一种塑料润滑剂及其制备方法
【专利摘要】本发明属于塑料技术领域，具体涉及一种塑料润滑剂及其制备方法。本发明塑料润滑剂由以下原料制备而成：三硬脂酸甘油酯100～120份、季戊四醇硬脂酸酯60～80份和聚乙烯30～50份。本发明塑料润滑剂可有效提高塑料润滑性、减少摩擦、降低界面粘附性能，在塑料等加工中改进流动性和脱模性，防止在机内或模具内粘着而产出鱼眼等缺陷，同时原料成本低，制备方法简单。
【专利说明】
一种塑料润滑剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于塑料技术领域，具体涉及一种塑料润滑剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着国内外塑料加工技术的不断开发和塑料加工设备的大量应用，为了提高加工 速度、降低能耗、提高塑料制品质量，尤其是表观质量，塑料润滑剂的品种和数量都得到了 迅速发展。塑料润滑剂作为塑料加工中一种重要的助剂，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。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。
[0003] 内润滑剂通常是带有极性基团的小分子有机化合物。根据相似相容原理，内润滑 剂与极性树脂具有很好的相容性。内润滑剂能够比较容易的插入到树脂各层粒子之间以及 分子内的链段之间。在树脂塑化前，树脂的极性结点与内润滑剂的极性部分的亲和力较强， 化学吸附后形成络合键，处在动态平衡的结合，减弱了树脂链段间的摩擦力;树脂塑化后， 内润滑剂的极性基团减弱了熔体内分子间及分子链段之间的相互作用力，使树脂熔体易于 流动，降低了塑化扭矩，降低了熔体粘度，起到内润滑的作用。
[0004] 目前，内润滑剂主要采用脂肪酸酯类和醇类，如脂肪酸、脂肪醇、大豆油、聚乙烯蜡 等做为原料，经处理制得内润滑剂，这些内润滑剂产品结构比较简单，产品性能单一，已不 能满足塑料成型加工的要求。因此，本领域技术人员尝试将多种酯类、醇类和酸类进行复配 制备内润滑剂，如中国专利申请103012995A公开了一种由羟基硬脂酸、季戊四醇硬脂酸酯、 十八醇和脂肪酸组成的复合润滑剂，兼具内润滑和外润滑两种效果，但其配方较为复杂，成 本较高，且在改进塑料流动性和脱模性方面较差。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种塑料润滑剂，其可有效提 高塑料润滑性、减少摩擦、降低界面粘附性能，在塑料等加工中改进流动性和脱模性，防止 在机内或模具内粘着而产出鱼眼等缺陷。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0007] 一种塑料润滑剂，由以下原料制备而成:三硬脂酸甘油酯100~120份、季戊四醇硬 脂酸酯60~80份和聚乙烯30~50份。
[0008] 优选的，由以下原料制备而成：三硬脂酸甘油酯110份、季戊四醇硬脂酸酯70份和 聚乙烯40份。
[0009] 优选的，所述季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯中 的一种或两种。
[0010] 再优选的，所述季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯 的组合物，所述为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的重量比为1: (2~3)。
[0011] 优选的，所述聚乙烯为低密度聚乙烯。
[0012] 相应的，本发明还提供了上述的塑料润滑剂的制备方法，具体包括以下步骤:按照 配方量称量三硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯和聚乙烯，先投入三硬脂酸甘油酯至高速 剪切搅拌机内，溶解后加入三硬脂酸甘油酯重量1~4%的钛酸酯偶联剂，100°C下反应20~ 30min;接着投入季戊四醇硬脂酸酯，在氮气保护、负压0.03~0.05MPa下逐渐升温至120~ 130°C，保温反应20~30min;继续投入聚乙烯，在氮气保护、负压0.03~0.05MPa情况下，升 温至150~160°C，保温反应50~60min，冷却，制得塑料润滑剂。
[0013] 优选的，所述钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。
[0014] 与现有技术相比，本发明具有以下优势：
[0015] (1)本发明提供了一种新的塑料润滑剂，该润滑剂是一种由三硬脂酸甘油酯、季戊 四醇硬脂酸酯和聚乙烯在一定条件下制备而成的复合物，其与树脂相容性好，可有效提高 塑料润滑性、减少摩擦、降低界面粘附性能，在塑料等加工中改进流动性和脱模性，防止在 机内或模具内粘着而产出鱼眼等缺陷，并且可以与其他助剂配伍使用，同时原料成本低。
[0016] (2)本发明塑料润滑剂的制备方法简单，无需考虑复杂的合成化学结构改变，在较 短的时间内成一种均质的复合物，无需使用有机溶剂，能耗极低，综合生产成本下降，而且 无环境污染、无三废排放。
【具体实施方式】
[0017] 以下通过【具体实施方式】进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于以下实施例。在 本发明的范围内或者在不脱离本发明的内容、精神和范围内，对本发明进行适当改进、替换 功效相同的组分，对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明范围 内。
