复合塑料润滑剂的制备及应用

聚氯乙烯复合塑料润滑剂的制备及应用王立新（贵州省化工研究院，贵州贵阳550002）乙撑双硬脂酰胺；单硬脂酸甘油酯；合成；应用I丨介绍了乙撑双硬脂酰胺（EBS）和单硬脂酸甘油酯（GMS）的合成方法，并对GMS/EBS复配体系润滑剂的应用进行了探讨。
I丨B刖言塑料加工中润滑剂是一个重要的加工助剂，其作用是赋予塑料润滑性，以减少有害摩擦并防止制品界面粘附。对于PVC和其它热塑性树脂而言，润滑剂依其功能可分为内润滑剂和外润滑剂，目前市场上产品多为单一性能的润滑剂，其功能受到限制，研制一种既有内润滑性又有外润滑性的产品无疑是有意义的。
1配方设计塑料润滑剂的内、外润滑性在严格意义上说没有明显的界限，但单一组分的物质要同时满足塑料加工中的外润滑性和内润滑性是困难的，我们选取脂肪酰胺类作为外润滑组分，它的熔点高，具有特殊的界面润滑作用，酰胺化合物有一定的表面活性，能使填料、颜料等分散性提高，并有抗静电功能。采用脂肪酸酯类物质作为内润滑组分，由于脂肪酸酯类物质的酯基和未酯化的羟基的存在而使得极性较大，与PVC极性树脂的相容性较好，具有强亲和性。选取乙撑双硬脂酰胺（EBS）为外润滑组分，硬脂酸单甘酯（GMS）为内润滑组分。
2乙撑双硬脂酿胺（EBS）的合成EBS的通常合成方法有：（1）硬脂酸与胺类化合物反应；（2）硬脂酸酯与胺类化合物反应；（3）硬脂酰氯与胺类反应；（4）腈化合物水解。以上4种合成方法，以第1种最为简单，反应条件不苛刻，且制备过程无污染。故选硬脂酸与胺类化合物反应。胺类选用乙二胺，一步合成EBS.采用一步法合成EBS，其实质过程是两个过再经加热过程，使胺盐分解，脱去二分子水，得到EBS，反应式为：成盐的过程是一个放热反应，应控制反应温度，如温度过高，会导致胺解反应，使胺盐色泽加深，从而最终影响产品颜色，适合的温度为100 ~120*Q不能高于120 *C.胺盐的分解是可逆过程，在提高物料温度，达到分解温度时，应迅速地将水移出反应系统，才能使胺解过程进行到底，温度控制在150~230C需要指出的是，在成盐阶段，虽然过程很容易进行，但该过程是放热反应，乙二胺容易挥发而使投料比不准确，影响反应，故应使乙二胺适当过量。在胺解阶段，其过程所需I丨2002―08― I丨王立新，男，工程师，1983年毕业于贵州工学院化工系，一直从事技术工作。
王立新：复合塑料润滑剂的制备及应用助剂的时间与脱水速度有直接关系。
3单硬脂酸甘油酯（GMS）的合成单硬脂酸甘油酯的合成方法主要有：甘油酯化法、酯交换法、缩水甘油法、化学基因保护法及油脂水解法等。甘油酯化法与其它方法相比，工艺成熟并且简单，其特点是单脂的含量占60%~ 70%，有30%~40%的双脂，还有少量的三脂以及硬脂酸和甘油。如要提高单脂含量，需经分馏法处理，其成本会大大增加而且工艺复杂，要求的真空度为1 ~1.5Pa设备条件难以达到要求。而GMS作为塑料润滑剂在混有二脂的状况下内润滑性能会有下降，但从经济成本考虑，采用甘油酯化法是可以接受的O其反应式为：CH2OC——R CH2OH配比：n（硬脂酸）：n（甘油）=1：1.5，催化剂采用碱性固体催化剂（如NaOH），用量为硬脂酸的0.1%，反应温度为180~200时间为3~4h. 4复合塑料润滑剂的制备将乙撑双硬脂酰胺和单硬脂酸甘油酯分别粉碎，经适当的比例充分混合均匀，经造粒机挤出即得到具有塑料内润滑性和外润滑性的一包装的润滑剂。
5复合润滑体系对PVC塑料加工应用的影响5.1挤出试验设备：Y20单螺杆挤出机。挤出条件：温度C；转速，40r/min.挤出实验结果列于表1.表1挤出试验结果编号硬脂酸/石蜡挤出量/（挤出表面从表1数据可知，GMS/EBS润滑体系比硬脂酸/石蜡润滑体系的挤出量要高，特别在GMS、EBS各占50%时挤出量比硬脂酸/石蜡润滑体系高25.13%，但在8皿3占30%，瓦83占70%时的挤出表面光洁度下降，外观较差。
5.2冲击试验试验方法依据GB1043―93；试验设备：SK―160B，双辊简塑炼机；XCT*500，冲击试验机；润滑剂用量：1为硬脂酸/石蜡（1：1），1份；2为GMS/EBS（1：1），1份。冲击试验结果列于表2.表2冲击试验结果样品平均值从表2可知，GMS/EBS润滑体系的冲击性能优于硬脂酸/石蜡润滑体系。
5.3电性能试验试验结果列于表3.表3电性能测试结果样品平均值从表3可知，以GMS/EBS作为复合润滑体系，体积电阻率增高，对于PVC电缆料较为有利。6结语GMS/EBS体系复合塑料润滑剂用在PVC塑料中，润滑效果较好，对于制品的物理性能也有改善，但其合适用量还需作进一步的研究。