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微粉蠟在塗料中的應用研究?

微蠟在塗料中的應用研究_畢森友信_建材機械_建築中文網本文報道了聚合物蠟和聚乙烯微蠟在塗料中的應用,介紹了應用中的註意事項,並對塗料市場進行了展望。

報道了聚合物蠟和聚乙烯微粉蠟在塗料中的應用,介紹了應用中的註意事項,展望了塗料市場。

在聚乙烯生產過程中,會產生少量的低聚物,即低分子量聚乙烯,簡稱聚合物蠟。因其優異的耐寒性、耐熱性、耐化學性和耐磨性而被廣泛應用。在正常生產中,這部分蠟可以作為添加劑直接添加到聚烯烴加工中,提高產品的光學平移和加工性能。聚合物蠟是炸藥的良好減敏劑,也可用作塑料和顏料的分散潤滑劑,瓦楞紙的防潮劑,熱熔膠和地蠟,汽車美容蠟。

聚合物蠟是壹種無毒、無味、無腐蝕性、白色或微黃色固體,相對分子量為1800-8000。具有良好的化學穩定性,優異的耐溫性、耐藥性和室溫電學性能,應用範圍廣泛。它可用作氯化聚乙烯的原料、塑料的改性劑、紡織品的塗層劑和提高原油和燃料油粘度的添加劑。

低分子量聚乙烯在國外應用廣泛,需求量大。日本壹年生產3000t左右,價格比普通樹脂高壹倍左右。雖然在中國起步較晚,但需求在逐年增加。主要廠商有上海金山、南京揚子、北京化工大學。

聚合物蠟在塗料中的應用及機理

塗料用蠟主要以添加劑的形式加入。蠟助劑壹般以水乳液的形式存在,最初是用來提高塗料的表面防膨脹性能。主要包括提高塗膜的光滑度、抗劃傷性和耐水性。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等固體顆粒的取向均勻。可用作啞光漆中的消光劑。根據其粒徑大小和粒徑分布,蠟類添加劑的消光效果也不同。因此,蠟添加劑適用於有光漆和啞光漆。微晶化改性聚乙烯蠟可用於改善水性工業塗料的表面性能。如Ffka-906,平滑度、防粘連性、耐刮擦性、消光性增強,能有效抑制顏料沈澱。添加量為0.25%-2.0%。

1的應用模式

使用蠟有四種常見方式:

1.熔化法:將溶劑在密閉高壓容器中加熱熔化,然後適當冷卻。

在此條件下出料,得到成品;缺點是質量不好控制,操作成本高且危險,有些蠟不適合這種方法。

2.乳化法:可獲得細小、圓潤的顆粒,適用於水性體系,但加入的表面活性劑會影響塗膜的耐水性。

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

4.微粉化法:微粉化法可以是Jet-micronizer或micronizer/Classifier生產工藝,即粗蠟在高速相互激烈碰撞後逐漸破碎成顆粒,然後在失重狀態下由離心力吹出並收集。這是目前應用最廣泛的制造方法。

雖然蠟的使用方法很多,但微粉化蠟仍然是最多的,而且市場上微粉化蠟的種類也很多,各個廠家的生產工藝也不壹樣,使得不同廠家微粉化蠟的粒度分布、相對分子量、密度、熔點、硬度等性能都有些不同。

聚乙烯蠟的制造壹般包括高壓和低壓聚合;其中,高壓法制備的聚乙烯蠟具有支鏈,密度和熔融溫度較低,而低比重的蠟可以用低壓法制備。聚乙烯蠟有不同的密度。比如低壓法制備的非極性PE蠟,低密度(低支化、高結晶度)通常較硬,具有較好的耐磨性和抗劃傷性,但在滑爽性和降低摩擦系數方面稍差。

塗料中蠟的特性和機理

蠟的種類很多,塗料中蠟的形態大致可以分為以下三種:

1.蒙砂效應:比如當所選蠟的熔點低於烘焙溫度時,蠟在烘焙過程中熔化。

熔化成液體,成膜冷卻,即在塗層上形成霜狀薄層。

2.球軸效應:這種效應在於蠟通過自身接近甚至大於塗膜厚度的粒徑暴露出來,從而顯示出蠟的耐刮擦性和耐擦傷性。

3.漂浮效應:無論蠟的顆粒形狀如何,在成膜過程中,蠟都漂移到塗膜表面並均勻鋪展,使塗膜頂層受到蠟的保護,表現出蠟的特性。

3塗膜中蠟提供的特性

1,耐磨,耐刮,耐刮:蠟分布在塗層中,保護塗層,防止劃傷。

刮擦並提供耐磨性;例如容器塗料、木器塗料、裝飾塗料等。都需要這個功能。

2.摩擦系數的控制:通常利用其較低的摩擦系數來提供塗層優異的光滑度,同時由於蠟的種類不同而具有特種絲的柔軟觸感。

3.耐化學性:由於蠟的穩定性,可以賦予塗膜更好的耐水性、耐鹽水噴霧等性能。

4.防止粘連:避免塗層或印刷品的粘連和粘連現象。

5.控制光澤度:選擇合適的蠟,添加量不同會有不同的消光效果。

6、防止二氧化矽等硬結的沈積,增加塗層的儲存穩定性。

7.抗金屬標記:特別是在印刷罐塗料中,除了提供良好的加工性能外,還能保護印刷罐的儲存穩定性。

2.聚乙烯微粉蠟的研究

微粉技術是近10年發展起來的高新技術。壹般粒徑小於0.5μm的顆粒稱為超細顆粒,粒徑小於20μm的稱為微粒,超細顆粒的聚集體稱為超細粉末。

制備聚合物顆粒的方法主要有三種:壹是從粗顆粒開始,采用機械粉碎、蒸發冷凝、熔融等物理方法;其次,利用化學試劑的作用,使各種分散狀態的分子逐漸成長為所需大小的顆粒,這種分散方式可分為溶解和乳化兩種;第三,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、熱裂解至輻射裂解制備PTF微粉。最初我們在國內制備了PWEax微粉,通過在上海粉體工程中試基地的測試,達到了國外同類產品的先進水平。主要工藝過程是物理方法。

