CN110922759A - 一种工程塑料润滑组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工程塑料润滑组合物，所述组合物按质量百分比计，由以下组分组成：组分A：混合季戊四醇己二酸酯30～70％，组分B：高级脂肪酸盐10～30％，组分C：超高分子量聚硅氧烷乳液10～30％，组分D：石墨烯1～10％。本发明的工程塑料润滑组合物具有内外润滑作用，应用到PA工程塑料中能有效改善制品的脱模效果，提高树脂熔融加工过程中的流动性，促进填料分散，提高制品表面光泽度及爽滑度，且对力学性能基本没有影响，具有较大的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及塑料润滑剂技术领域，更具体地，涉及一种工程塑料润滑组合物及其制备方法和应用。
背景技术
在塑料加工和注塑过程中，特别是工程塑料，良好的流动性及脱模性是提高塑料制品加工速率，提高产量的重要保证。
然而工程塑料熔融加工过程中，塑料熔体之间、塑料熔体与金属螺杆之间的摩擦会导致熔融塑料的流动性下降。另外，由于工程塑料具有比一般聚烯烃更高的极性，注塑加工过程中易与金属机械粘结，导致注塑件脱模性不好。为了提高加工流动性以及改善脱模效果，方便塑料加工，添加塑料润滑剂成了一种必不可少的手段。塑料润滑剂的品种很多，根据润滑剂的润滑作用，分为内润滑剂(脂肪酸酯类和醇类等)、外润滑剂(金属皂、高级脂肪酸、脂肪酰胺和石蜡等)和复合润滑剂(金属皂类硬脂酸钙和脂肪酸皂等)三大类。这些常用的工程塑料润滑剂有各种蜡类、脂肪酸类、金属皂类、脂肪族酞胺类等。但这些润滑剂产品产品性能较为单一，或者只能提高的流动性，或者只能具有良好的脱模性，或者会降低制品表面的光泽度及爽滑度，或者对制品的力学性能有影响。因此，需要提供一种具有内外润滑作用，同时可以有效改善流动性、脱模性，同时提升塑料制品表面光滑度，并对制品力学性能无影响的润滑剂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种工程塑料润滑组合物，所述润滑组合物具有内外润滑作用，与目前常规使用的工程塑料润滑剂相比，该润滑组合物可以有效改善挤出加工过程中的流动性，降低注塑过程中制件与金属模具之间的粘附力，改善脱模效果，促进填料分散，提高制品表面光泽度及爽滑度，并且对工程塑料的力学性能基本没有影响。
本发明的另一目的在于提供上述润滑组合物的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述润滑组合物的应用。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种工程塑料润滑组合物，按质量百分比计算，由以下组分组成：
组分A：混合季戊四醇己二酸酯30～70％
组分B：高级脂肪酸盐，10～30％，
组分C：超高分子量聚硅氧烷乳液10～30％，
组分D：石墨烯1～10％。
具体地，所述的混合季戊四醇己二酸酯是由双季戊四醇(DPET)、季戊四醇(PET)两种多元醇与己二酸酯化合成得到的。
优选地，所述的双季戊四醇、季戊四醇两种多元醇与己二酸的质量比为10:8:7。
优选地，所述高级脂肪酸盐为：硬脂酸锂、硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸铝或硬脂酸锌中的一种或几种。
优选地，所述的超高分子量聚硅氧烷乳液是由粘度150000～200000cs的聚硅氧烷、十六烷基苯磺酸钠、去离子水乳化得到。
优选地，所述聚硅氧烷：十六烷基苯磺酸钠：去离子水的质量比为(2～5)：1：(3～7.5)。
优选地，所述石墨烯粒径范围为10nm～800nm。
更优选地，所述石墨烯粒径范围为10nm～100nm。
本发明上述工程塑料润滑组合物的制备方法如下：按质量百分比，先将石墨烯与超高分子量聚硅氧烷乳液在室温下高速搅拌混合10～20min制成颗粒/粉末，再与混合季戊四醇己二酸酯及高级脂肪酸盐在室温下高速搅拌混合10～20min成颗粒粉末即可。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种工程塑料润滑组合物，具有内外润滑作用；本发明的润滑组合物脱模性能好，将本发明的润滑组合物添加到工程塑料中注塑时在树脂与金属模具之间形成一层润滑剂薄膜，可有效降低熔融树脂与金属模具之间粘附力，改善脱模。本发明的润滑组合物加工流动性能好，将本发明的润滑组合物添加到工程塑料中螺杆挤出加工时可有效降低树脂熔体粘度，促进填料分散。同时将本发明的润滑组合物添加到工程塑料中能明显提高注塑制品的表面光泽度及爽滑度，并且对工程塑料的力学性能基本没有影响。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
混合季戊四醇己二酸酯的制备：将40g的双季戊四醇、32g季戊四醇与28g己二酸在220℃下搅拌反应2h，降温冷却后得到混合季戊四醇己二酸酯。