[0018] 本发明的低密度聚乙烯(LDPE)，CAS号为9002-88-4。
[0019] 实施例1、本发明塑料润滑剂及其制备
[0020] 配方:三硬脂酸甘油酯l〇〇kg、季戊四醇硬脂酸酯60kg和低密度聚乙烯30kg;所述 季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的组合物，所述为季戊四 醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的重量比为1:2。
[0021] 制备方法:按照配方量称量三硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯和聚乙烯，先投入 三硬脂酸甘油酯至高速剪切搅拌机内，溶解后加入三硬脂酸甘油酯重量1%的异丙基三(二 辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，100 °C下反应20min;接着投入季戊四醇硬脂酸酯，在氮气保护、 负压0.03MPa下逐渐升温至120°C，保温反应20min;继续投入聚乙烯，在氮气保护、负压 0.03MPa情况下，升温至150°C，保温反应50min，冷却，制得塑料润滑剂。
[0022] 实施例2、本发明塑料润滑剂及其制备
[0023]配方:三硬脂酸甘油酯120kg、季戊四醇硬脂酸酯80kg和低密度聚乙烯50kg;所述 季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的组合物，所述为季戊四 醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的重量比为1:3。
[0024]制备方法:按照配方量称量三硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯和聚乙烯，先投入 三硬脂酸甘油酯至高速剪切搅拌机内，溶解后加入三硬脂酸甘油酯重量4%的异丙基三(二 辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，100 °C下反应30min;接着投入季戊四醇硬脂酸酯，在氮气保护、 负压0.05MPa下逐渐升温至130°C，保温反应30min;继续投入聚乙烯，在氮气保护、负压 0.05MPa情况下，升温至160°C，保温反应60min，冷却，制得塑料润滑剂。
[0025]实施例3、本发明塑料润滑剂及其制备
[0026]配方:三硬脂酸甘油酯120kg、季戊四醇硬脂酸酯60kg和低密度聚乙烯30kg;所述 季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的组合物，所述为季戊四 醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的重量比为1:2。
[0027]制备方法:按照配方量称量三硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯和聚乙烯，先投入 三硬脂酸甘油酯至高速剪切搅拌机内，溶解后加入三硬脂酸甘油酯重量3%的异丙基三(二 辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，100 °C下反应20min;接着投入季戊四醇硬脂酸酯，在氮气保护、 负压0.03MPa下逐渐升温至130°C，保温反应30min;继续投入聚乙烯，在氮气保护、负压 0.03MPa情况下，升温至160°C，保温反应60min，冷却，制得塑料润滑剂。
[0028]实施例4、本发明塑料润滑剂及其制备
[0029]配方:三硬脂酸甘油酯110kg、季戊四醇硬脂酸酯70kg和低密度聚乙烯40kg;所述 季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的组合物，所述为季戊四 醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的重量比为1:2。
[0030] 制备方法:按照配方量称量三硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯和聚乙烯，先投入 三硬脂酸甘油酯至高速剪切搅拌机内，溶解后加入三硬脂酸甘油酯重量2%的异丙基三(二 辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，100 °C下反应30min;接着投入季戊四醇硬脂酸酯，在氮气保护、 负压0.04MPa下逐渐升温至120°C，保温反应20min;继续投入聚乙烯，在氮气保护、负压 0.04MPa情况下，升温至150°C，保温反应60min，冷却，制得塑料润滑剂。
[0031] 实施例5、本发明塑料润滑剂及其制备
[0032]配方:三硬脂酸甘油酯110kg、季戊四醇单硬脂酸酯70kg和低密度聚乙烯40kg。
[0033] 制备方法:按照配方量称量三硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯和聚乙烯，先投入 三硬脂酸甘油酯至高速剪切搅拌机内，溶解后加入三硬脂酸甘油酯重量2%的异丙基三(二 辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，100 °C下反应30min;接着投入季戊四醇硬脂酸酯，在氮气保护、 负压0.04MPa下逐渐升温至120°C，保温反应20min;继续投入聚乙烯，在氮气保护、负压 0.04MPa情况下，升温至150°C，保温反应60min，冷却，制得塑料润滑剂。