(1)聚乙二醇微粉的應用

塗料用聚乙烯蠟可用於制備高光澤溶劑塗料、水基塗料、粉末無塗層塗料,

罐塗、紫外光固化、金屬裝飾塗料等。,也可用作紙板的日常防潮塗層。

(2)油墨、套印光油和印刷油墨。PEWax可用於配制凸版水性油墨、溶劑凹印油墨、平版/膠印油墨、油墨、套印清漆等。

(3)化妝品和個人護理用品。蜂蠟可用作粉餅和止汗劑/除臭劑的原料。

(4)卷材用微粉蠟。卷材用蠟有兩個要求:即在提高塗層表面光潔度和硬度時,不能影響塗層的流平性和水敏性。

(5)熱熔膠。PEWax微粉可用於制備燙印用熱熔膠。

(6)其他應用。PEWax還可用作鑄壓金屬件和發泡件的隔離劑,橡塑片材和管材的添加劑,紫油的改性劑和電流變劑,母料的載體和潤滑劑。

2.2改性聚乙烯蠟的開發

90年代初,我們對低分子量聚乙烯蠟進行了改性,有很多關於羧基化和接枝的報道。國外有德國、法國、波蘭、日本申請專利。中國也申請了兩個階段的相關專利。

根據文獻研究和市場分析,聚乙烯蠟和改性聚乙烯蠟,特別是微粉化後,將有更大的發展。

聚乙烯微粉蠟的表面效應和體積效應為新產品的開發提供了優異的理化性能,將會有更多系列的超細粉體問世,以滿足油墨、塗料、塗飾劑等各個領域的要求。

3.聚乙烯蠟在塗料工業中的應用研究。

3.1中國塗料工業現狀

伴隨著中國的成長,特別是改革開放,中國塗料工業走過了不平凡的50年。

改革開放20年來,隨著經濟建設和化學工業的快速發展,塗料行業取得了長足的進步。1992年我國塗料產量首次突破1058400 t,1995年我國塗料產量增至16910000 t,為歷史最高。1999年塗料產量為11.5萬t,2000年國內市場對塗料的總需求約為1.9萬t。

塗料種類繁多,按組分中主要成膜物質分為十八類;按含或不含顏料可分為清漆和色漆,基本品種有底漆、面漆和膩子。我國塗料生產基本能滿足國民經濟各行業發展的需要,產量已居世界第四位。

目前,我國生產的塗料產品有18大類,近1000個品種。六五、七五期間調整產品結構,限制油基漆生產,大力發展合成樹脂漆,使塗料結構發生了根本變化。合成樹脂漆占油漆總產量的比例從1980的48%上升到1990的57%,1998進壹步上升到72%以上。

改革開放後,隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高,我國塗料的消費量壹直穩步增長。而且逐漸向高檔、無汙染塗料發展。

聚乙烯蠟作為壹種添加劑,主要用於啞光漆等高檔塗料中,壹般添加量為5%~6%。通過高速攪拌以微粉和乳液的形式加入。其他塗料中蠟的添加量為0.25~2.0%,價格在每噸3 ~ 5萬元之間。

3.2聚乙烯蠟市場

由於技術水平的限制,國產聚乙烯蠟與國外同類產品在質量上還有壹定差距。因此,國外產品盡管價格高昂,但仍占據了很大壹部分市場份額,約為48%。這是因為制造商越來越重視質量,不再單純追求效率,把產品質量和客戶滿意度放在第壹位。

隨著人們生活水平的提高,人們對塗料的要求也發生了變化。越來越多的低檔塗料被淘汰,美觀實用的高中檔塗料占據了大部分市場。蠟添加劑的市場也在擴大。

我國聚乙烯蠟生產企業只有加快技術改造,嚴把質量關,才能面對入世,占領更大的市場份額,把我們的產品推向世界。預計2001年中國聚乙烯蠟市場將在2200噸至2500噸左右。目前,國外合成蠟的研究和生產廠家有美國的allied and chemicakl、德國的hoechst、basf、beba、chen和Corporathon Thorn、日本的三華化學株式會社、日本的石油化學工業株式會社、日本的三菱化學、臺灣省的安源油脂和德謙。主要有上海的金山石化公司和廣州的金富德公司。其中,已研究成功並得到應用的主要合成蠟產品有脂肪蠟、酰胺蠟和聚乙烯脂肪酸混合蠟。但其乳化性並不理想,我國研究和生產高品質合成蠟具有廣闊的市場前景。

4.結束語

聚合物蠟已經發展成為壹種新型的功能材料,有機聚合物微粉的功能化也正在成為研究熱點。隨著聚合物微粉的制備、應用和深入發展,將會開辟更多新的性能和應用,形成功能高分子和智能材料的新領域。

高分子蠟的優異性能為新產品的開發提供了良好的物理化學性能,將會有更多系列的蠟問世,以滿足油墨、塗料、塗飾劑等各個領域的需求。中國的高分子蠟行業也將走向世界。

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