超高分子量聚硅氧烷乳液的制备：将粘度150000cs的聚硅氧烷100g、十六烷基苯磺酸钠50g和去离子水150g，依次放在在温度为40℃的搅拌器中搅拌2h，出料，得到超高分子量聚硅氧烷乳液。
润滑组合物的制备：将20g粒径为80nm的石墨烯与300g超高分子量聚硅氧烷在常温下高速搅拌成粉末，再将此粉末与100g混合季戊四醇己二酸酯及80g硬脂酸钠在室温下高速搅拌混合成粉末即可。
实施例2
混合季戊四醇己二酸酯的制备：将40g的双季戊四醇、32g季戊四醇与28g己二酸在220℃下搅拌反应2h，降温冷却后得到混合季戊四醇己二酸酯。
超高分子量聚硅氧烷乳液的制备：将粘度180000cs的聚硅氧烷100g、十六烷基苯磺酸钠40g和去离子水150g，依次放在在温度为40℃的搅拌器中搅拌2h，出料，得到超高分子量聚硅氧烷乳液。
润滑组合物的制备：将30g粒径为50nm的石墨烯与290g超高分子量聚硅氧烷在常温下高速搅拌成粉末，再将此粉末与100g混合季戊四醇己二酸酯及80g硬脂酸锂在室温下高速搅拌混合成粉末即可。
实施例3
混合季戊四醇己二酸酯的制备：将40g的双季戊四醇、32g季戊四醇与28g己二酸在220℃下搅拌反应2h，降温冷却后得到混合季戊四醇己二酸酯。
超高分子量聚硅氧烷乳液的制备：将粘度120000cs的聚硅氧烷100g、十六烷基苯磺酸钠40g和去离子水140g，依次放在在温度为40℃的搅拌器中搅拌2h，出料，得到超高分子量聚硅氧烷乳液。
润滑组合物的制备：将30g粒径为40nm的石墨烯与280g超高分子量聚硅氧烷在常温下高速搅拌成粉末，再将此粉末与100g混合季戊四醇己二酸酯及90g硬脂酸锂在室温下高速搅拌混合成粉末即可。
实施例4
混合季戊四醇己二酸酯的制备：将40g的双季戊四醇、32g季戊四醇与28g己二酸在220℃下搅拌反应2h，降温冷却后得到混合季戊四醇己二酸酯。
超高分子量聚硅氧烷乳液的制备：将粘度150000cs的聚硅氧烷90g、十六烷基苯磺酸钠50g和去离子水150g，依次放在在温度为40℃的搅拌器中搅拌2h，出料，得到超高分子量聚硅氧烷乳液。
润滑组合物的制备：将20g粒径为80nm的石墨烯与290g超高分子量聚硅氧烷在常温下高速搅拌成粉末，再将此粉末与100g混合季戊四醇己二酸酯及90g硬脂酸锂在室温下高速搅拌混合成粉末即可。
实施例5
混合季戊四醇己二酸酯的制备：将50g的双季戊四醇、40g季戊四醇与35g己二酸在220℃下搅拌反应2h，降温冷却后得到混合季戊四醇己二酸酯。
超高分子量聚硅氧烷乳液的制备：将粘度150000cs的聚硅氧烷80g、十六烷基苯磺酸钠40g和去离子水150g，依次放在在温度为40℃的搅拌器中搅拌2h，出料，得到超高分子量聚硅氧烷乳液。
润滑组合物的制备：将30g粒径为70nm的石墨烯与270g超高分子量聚硅氧烷在常温下高速搅拌成粉末，再将此粉末与125g混合季戊四醇己二酸酯及75g硬脂酸锂在室温下高速搅拌混合成粉末即可。
性能测试
上述实施例1～实施例5的润滑组合物添加到塑料中后，测试塑料的流动性，脱模性，力学性能等；其测试结果如表1所示：
表1
从上述测试结果可以看出，本发明制备的一种工程塑料润滑组合物，与普通塑料相比，本发明制得的工程塑料润滑组合物可以较好的提升体系的流动性，脱模力大大的降低，而且对力学性能基本没有影响。同时，本发明的润滑组合物可以促进填料分散，提高制品表面光泽度及爽滑度，具有较大的应用前景。
Claims (8)
1.一种工程塑料润滑组合物，其特征在于，按质量百分比计算，由以下组分组成：
组分A：混合季戊四醇己二酸酯30～70％，
组分B：高级脂肪酸盐10～30％，
组分C：超高分子量聚硅氧烷乳液10～30％，
组分D：石墨烯1～10％。
2.权利要求1所述的润滑组合物，其特征在于，所述混合季戊四醇己二酸酯由双季戊四醇、季戊四醇与己二酸酯化合成得到；双季戊四醇：季戊四醇：己二酸的质量比为10:8:7。
3.权利要求1所述的润滑组合物，其特征在于，所述的高级脂肪酸盐为硬脂酸锂、硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸铝或硬脂酸锌中的一种或几种。
4.权利要求1所述的润滑组合物，其特征在于，所述超高分子量聚硅氧烷乳液由粘度150000～200000cs的聚硅氧烷、十六烷基苯磺酸钠、去离子水乳化得到。
5.根据权利4要求所述的润滑组合物，其特征在于，聚硅氧烷：十六烷基苯磺酸钠：去离子水的质量比为(2～5)：1：(3～7.5)。
6.权利要求1所述的润滑组合物，其特征在于，所述的石墨烯粒径范围为10nm～800nm。
7.权利要求1～6任一所述的润滑组合物的制备方法，其特征在于，按质量百分比，先将石墨烯与高分子量聚硅氧烷乳液混匀搅拌至形成颗粒/粉末，再将粉末与混合季戊四醇己二酸酯和高级脂肪酸盐在室温下搅拌混合成粉末。
8.权利要求1～6任一所述的润滑组在塑料制品加工中的应用。
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