的侧重外润滑，并且同一种润滑剂在不同的塑料中或在不同的加工条件下会表现出不同的润滑作用，通常认为，与塑料相容性好、极性基团极性大的润滑剂多用作内润滑剂；反之，则用作外润滑剂。其中，如果塑料的流动性已可满足成型工艺的需要，则主要考虑外润滑剂是否满足工艺要求，是否便于脱模，以保证内外平衡。选用外润滑剂时，应注意其熔点要与成型温度相接近，但要有10~30℃的差异，这样才能在塑料表面形成完整隔离膜。

二、PVC配方润滑体系设计的要点

（1）完整的润滑体系= 外滑剂+外/内滑剂 +内滑剂

（2）润滑体系成分越简单越好，组分越多，可能出现问题副作用越多

（3）内滑剂添加量要比外滑多才起作用。

（4）添加内滑剂有利提高物性，一定程度减少析出作用

（5）酯、蜡协同使用，增加润滑效果。可以减少添加总量，同时减少析出。

三、PVC润滑剂的分类和应用原则

PVC 润滑剂可分为两种,外润滑剂的作用主要是它与聚合物相容性较差，容易从熔体内往外迁移，所以能在塑料熔体与金属的交界面形成润滑的薄层。内润滑剂与聚合物有良好的相容性，它在聚合物内部起到降低聚合物分子间内聚力的作用，从而改善塑料熔体的内摩擦生热和熔体的流动性。当然大多数的润滑剂都具有内外润滑剂的双重效果，而非单纯的一种作用，如硬脂酸，加工初期温度低或者用量多的情况下外部润滑特性占主导，温度升高后与pvc相容性提高用量合适的情况下主要起内部润滑作用。

PVC润滑剂还分为低温润滑、中温润滑和高温润滑。低温润滑在加工的初期起作用，如石蜡、硬脂酸、单甘脂、硬脂酸丁酯、硬脂醇等；中温润滑在加工中期起润滑作用，如PE蜡、OPE蜡、硬脂酸铅、硬脂酸镉等；高温润滑在加工的后期起润滑作用如硬脂酸钙、硬脂酸钡等。

PVC配方设计中润滑剂的使用应该遵循以下原则：

1、外润滑在保证制品不粘附金属表面，制品无变色糊料现象的前提下，量越少越好；

2、内润滑在保证不影响流动性、塑化的前提下，也要少用；

3、同样都是内润滑，尽量高中低温润滑剂协同使用，同样适用外润滑剂；

4、需要流动性好的制品，如型材、管件等，内润滑用量应略多于外润滑；不需要高的塑化度的制品，如管材，外润滑量占主导；

5、填充剂用量增加，润滑剂要相应适度增加，轻钙吸油值高重钙吸油值低，使用时应注意；

6、发泡制品尽量减少石蜡等影响发泡的润滑剂用量及使用，降低密度或者钙含量增加等都要适度提高润滑用量；

7、润滑不平衡，要定住一种润滑调另一种润滑的原则，便于快速查明原因，正常生产。

四、常用树脂适用的润滑剂种类

（1）聚氯乙烯：液体石蜡、固体石蜡、高熔点石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、酯蜡硬脂酸丁酯、单硬脂酸甘油酯、金属皂、硬脂酸、硬脂醇。

（2）聚乙烯、聚丙烯：乙撑双硬脂酰胺、硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、高沸点石蜡、微晶石蜡、脂肪酸。

（3）聚苯乙烯：硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺、高熔点石蜡、硬脂酸丁酯。

（4）ABS：硬脂酸锌等金属皂、脂肪酰胺、乙撑双硬脂酰胺、高熔点石蜡。

（5）聚酰胺：油酸酰胺、硬脂酰胺、乙撑双硬酯酰胺。

（6）PBT／PET：硬脂酸锌、硬脂酸钙、脂肪酰胺、高熔点石蜡、聚乙烯蜡。

（7）酚醛、氨基树脂：硬脂酸锌等金属皂、脂肪酰胺、乙撑双硬脂硬酰胺、高熔点石蜡。

五、润滑剂的主要种类介绍

01

脂肪酸酰胺类润滑剂

（1）硬脂酸酰胺：白色或淡黄褐色粉末，相对密度0.96，分子量283，熔点98~103℃，不溶于水，溶于热乙醇、氯仿、乙醚。具有优良的外部润滑效果和脱膜性、透明性、分散性、光泽性、电绝缘性，无毒，是PVC，PS，脲醛等树脂加工润滑剂，还可作为聚烯烃的爽滑剂和抗粘连剂。一般用量为0.1%~2.0%。

