润滑剂品种分类及特点分析

润滑剂按品种大致可分为硬脂酸及其衍生物、金属皂、饱和羟等三大类。现分别将润滑剂的品种、性能、外滑与内滑相互转化条件以及在塑料异型材挤出中如何正确运用论述如下：

2.1　硬脂酸及其（酯类）衍生物

（1）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70-71℃，在90-100℃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，因此即可以把硬脂酸看作是内润滑剂又可以看作是内滑兼外滑剂。

（2）硬脂酸正丁酯：以对甲苯磺酸为催化剂，由硬脂酸和丁醇进行酯化反应得硬脂酸正丁酯。为浅黄色油状体，微具脂肪味；分子量340.6，凝固点18-22℃，闪点（开杯法）188℃，溶于大多数有机溶剂，难溶或微溶于甘油、乙二醇、甲醇和某些胺类。有增塑作用和初期优良内润滑作用，分散性、耐热性、透明性良好。但持续润滑效果低，常与硬脂酸配合使用，使用量为0.2-0.5份，在树脂中不易析出。当填料添加过多时，易多加。

2.2　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。

（1）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；与钙皂、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105-112℃，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。

（2）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剂等作用。用量0.1-0.4份为宜，当超过0.6份以上时，外滑作用加强。

（3）硬脂酸镉：为白色或微黄色粉末，不溶于水，溶于热的乙醇和乙醚，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，有防止析出粘附的效果。熔点105℃，外润滑，加量为0.4-0.8份。

（4）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160℃，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。

2.3　饱和羟类(www.xing528.com)

饱和羟类主要是以天然和人工合成腊为主，羟类化合物一般极性比聚氯乙烯低，与聚氯乙烯相容性差，易于迁移到表面，由于表面能较低，可以较好防止聚氯乙烯在金属表面粘附。以外润滑为主，无毒，低熔点品种有液态石蜡等。高熔点品种有聚乙烯腊和氧化聚乙烯腊。

通常分子量和熔点较低羟类化合物，其初期润滑性较好，而分子量和熔点较高羟类化合物中后期润滑性较好。

（1）石蜡：直链烷羟混合物，相对密度0.87-0.92，熔点57-63℃左右，溶于汽油、氯仿、二甲苯等溶剂，不溶于水，不含极性基团，和聚氯乙烯相容性差，属于典型外润滑剂。

由于石蜡熔点较低，易析出，清模次数多，熔体黏度小，润滑效率不高，只能在较窄范围内起润滑作用，并对焊角强度等物理性能有不良影响。在塑料异型材生产中，尽量不采用石蜡，或石蜡与硬脂酸并用，可降低挥发性，提高润滑效果。一般用量0.1-0.8。最佳剂量为0.05-0.2。在有机锡配方中可采用高熔点石蜡，譬如沙索蜡或熔点为75度的精练蜡作外润滑剂。在硬脂酸钙存在情况下也可采用硬脂酸取代石蜡，发挥外润滑作用。

（2）聚乙烯腊，即PE腊，为生产聚乙烯树脂时低分子量副产品，也称低分子量聚乙烯。

国外产品都是由乙烯直接聚合而得，通过聚合度来控制分子量，如霍尼维尔、巴斯夫、德固赛、三井等公司。国内企业大部分都是采用裂解法生产，通过裂解温度和压力来控制分子量。还有厂家采用中石化、中石油等大型企业生产PE的过程中的开机料，停机料生产。质量极不稳定，每个批次分子量和分子量分布都不同。不同方法制得产品分子量、分布及结构与润滑性能均有差异。

聚乙烯腊为白色粉末，平均相对分子量1500-5000。相对密度约为0.9，软化点约在100-117℃。由于相对分子量较大，熔点高，高温挥发性低，在较高温度和剪切速率下显示明显润滑效果。常用量为0.1-0.3份。可以有效改善塑料加工流动性，吐出量和脱膜性，既有很强外润滑作用，又具有很强的一些内润滑作用。软化点高，熔融度低，热稳定性强，分散性好，电性能优良，使用无毒，成本低。

鉴于国内生产聚乙烯腊熔点大多为70-80℃，裂解法生产的PE蜡，分子量仅在2000左右，达不到提高塑料制品光亮度要求，最好选用熔点为105-115℃以上产品，譬如AP蜡。即使国外同样知名的A-C6A分子量也不过2700左右。德国BASPDE采用世界顶级合成法生产的AP蜡，分子量达到7000，是世界公认最好的PE蜡。尽管价格高，但因其润滑作用大，添加量少，目前有多家企业使用。尤其是由于随企业生产钙粉，回收料不断加大，螺杆、螺筒磨损增加，这类高档PE蜡作用越发重要。

（3）氧化聚乙烯腊（0PE）：熔点为115-125℃，外润滑兼内润滑。氧化聚乙烯腊为聚乙烯腊的部分氧化产物，分子链上带有一定羧基和羟基，外观为白色或淡黄色流动性粉末或颗粒。0PEWax虽含有少量极性基团，仍与PVC不相容，外润滑效率较高。但在硬聚氯乙烯配方铅盐稳定剂体系中加入了CPE与ACR等，氧化聚乙烯与CPE与ACR又有很大相容性，氧化聚乙烯也起到内润滑作用。由此可知，氧化聚乙烯兼有内、外润滑作用。同时0PE具有高密度和低密度氧化及非氧化0PE之分。高密度0PE有非常高效内、外润滑作用，可加速塑化过程，提高金属剥离性，熔体塑化均匀性、尺寸稳定性，生产率高；低密度0PE是高效外润滑剂，能在高剪切运行条件下维持型材最佳物料和表现性质，良好金属剥离性。氧化聚乙烯分子链上带有一定量的羟基，它们与极性树脂相容性得到显著改善，与橡胶、塑料、石蜡等材料有很好相容性，对PVC，内外润滑比较平衡。在硬质透明PVC配方中添加氧化聚乙烯蜡润滑性优于非氧化聚乙烯蜡与其他润滑剂。润滑剂的润滑作用有时也用酸值表征。酸值是润滑油中含有无机酸和有机酸含量，用中和LG油样所需氢氧化钾毫克数表示，单位是mgKOH/g，润滑油酸值大小可以衡量润滑油在使用过程中被氧化变质程度，而且对润滑油使用有很大影响。酸值越大，塑化越快，内润滑作用越强。当OPE酸值在15以上基本与PVC完全相容，仅用于透明制品。润滑剂酸值过大，说明其有机酸含量高，有可能对机械零件造成腐蚀，尤其是有水存在时，腐蚀作用更明显，酸值大到一定程度则应该换油。低密度非氧化0PE，因酸值很低或基本无酸值，极性很差，和极性树脂PVC不相容，主要起外润滑，延迟塑化作用。其次高密度0PE也有高黏度、低酸值和低黏度、高酸值之分。高黏度、低酸值0PE，对加速塑化和降低成本非常有效；低黏度、高酸值0PE，有加速塑化，超强金属剥离，优异分散效应。以上0PE在塑木复合低发泡产品加工中基本用量为0.1-0.3份。

聚乙烯腊与氧化聚乙烯腊外润滑作用很强，在成型中后期有较好润滑性，可看成中后期润滑剂，适合塑木复合材料采用低发泡工艺生产断面复杂制品。