[0034] 实施例6、本发明塑料润滑剂及其制备
[0035]配方:三硬脂酸甘油酯110kg、季戊四醇双硬脂酸酯70kg和低密度聚乙稀40kg。
[0036] 制备方法:按照配方量称量三硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯和聚乙烯，先投入 三硬脂酸甘油酯至高速剪切搅拌机内，溶解后加入三硬脂酸甘油酯重量2%的异丙基三(二 辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，100 °C下反应30min;接着投入季戊四醇硬脂酸酯，在氮气保护、 负压0.04MPa下逐渐升温至120°C，保温反应20min;继续投入聚乙烯，在氮气保护、负压 0.04MPa情况下，升温至150°C，保温反应60min，冷却，制得塑料润滑剂。
[0037] 对比例1
[0038]与实施例4相比，本对比例的区别在于:使用双(二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯 代替异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。
[0039] 对比例2
[0040]与实施例4相比，本对比例的区别在于:使用高密度聚乙烯代替低密度聚乙烯。
[0041 ] 对比例3
[0042]本对比例的配方同实施例4,不同在于：制备方法：按照配方量称量三硬脂酸甘油 酯、季戊四醇硬脂酸酯和聚乙烯，先投入三硬脂酸甘油酯至高速剪切搅拌机内，溶解后加入 三硬脂酸甘油酯重量2%的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，100 °C下反应30min;接 着投入季戊四醇硬脂酸酯，在氮气保护、负压O.OIMPa下逐渐升温至110°C，保温反应20min; 继续投入聚乙烯，在氮气保护、负压0.0IMPa情况下，升温至140°C，保温反应60min，冷却，制 得塑料润滑剂。
[0043]试验例一、挤出试验
[0044] 将按实施例1~6、对比例1~3制得的塑料润滑剂在聚氯乙烯成型加工时按质量比 为0.3%的比例加入聚氯乙烯中，热熔，混匀，使用Φ20单螺杆挤出机进行挤出试验并关系 挤出表面平滑度和光洁度。挤出条件:温度一区，80 °C ;二区150 °C ;三区154 °C ;机头150 °C ; 转速40r/min。挤出试验结果见下表1。
[0045] 表1挤出试验结果
[0047]由上表1可知，应用本发明实施例1~6的塑料润滑剂的塑料挤出量明显高于没有 应用润滑剂的塑料(无润滑剂组），高至少38%，并且挤出表面平滑、光洁有反光，表明本发 明塑料润滑剂对塑料的润滑效果好，同时提高表观质量。实施例1~6中以实施例4的挤出量 最高，因此实施例4为本发明的最佳实施例。
[0048]对比例1改变了钛酸酯偶联剂的种类，对比例2使用高密度聚乙烯代替低密度聚乙 烯，对比例3改变了制备温度，其制得的润滑剂应用于塑料加工时，挤出量均有不同程度的 下降，并且挤出表面的平滑度和光洁度也变差。
[0049]以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对 本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改 进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种塑料润滑剂，其特征在于，由以下原料制备而成:三硬脂酸甘油酯100~120份、 季戊四醇硬脂酸酯60~80份和聚乙烯30~50份。2. 根据权利要求1所述的塑料润滑剂，其特征在于，由以下原料制备而成:三硬脂酸甘 油酯110份、季戊四醇硬脂酸酯70份和聚乙烯40份。3. 根据权利要求1或2所述的塑料润滑剂，其特征在于，所述季戊四醇硬脂酸酯为季戊 四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯中的一种或两种。4. 根据权利要求3所述的塑料润滑剂，其特征在于，所述季戊四醇硬脂酸酯为季戊四醇 单硬脂酸酯和季戊四醇双硬脂酸酯的组合物，所述为季戊四醇单硬脂酸酯和季戊四醇双硬 脂酸酯的重量比为1: (2~3)。5. 根据权利要求1或2所述的塑料润滑剂，其特征在于，所述聚乙烯为低密度聚乙烯。6. -种制备如权利要求1~5任一所述的塑料润滑剂的方法，其特征在于，包括以下步 骤:按照配方量称量三硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯和聚乙烯，先投入三硬脂酸甘油酯 至高速剪切搅拌机内，溶解后加入三硬脂酸甘油酯重量1~4%的钛酸酯偶联剂，100°C下反 应20~30min;接着投入季戊四醇硬脂酸酯，在氮气保护、负压0.03~0.05MPa下逐渐升温至 120~130°C，保温反应20~30min;继续投入聚乙烯，在氮气保护、负压0.03~0.05MPa情况 下，升温至150~160°C，保温反应50~60min，冷却，制得塑料润滑剂。7. 如权利要求6所述的塑料润滑剂的制备方法，其特征在于，所述钛酸酯偶联剂为异丙 基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。
【文档编号】C08L23/06GK105949507SQ201610301928
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】徐怀义, 闵菊平, 陈昊民, 刘惠敏, 邵磊, 蔡名柳
【申请人】广州煌垅生物科技有限公司