摘要:本文報(bào)告了高分子蠟及聚乙烯微粉蠟在涂料中的應(yīng)用,介紹了應(yīng)用中的注意事項(xiàng)?! £P(guān)鍵詞:聚乙烯蠟,微粉蠟,涂料,應(yīng)用 在聚乙烯生產(chǎn)過程中,會(huì)產(chǎn)生少量的低聚物即低相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯,又稱高分子蠟,簡(jiǎn)稱聚乙烯蠟?! ∫蚱鋬?yōu)良的耐寒性、耐熱性、耐化學(xué)性和耐磨性而得到應(yīng)泛的應(yīng)用。正常生產(chǎn)中,這部分蠟作為一種添加劑可直接加到聚烯烴加工中,它可以增加產(chǎn)品的光澤和加工性能。高分子蠟是炸藥良好的鈍感劑,同時(shí)也可作塑料、顏料的分散潤(rùn)滑劑,瓦楞紙防潮劑,熱熔粘合劑及地蠟,汽車美容蠟等。高分子蠟是一種無毒、無味、無腐蝕、白色或略帶微黃的固體,相對(duì)分子質(zhì)量為1800-8000。具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,在室溫下抗溫性、耐藥性和電氣性優(yōu)異,應(yīng)用范圍比較廣,可作為氯化聚乙烯的原料、塑料的改性劑,紡織品的涂布劑以及改善原油和燃料油粘性的添加劑。 一、高分子蠟在涂料中的應(yīng)用及作用機(jī)理 油墨用蠟主要以添加劑的形式加入,蠟類添加劑一般以水乳液形式存在,最初是用于改善涂膜的表面防擴(kuò)性能,主要包括提高涂膜的平滑性、抗劃性以及改善防水性。此外,它還可以影響涂料的流變性能,它的加入可以使銀墨中鋁粉這類的固體顆粒的取向變得均勻?! ∷€可以作為消光劑,根據(jù)其粒徑和粒徑分布,蠟類添加劑的消光效力也各不相同。因此,蠟添加劑即有適于需要透明度及光澤的也有適用于消光油墨產(chǎn)品的。微晶化改性聚乙烯蠟,可用于改善水性油墨的表面性質(zhì)。加入后主要對(duì)平滑性、抗粘連性、抗劃傷性及消光作用都有加強(qiáng),而且可以有效抑制顏料沉淀,添加量一般控制為0.25%-2.0%。1、蠟的應(yīng)用方式: 蠟的使用方法常見的有四種:熔融法、乳化法、分散法、微粉化法。熔融法是以溶劑在密閉、高壓的容器下加熱熔融,然后在適當(dāng)?shù)睦鋮s條件下出料,獲得成品;缺點(diǎn)是質(zhì)量不易控制,操作成本高且危險(xiǎn),同時(shí)某些蠟并不適用這種方法。乳化法,可得到又細(xì)又圓的粒子,適用于水性系統(tǒng),但所加入的表面活性劑會(huì)對(duì)涂膜的耐水性造成影響。分散法則是將蠟加入樹蠟/溶液中,利用球磨機(jī)、滾筒或其他分散設(shè)備分散;缺點(diǎn)是難獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品,且成本高。微粉化的方式可采用噴射微粉機(jī)(Jet-Microniser)或微粉/分級(jí)機(jī)(Microniser/Classifier)生產(chǎn)工藝,即是利用粗蠟在高速狀態(tài)下,相互間激烈碰撞后逐漸碎裂成微粒狀,然后再由離心力作用,在失重下被吹逸出來收集而得,此為目前應(yīng)用最多的制造方法?! ‰m然蠟的使用方法頗多,但仍以微粉化蠟為最多,而市面上微粉化臘的種類繁多,且各制造廠家生產(chǎn)工藝也均有差異,使得各廠微粉化蠟的粒徑分布,相對(duì)分子質(zhì)量、密度、熔點(diǎn)、硬度等性質(zhì)均有些差異。 聚乙烯蠟的制造,一般有高壓、低壓聚合法;其中高壓法的制得的聚乙烯蠟帶支鏈,密度與熔融溫度均較低,而低壓法則可制得直鏈的低比重的蠟;PE蠟有各種不同的密度,例如同為低壓法制得的非極性PE蠟而言,通常低密度者(低支鏈、高結(jié)晶度)較堅(jiān)硬,有較佳的耐磨損及抗創(chuàng)痕性,但在滑性及降低摩擦系數(shù)上則稍差。二、蠟在油墨、涂料中的特點(diǎn)與機(jī)理 蠟的種類繁多,而其展現(xiàn)在涂膜的形態(tài)我們大致可分成下列三種:起霜效果、球軸效果及漂浮效果?! ∑鹚Ч?,例如選用的蠟的熔點(diǎn)低于烘烤溫度時(shí),由于蠟在烘烤時(shí)熔融成液態(tài),成膜冷卻后,即在涂面上形成似霜的薄層。球軸效果,此效應(yīng)在于蠟由其本身的粒徑大小與涂層膜厚相近,甚至大一些,而顯露在外,使得臘的耐刮、防擦傷性能可以顯現(xiàn)。漂浮效應(yīng),則不論蠟的粒子形態(tài),蠟在成膜過程中漂移至涂膜表面均勻的分散開來,使得涂膜最上層有蠟的保護(hù),顯現(xiàn)蠟的特點(diǎn)。三、蠟在涂膜中所提供的特點(diǎn)1、耐磨、防刮傷、防擦傷:蠟分布在涂膜中借此保護(hù)涂膜、防止刮傷、擦傷并提供耐磨損性;譬如集裝箱涂料、木器涂料、裝飾涂料等均需此功能。2、控制磨擦系數(shù):通常利用它的低摩擦系數(shù),提供涂膜優(yōu)異的滑度,同時(shí)因不同種類的蠟而有特殊絲綢柔和的觸感。3、耐化學(xué)品性:由于蠟的安定性而能賦予涂膜更佳的耐水、耐鹽水噴霧等性能。4、防止貼合:避免涂裝物或被印刷物有回粘、貼合現(xiàn)象。5、控制光澤度:選擇適當(dāng)?shù)南?,依不同添加量而有不同的消光效果?、防止二氧化硅等硬結(jié)沉積,增加油墨涂料儲(chǔ)存安定性。7、防止金屬刮痕(Anti Metal Marking):尤其在印罐涂料,除了提供良好的加工性,更可以起到保護(hù)印罐儲(chǔ)存物的儲(chǔ)存安定。四、聚乙烯微粉蠟的研究 微粉技術(shù)是近10年發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù),一般把粒徑小于0.5μm的粒子稱為超微粒子20μm以下的稱為微粒子,超微粒子的集合體稱為超微粉體?! 「叻肿游⒘V苽渲饕辛?種途徑:一是由粗粒子出發(fā),用機(jī)械粉碎法、蒸發(fā)凝縮法和熔融法等物理的方法;二是利用化學(xué)試劑的作用,使形成的各種分散狀態(tài)的分子逐漸長(zhǎng)成期望大小的微粒,可分為溶解和乳化兩種分散方法;三是直接調(diào)節(jié)聚合或降解制備。如PMMA微粉、可控分子量PP、分散聚合制備PS微粒子、熱裂解成輻射裂解制PTF微粉。制備微粉的主要工藝過程是物理方法。1、蠟微粉的應(yīng)用 涂料用聚乙烯蠟可以制備高光澤溶劑性涂料水性涂料、粉末涂料、罐頭涂料、UV固化、金屬裝飾涂料等,還可以作為紙板等日用防潮涂料。還可以用于油墨、套印光油、打印油墨??梢杂脕碇苽渫拱嫠杂湍?、溶劑性凹版油墨,石印/膠印、油墨、套印光油等。2、改性聚乙烯蠟的發(fā)展 從文獻(xiàn)調(diào)研和市場(chǎng)分析看,聚乙烯蠟和改性聚乙烯蠟,特別是微粉化后將會(huì)有更長(zhǎng)足的發(fā)展。聚乙烯微粉蠟的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)為在各新產(chǎn)品開發(fā)提供了優(yōu)異的物理化學(xué)性能,為適應(yīng)油墨、涂料、整理劑等各種領(lǐng)域要求也將有更多的系列超細(xì)微粉問世。五、對(duì)聚乙烯蠟在油墨涂料工業(yè)中應(yīng)用的調(diào)查 聚乙烯蠟做為一種添加劑,主要應(yīng)用在消光漆等高檔涂料上,一般添加量為5%~6%。以微粉和乳液,用高速攪拌的方式加入,蠟在其它涂料中的添加量在0.25~2.0%?! ∮捎诩夹g(shù)水平的限制,國(guó)內(nèi)的聚乙烯蠟在質(zhì)量上與國(guó)外同類產(chǎn)品還有一定差距,所以造成了國(guó)外產(chǎn)品盡管價(jià)格較高仍占有很大一部分市場(chǎng)份額,大約在48%左右。這是由于制造廠家越來越注重質(zhì)量,不再單純的追求效益把產(chǎn)品質(zhì)量和顧客滿意放在第一位?! ‰S著人們的生活水平提高,人們對(duì)涂料的要求也發(fā)生改變,越來越多的低檔涂料被淘汰,美觀實(shí)用的高中檔涂料占據(jù)大部分市場(chǎng),而蠟類添加劑的市場(chǎng)也日益擴(kuò)大。我國(guó)的聚乙烯蠟生產(chǎn)廠家只有加快技術(shù)改革,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),才能面對(duì)“入世”,才能占有更大的市場(chǎng)份額,才能把我們的產(chǎn)品推向世界?! ∧壳熬惩庋芯可a(chǎn)合成蠟的廠家有美國(guó)的allied、chemical,德國(guó)的hoechst、basf、beba、chen,日本的三洋化成株式會(huì)社、石油化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社、石油化學(xué)三菱化工和安源油脂,臺(tái)灣的德謙。境內(nèi)主要有上海金山石化、廣州的金富德等,其中研究成功并得到應(yīng)用的主要合成蠟產(chǎn)品有脂蠟、酰胺蠟、聚乙烯脂肪酸調(diào)配蠟等,但其乳化性不理想,我國(guó)研究生產(chǎn)高質(zhì)量的合成蠟有廣闊的市場(chǎng)前景。六、結(jié)束語 高分子蠟的優(yōu)異性能為新產(chǎn)品開發(fā)提供了良好的物理化學(xué)性能,為適應(yīng)油墨、涂料等各種領(lǐng)域要求也將有更多的系列蠟問世。高分子蠟已經(jīng)發(fā)展成為一類新型的功能材料,有機(jī)高分子微粉的功能化也正成為研究熱點(diǎn),以高分子微粉的制備、應(yīng)用及深度開發(fā),必將開拓其更多的新性能、新應(yīng)用,形成功能高分子及智能材料的新領(lǐng)域。 來源:中國(guó)印廣網(wǎng)
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