（2）乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）：白色或乳白色粉末或粒状物。相对密度0.98，分子量593，熔点142℃，不溶于水，溶于热的氯代烃类和芳烃类溶剂。广泛用于爽滑剂、抗粘连剂、润滑剂和抗静电剂。无毒，适用于PE，PP，PS，ABS树脂及热固性塑料的内部和外部润滑剂。一般用量为0.2%~2.0%。

（3）油酸酰胺：白色粉末状、碎片状或珠粒状物。相对密度0.90，分子量281，熔点68~79℃，不溶于水，溶于乙醇等许多溶剂。无毒，可作为PE，PP，PA等塑料的爽滑剂、防黏剂，改善加工成型性能，还具有抗静电效果，可减少灰尘在制品表面的附着，在PVC加工成型中其是良好的内部润滑剂。

（4）芥酸酰胺：形状、性能及用途与油酸酰胺相似，比油酸酰胺更佳。

（5）硬脂酸正丁酯（BS）：淡黄色液体，相对密度0.855~0.862，溶于大多数有机溶剂，微溶于甘油、乙二醇和某些胺类，与乙基纤维素相容，与硝酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、氯化橡胶等部分相容。BS无毒，作为树脂加工时的内部润滑剂，具有防水性和较好的热稳定性，可用于涂料。虽与PVC不相容，但可作为PVC透明片挤出、注塑、压延的润滑剂、脱膜剂。一般用量为0.5%~1.0%。

（6）甘油三羟硬脂酸酯：粉末状物，熔点85~87℃，无毒，具有优良的耐热性和流动性。可作为PVC，ABS，MBS的润滑剂和爽滑剂及合成橡胶的脱膜剂。一般用量为0.25%~1.5%。

（7）硬脂酸：是自然界中广泛存在的一种脂肪酸，为最普通长链脂肪酸之一，几乎所有动物脂肪和植物油脂中都有含量不等的硬脂酸，在动物脂肪中含量较高。为白色或微黄色固体，微有脂肪气味，无毒，熔融后变为无色透明液体。易溶于乙醚，溶于酒精、丙酮、氯仿、四氯化碳、苯、二硫化碳等有机溶剂，不溶于水。熔点为70C-71C，在90C- 100C下慢慢挥发，以内润滑为主，一般加入量为0.2 -0.5份，不易过大，否则易喷霜，系极性基团，与PVC树脂有很好相容性，可以提高熔体内润滑作用。但是硬脂酸分子间又通过氢键鍗，使得硬脂酸极性下降，外润滑作用增强，因此既可以把硬脂酸看做是内润滑剂，又可以看做是内滑兼外滑剂。

02

烃类润滑剂

（1）微晶石蜡：白色或微黄色鳞片状或粒状物，固体相对密度0.89~0.94，液体相对密度0.78~0.81，熔点70~90℃，溶于非极性溶剂，不溶于极性溶剂。热稳定性、润滑性优于石蜡，但会降低凝胶化速度，故用量不宜过大。无毒，常与硬脂酸丁酯或高级脂肪酸并用，用于塑料润滑剂。一般用量为0.1%~0.2%。

（2）液体石蜡：无色透明液体，相对密度0.89，凝固点-35~-15℃，溶于苯、乙醚、二硫化碳，微溶于醇类，在热稳定及润滑性均良好。用于PVC，PS等树脂加工时，作为内润滑剂，与树脂相容性差。添加量一般为0.3%~0.5%，过多时，反而使加工性能变坏。

（3）固体石蜡：白色固体，相对密度0.9，熔点57~60℃，不溶于水，溶于汽油、氯仿、二硫化碳、二甲苯、乙醚等有机溶剂，微溶于醇类。属于外润滑剂，可改善制品表面光泽，为非极性直链烃，不能润湿金属表面，也就是不能阻止PVC黏金属壁，只有与硬脂酸钙并用时，才能发挥协同效应，但其相容性、分散性和热稳定性均比较差。本品无毒，用于PVC，PE，PP，PS，ABS，PBT，PET及纤维素等塑料。

（4）氯化石蜡：石蜡经氯化而制得。无臭透明液体，含氯量有42%，52%，70%等多种，与PVC相容性好，还起增塑剂、阻燃剂的作用，但透明度差，用量在0.3%以下，与其它增塑剂并用效果较好。

