一種測試評價聚氯乙烯潤滑劑金屬潤滑性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚氯乙烯潤滑劑金屬潤滑性能的測試評價方法，具體涉及一種用 轉(zhuǎn)矩流變儀作為測試儀器測定PVC潤滑劑的臨界脫模用量和金屬潤滑性能指數(shù)以評價其 金屬潤滑性能的方法，屬于化學(xué)工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氯乙烯（PVC)是五大通用塑料之一，具有強度高、可增塑、耐腐蝕、難燃、絕緣性 好、透明性高等優(yōu)點，其制品具有廣泛的用途。但是，PVC由于極性較強，其各層級結(jié)構(gòu)單元 (包括各層級粒子和分子）以及它們與加工設(shè)備金屬表面間均具有較強的相互作用和摩擦 力，因此存在熔體粘度高、物料剪切摩擦生熱大以及熔體對加工設(shè)備金屬表面粘附嚴(yán)重等 加工性問題。這些加工性問題和對熱不穩(wěn)定疊加導(dǎo)致PVC非常難于熱塑加工。因此，要對 PVC進行熱塑加工，除必須使用熱穩(wěn)定劑外，同時也必須使用潤滑劑。目前，市場上已有脂肪 酸、金屬皂、羧酸酯、脂肪酰胺、脂肪醇和烴蠟等類型潤滑劑可供選用?？上У氖?，由于對這 些潤滑劑的特性和作用原理的認(rèn)識還不甚充分，直到當(dāng)前，PVC加工中潤滑劑的應(yīng)用在很大 程度上仍是經(jīng)驗性的。根據(jù)筆者的系統(tǒng)調(diào)研，這主要歸因于PVC潤滑劑是多功能的，就目前 已認(rèn)識到的而言，包括金屬潤滑(通常也稱為脫模）和樹脂潤滑，而樹脂潤滑包括內(nèi)潤滑、外 潤滑及輔助外潤滑，而目前尚未建立能有效區(qū)別這些功能并評價其強弱的測試評價方法。
[0003] 傳統(tǒng)上，PVC潤滑劑的金屬潤滑性能(通常也稱為脫模性能)通常采用雙輥機(開煉 機）粘輥時間法測試評價：用雙輥機在一定條件下對配混料進行塑煉，直至物料粘結(jié)輥筒表 面，以物料成片到粘結(jié)輥筒的時間(粘輥時間）衡量配混料所含潤滑劑的金屬潤滑性能，配 混料的粘輥時間越長則所含潤滑劑的金屬潤滑性能越好。但是，該方法存在以下問題：（1) PVC配混料粘輥并不單純是其金屬潤滑性問題，而是其金屬潤滑性和熱穩(wěn)定性的疊加結(jié)果， 而PVC潤滑劑可能存在熱穩(wěn)定性能差異，因此，一般而言，比較配混料粘輥時間并不能確切 反映其所含潤滑劑的金屬潤滑性能；（2)用雙輥機進行塑煉，物料的實際狀態(tài)不但與設(shè)定 條件有關(guān)，同時還受不易避免的操作波動的影響，因此，測試結(jié)果波動也不易避免。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用轉(zhuǎn)矩流變儀作為測試儀器測 定PVC潤滑劑的臨界脫模用量，用以評價其金屬潤滑性能的新方法，該方法不但測試結(jié)果 重現(xiàn)性更高，而且能有效消除潤滑劑熱穩(wěn)定性能差異的影響，更好反映潤滑劑在實際加工 中的金屬潤滑性能。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案，包括如下步驟： (1) 配混料制備：將聚氯乙烯樹脂、熱穩(wěn)定劑和潤滑劑在混合機中捏合均勻，配制成含 不同比例潤滑劑的配混料； (2) 配混料粘模性測試：用轉(zhuǎn)矩流變儀混合器混煉配混料，至流變曲線出現(xiàn)塑化峰后停 機出料，觀察配混料對混合器內(nèi)腔金屬表面的粘附性； (3) 潤滑劑臨界脫模用量確定：比較含不同比例潤滑劑配混料的粘模性，確定潤滑劑的 臨界脫模用量，即要使配混料完全不粘附混合器內(nèi)腔金屬表面所需潤滑劑的最小用量； (4) 潤滑劑金屬潤滑性能評價：以在相同條件下測得的臨界脫模用量或金屬潤滑性能 指數(shù)(等于臨界脫模用量的倒數(shù)）為衡量指標(biāo)評價，臨界脫模用量越低或金屬潤滑性能指數(shù) 越尚，則金屬潤滑性能越尚。
[0006] 所述用轉(zhuǎn)矩流變儀混合器混煉配混料，條件為混合器溫度160~220°C、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 10~80rpm，優(yōu)選為為混合器溫度180~200°C、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速30~60rpm;所述至流變曲線出現(xiàn)塑化 峰后停機出料為至流變曲線出現(xiàn)塑化峰后0.l~l〇min停機出料，優(yōu)選為至流變曲線出現(xiàn)塑 化峰后l~5min停機出料。
[0007] 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是： (1)用轉(zhuǎn)矩流變儀作為測試儀器測定PVC潤滑劑的臨界脫模用量，用以評價其金屬潤 滑性能，測試結(jié)果受操作因素影響小，因此，與傳統(tǒng)雙輥機粘輥時間法相比，測試結(jié)果重現(xiàn) 性更尚。
[0008] (2)本發(fā)明方法通過觀測用轉(zhuǎn)矩流變儀混煉配混料至塑化峰后l~5min(大致相當(dāng) 于實際加工時物料的出模時間）時物料的粘模性(即對混煉室金屬表面的粘附情況）隨潤滑 劑用量的變化確定潤滑劑的臨界脫模用量（即要使配混料完全不粘附混煉室金屬表面所需 潤滑劑最小用量）和金屬潤滑性能指數(shù)(等于臨界脫模用量的倒數(shù))，用以評價潤滑劑的金 屬潤滑性能，由于在這樣的條件下潤滑劑熱穩(wěn)定性能差異對物料金屬粘附性的影響還不明 顯，因此，與傳統(tǒng)雙輥機粘輥時間法相比，測試結(jié)果能更單純反映潤滑劑的金屬潤滑性能， 也就是能更好反映潤滑劑在實際加工中的金屬潤滑性能。
[0009]說明書附圖 圖1CaSt2、PW和GMS的金屬潤滑性能指數(shù)與粘輥時間的關(guān)系。
【具體實施方式】
[0010] 下面通過實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明，這些實施例僅用來說明本發(fā)明，并 不限制本發(fā)明的范圍。
[0011] 實施例1 一種測試評價聚氯乙烯潤滑劑金屬潤滑性能的方法，包括如下步驟： (1)配混料制備：將lOOphr(質(zhì)量份）PVC樹脂、lphr硫醇甲基錫熱穩(wěn)定劑分別和不同 phr潤滑劑在高速萬能粉碎機內(nèi)捏合均勻，配制成含不同比例潤滑劑的配混料； (2) 配混料粘模性測試：用轉(zhuǎn)矩流變儀的混合器于溫度190°C、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速45rpm條件下 分別混煉含不同比例潤滑劑的配混料，至流變曲線出現(xiàn)塑化峰后3min停機出料，觀察配混 料對混合器內(nèi)腔金屬表面的粘附性； (3) 潤滑劑臨界脫模用量確定：比較含不同比例潤滑劑配混料的粘模性，確定潤滑劑的 臨界脫模用量，即要使配混料完全不粘附混合器內(nèi)腔金屬表面所需潤滑劑的最小用量。
[0012] (4)潤滑劑金屬潤滑性能評價：以在相同條件下測得的臨界脫模用量或金屬潤滑 性能指數(shù)(等于臨界脫模用量的倒數(shù)）為衡量指標(biāo)評價，臨界脫模用量越低或金屬潤滑性能 指數(shù)越高，則金屬潤滑性能越高。
[0013] 按上述方法測得的幾種典型PVC內(nèi)、外潤滑劑的臨界脫模用量和金屬潤滑性能指 數(shù)見表1。
[0014] 表1幾種典型