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聚乙烯臘如何上產

壹、引言

在聚乙烯生產過程中,會產生少量的低聚物即低相對分子質量聚乙烯,又稱高分子蠟簡稱聚乙烯蠟。因其優良的耐寒性、耐熱性、耐化學性和耐磨性而得到應泛的應用。正常生產中,這部分蠟作為壹種添加劑可直接加到聚烯烴加工中,它可以增加產品的光譯和加工性能。高分子蠟是*良好的鈍感劑,同時也可作塑料、顏料的分散潤滑劑,瓦楞紙防潮劑,熱熔粘合劑及地蠟,汽車美容蠟等。

二、化學性質

聚乙烯蠟R-(CH2-CH2)n-CH3,分子量1000-5000,是白色、無味、無臭的惰性物質,可在104-130℃下熔融,也可以在高溫時溶解於溶劑和樹脂中,但在降溫時仍會析出,它的析出細度與冷卻速度有關:慢速冷卻得到較粗的顆粒(5-10u),快速冷卻析出較細的顆粒(1.5-3u)。在粉末塗料的成膜過程中,當塗膜冷卻,聚乙烯蠟從塗液中析出,形成細微顆粒,浮在塗膜表面,起到紋理、消光、滑爽、抗擦劃傷作用;適當地選擇微粉蠟和塗料體系可得到各種花紋。

三、技術發展

微粉技術是近10年發展起來的壹項高新技術,壹般把粒徑小於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。

高分子微粒制備主要有了3種途徑:壹是由粗粒子出發,用機械粉碎法,蒸發凝縮法和熔融法等物理的方法;二是利用化學試劑的作用,使形成的各種分散狀態的分子逐漸長成期望大小的微粒,可分為溶解和乳化兩種分散方法;三是直接調節聚合或降解制備。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。我們在國內首先制備出PWEax微粉,經上海市粉體工程中試基地測定達到國外同類產品先進水平。主要工藝過程是物理方法。

(壹)PEWax微粉的應用

1、塗料用聚乙烯蠟可以制備高光澤溶劑性塗料水性塗料、粉未塗料、罐頭塗料、UV固化、金屬裝飾塗料等,還可以作為紙板等日用防潮塗料。

2、油墨、套印光油、打印油墨。PEWax可以用來制備凸版水性油墨,溶劑性凹版油墨,石印/膠印、油墨、套印光油等。

3、化妝品、個人護理品。PEWax可以作為粉餅、防汗劑/祛臭劑原材料。

4、卷材用微粉蠟。卷材用蠟有兩個要求:即在提高塗膜表面滑度和硬度時,不能影響塗料的流平和對水的敏感性。

5、熱熔粘合劑。PEWax微粉可以制備燙印用熱熔粘合劑。

6、其它應用。PEWax還可以作鑄壓金屬部件、發泡部件的隔離劑、橡塑片材、管材添加劑,還可以用作紫油流變改性劑和電流變體,也可以作為母料的載體和潤滑劑。

(二)改性聚乙烯蠟的發展

我們在20世紀90年代初進行了低相對分子質量聚乙烯蠟的改性工作,關於羧化,接枝也有不少報道。國外申請專利的有德國、法國、波蘭、日本。國內也申請了兩相相關專利。

從文獻調研和市場分析看,聚乙烯蠟和改性聚乙烯蠟,特別是微粉化後將會有更長足的發展。聚乙烯微粉蠟的表面效應、體積效應為在各新產品開發提供了優異的物理化學性能,為適應油墨、塗料、整理劑等各種領域要求也將有更多的系列超細微粉問世。

四、在塗料中的應用及作用機理

塗料用蠟主要以添加劑的形式加入,蠟類添加劑壹般以水乳液形式存在,最初是用於改善塗膜的表面防擴性能。主要包括提高塗膜的平滑性、抗劃性以及改善防水性。此外,它還可以影響塗料的流變性能,它的加入可以使金屬閃光漆中鋁粉這類的固體顆粒的取向變得均勻。在無光漆中它可以作為消光劑,根據其粒徑和粒徑分布,蠟類添加劑的消光效力也各不相同。因此,蠟添加劑即有適於有光漆的也有適用於無光漆的。微晶化改性聚乙烯蠟,可用於改善水性工業塗料的表面性質。如Ffka-906,加入後平滑性、抗粘連性、抗劃傷性及消光作用都有加強,而且可以有效抑制顏料沈澱。添加量為0.25%-2.0%。

(壹)蠟在塗膜中所提供的特點

1、耐磨、防刮傷、防擦傷:蠟分布在塗膜中借此保護塗膜、防止刮傷、擦傷並提供耐磨損性;譬如集裝箱塗料、木器塗料、裝飾塗料等均需此功能。

2、控制磨擦系數:通常利用它的低摩擦系數,提供塗膜優異的滑度,同時因不同種類的蠟而有特殊絲綢柔和的觸感。

3、耐化學品性:由於蠟的安定性而能賦予塗膜更佳的耐水,耐鹽水噴霧等性能。

4、防止貼合:避免塗裝物或被印刷物有回粘、貼合現象。

5、控制光澤度:選擇適當的蠟,依不同添加量而有不同的消光效果。

6、防止二氧化矽等硬結沈積,增加塗料儲存安定性。

7、防止金屬刮痕(Antimetal Marking):尤其在印罐塗料,除了提供良好的加工性,更可以起到保護印罐儲存物的儲存安定。

(二)蠟在塗料中的特點與機理

蠟的種類繁多,而其展現在塗膜的形態我們大致可分成下列三種:

1、起霜效果:例如選用的蠟的熔點低於烘烤溫度時,由於蠟在烘烤時熔融成液態,成膜冷卻後,即在塗面上形成似霜的薄層。

2、球軸效果:此效應在於蠟由其本身的粒徑大小與塗層膜厚相近,甚至大壹些,而顯露在外,使得臘的耐刮、防擦傷性能可以顯現。

3、漂浮效應:不論蠟的粒子形態,蠟在成膜過程中漂移至塗膜表面均勻的分散開來,使得塗膜最上層有蠟的保護,顯現蠟的特點。

(三)蠟生產方法

1、熔融法:以溶劑在密閉、高壓的容器下加熱熔融,然後在適當的冷卻條件下出料,獲得成品;缺點是質量不易控制,操作成本高且危險,同時某些蠟並不適用這種方法。

2、乳化法:可得又細又圓的粒子,適用於水性系統,但所加入的表面活性劑會對塗膜的耐水性造成影響。

3、分散法:將蠟加入樹蠟/溶液中,利用球磨機、滾筒或其他分散設備分散;缺點是難獲得高質量的產品,且成本高。

4、微粉化法:可采用噴射微粉機(Jet-Microniser)或微粉/分級機(Microniser/Classifier)生產工藝,即是利用粗臘在高速狀態下相互間激烈碰撞後逐漸碎裂成微粒狀,然後再由離心離心力作用,在失重下被吹逸出來收集而得。此為目前應用最多的制造方法。

雖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,且各制造廠家生產工藝也均有差異,使得各廠微粉化蠟的粒徑分布,相對分子質量、密度、熔點、硬度等性質均有些差異。

聚乙烯蠟的制造,壹般有高壓、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臘;PE臘有各種不同的密度,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、高結晶度)較堅硬,有較佳的耐磨損及抗創痕性,但在滑性及降低摩擦系數上則稍差。

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