（5）聚乙烯蜡：又称低分子量聚乙烯，白色粉末或片状物，为乙烯的低度聚合产品。相对密度为0.9~0.93，分子量1000~5000，软化点100~115℃，具有良好的中期及后期润滑性，能起防黏剂作用，在色母粒加工中作颜料分散剂，在PVC-U中作润滑剂，在PVC，PE，PP，ABS，PET，PBT塑料成型中作润滑剂和脱模剂。一般用量为0.1%~0.5%。

（6）氧化聚乙烯蜡：白色粉末或珠粒状固体，为含羧酸的低分子量聚乙烯，并含有醇、酮及酯类化合物，由于氧化使烷烃链上生成一定数量的羧基等极性基团，故提高了它在PVC的相容性，使其同时兼有良好的内、外润滑性能，并赋予制品良好的透明性和光泽性，与高级脂肪或脂肪酸进行部分酯化，或用氢氧化钙进行部分皂化，得到的衍生物均具优异的内、外润滑性能。主要应用于PVC，PE，PP，ABS，PBT，PET等。用量为0.1%~1.0%。

03

硅氧烷润滑剂

硅氧烷系作为脱模剂、防粘连剂和润滑剂广泛应用于酚醛、环氧、聚酯等塑料的加工与成型上。常用的品种有聚硅氧烷、合成蜡、硅油、二氧化硅和硅藻土等。

（1）甲基硅油：即聚二甲基硅氧烷，无色、无味，透明、黏稠液体，分子量为5000-10000，溶于乙醚、苯、甲苯，部分溶于丙酮、乙醇、丁醇，不溶于甲醇、环已醇、石蜡油、植物油。可在-50~200℃范围内使用。具有优良的耐高、低温性能，透光性、电性能、增水性和化学稳定性均良好。用作为脱模润滑剂。

（2）苯甲基硅油：即聚甲基苯基硅氧烷，性能同甲基硅油。

（3）乙基硅油：即聚二乙基硅氧烷，无色或浅黄色透明液体，平均分子量300-10000.溶于乙醚、氯仿、甲苯。可与石油产品任意混合，使用温度-70~150℃，具有优良的润滑性和电绝缘性，表面张力较小，防水、耐化学腐蚀性能好。可以作为脱模剂和润滑剂应用于塑料、橡胶加工中。

04

金属皂类

金属皂类：金属皂是热稳定剂兼外润滑剂。除本身有润滑作用外，与聚氯乙烯分解产物氯化氢反应，游离出来的硬脂酸也起润滑作用，聚氯乙烯分解是在成型中后期，如挤出成型压缩段、均化段及机头口模处，所以金属皂既有初期润滑性更有后期润滑性，型材生产时，金属皂总量超过12份时，型材表面起霜。

05

脂肪酸盐类

硬脂酸铅：为白色粉末，无明显机械杂质，初期着色性小，耐候性较好，不宜单独使用：与铅皂、钡皂并用更具协同效应，提高制品光稳定性；可用于各种软质、硬质PVC及苯乙烯树脂。熔点105C-112C，外润滑兼有较好内润滑作用，用量一般是0.1-0.4份为宜，本品有毒，但不溶于水，在饮水管道中也可以使用。

硬脂酸钙：为白色细微粉末，无明显机械杂质。不溶于水，溶于热的乙醇和乙醚，遇无机酸分解为硬脂酸和相应的钙盐。在空气中具吸水性，贮运时应注意防潮。无硫化污染性，长期热稳定性好。熔点150-155℃，无毒，传统上被认为是内润滑剂，近几年一些研究成果发现，硬脂酸钙还起着辅助热稳定剂、适度外润滑剂和熔融促进等作用。用量0.1-0.4份为宜，当超过0.6份以上时，外滑作用加强。

硬脂酸镉：为白色或黄色粉末，不溶于水，溶于热乙醚，在空气中能吸收水分，遇强酸分解为硬脂酸和相应镉盐。可用作聚氯乙烯树脂加工中耐热、光、透明稳定剂。可改善制品透明性，提高光稳定性，有防止析出黏附的效果。熔点105℃，外润滑，加量为0.4 -0.8份。

硬脂酸钡：为白色粉末，无明显机械杂质，热稳定性优良，兼有润滑性；初期着色性最小，光稳定，耐候性极佳；透明性好，在加工过程中不易析出；与硬脂酸钡、环氧化合物或亚磷酸脂并用，有显著协同效应。熔点160C，外润滑，加量为0.5-1.0份。各种硬脂酸盐的润滑次序是：硬脂酸铅、硬脂酸锌、硬脂酸镉，硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸钡。